CN105232021A - 一种提醒运动超负荷的方法及耳机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提醒运动超负荷的方法及耳机。该方法基于耳机和移动终端，耳机包括控制模块、数字信号处理模块、心率传感器和耳机扬声器。该方法包括：在耳机插入移动终端的耳机接口后，由控制模块从耳机接口获取音频信号；在耳机塞入人耳后，每隔预定时间在人耳的耳道内由心率传感器获取心率值；由数字信号处理模块判断心率值是否大于预定心率值；若心率值大于预定心率值，由控制模块产生与警报音对应的脉宽调制信号，接着将脉宽调制信号与音频信号进行混合后输出至耳机扬声器。通过上述方式，本发明能够实现在欣赏音乐的同时自动提醒用户运动超负荷，从而使用户能够轻松控制自己的运动强度。

Description

一种提醒运动超负荷的方法及耳机

技术领域

本发明涉及移动终端附件领域，特别是涉及一种提醒运动超负荷的方法及耳机。

背景技术

随着通信行业的迅速发展，耳机作为一种娱乐、通信工具应用越来越广泛，但是目前耳机的功能还只能局限在听音乐、通话等基础上，对耳机的其它功能没有进行相应的开发。

同时，随着人们对健康的关注，如何在运动的过程中对运动超负荷进行提醒也成为人们越来越关注的话题。

因此，在原始耳机功能的基础上实现对运动超负荷的提醒是一种应用趋势，换个角度来说，如何在耳机上实现运动超负荷的提醒是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种提醒运动超负荷的方法及耳机，能够实现在欣赏音乐的同时自动提醒用户运动超负荷。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种提醒运动超负荷的方法及移动终端，该方法基于耳机和移动终端，耳机包括控制模块、数字信号处理模块、心率传感器和耳机扬声器，方法包括：在耳机插入移动终端的耳机接口后，由控制模块从耳机接口获取音频信号；在耳机塞入人耳后，每隔预定时间在人耳的耳道内由心率传感器获取心率值；由数字信号处理模块判断心率值是否大于预定心率值；若心率值大于预定心率值，由控制模块产生与警报音对应的脉宽调制信号，接着将脉宽调制信号与音频信号进行混合后输出至耳机扬声器，以使人耳在欣赏音乐的同时能听到运动超负荷的警报音。

其中，耳道包括左耳道和右耳道，每隔预定时间在人耳的耳道内由心率传感器获取心率值的步骤之后，方法进一步包括：由数字信号处理模块判断从左耳道获取的心率值和从右耳道获取的心率值的偏差是否在预定范围内；若不在预定范围内，则提示用户将耳机再次塞入人耳；若在预定范围内，则继续执行由数字信号处理模块判断心率值是否大于预定心率值的步骤。

其中，音频信号包括第一声道音频信号和第二声道音频信号，将脉宽调制信号与音频信号进行混合后输出至耳机扬声器的步骤具体为：将脉宽调制信号与第一声道音频信号进行混合后输出至耳机扬声器；将第二声道音频信号输出至耳机扬声器。

其中，方法进一步包括：若心率值小于等于预定心率值，则由控制模块控制耳机扬声器输出音频信号。

其中，预定心率值根据如下公式进行计算：

V＝220-Y；

其中，V为预定心率值，Y为用户的年龄值。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种运动超负荷的耳机，该耳机包括控制模块、数字信号处理模块、心率传感器和耳机扬声器；其中，在耳机塞入人耳后，心率传感器用于每隔预定时间在人耳的耳道内获取心率值；数字信号处理模块用于判断心率值是否大于预定心率值；若心率值大于预定心率值，控制模块用于产生与警报音对应的脉宽调制信号，接着将脉宽调制信号与从移动终端的耳机接口获取的音频信号进行混合后输出至耳机扬声器，以使人耳在欣赏音乐的同时能听到运动超负荷的警报音。

其中，耳道包括左耳道和右耳道，心率传感器执行每隔预定时间在人耳的耳道内获取心率值的操作后，数字信号处理模块判断从左耳道获取的心率值和从右耳道获取的心率值的偏差是否在预定范围内；若不在预定范围内，数字信号处理模块提示用户将耳机再次塞入人耳；若在预定范围内，数字信号处理模块继续执行判断心率值是否大于预定心率值的操作。

其中，音频信号包括第一声道音频信号和第二声道音频信号，控制模块将脉宽调制信号与音频信号进行混合后输出至耳机扬声器的操作具体为：控制模块将脉宽调制信号与第一声道音频信号进行混合后输出至耳机扬声器；控制模块将第二声道音频信号输出至耳机扬声器。

其中，若心率值小于等于预定心率值，控制模块控制耳机扬声器输出音频信号。

其中，预定心率值根据如下公式进行计算：

V＝220-Y；

其中，V为预定心率值，Y为用户的年龄值。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的提醒运动超负荷的方法及耳机通过在耳机塞入人耳后，每隔预定时间在人耳的耳道内由心率传感器获取心率值；由数字信号处理模块判断心率值是否大于预定心率值；若心率值大于预定心率值，由控制模块产生与警报音对应的脉宽调制信号，接着将脉宽调制信号与音频信号进行混合后输出至耳机扬声器。通过上述方式，本发明能够实现在欣赏音乐的同时自动提醒用户运动超负荷，从而使用户能够轻松控制自己的运动强度。

附图说明

图1是本发明实施例的提醒用户运动超负荷的方法的流程图；

图2是本发明实施例的提醒用户运动超负荷的耳机的结构示意图；

图3是图2所示耳机中的心率传感器的部分电路原理图。

具体实施方式

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件，所属领域中的技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的基准。下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

图1是本发明实施例的提醒用户运动超负荷的方法的流程图，本发明的方法基于耳机和移动终端，其中，耳机包括控制模块、数字信号处理模块、心率传感器和耳机扬声器。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并不以图1所示的流程顺序为限。如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S101：在耳机插入移动终端的耳机接口后，由控制模块从耳机接口获取音频信号。

在步骤S101中，耳机接口可以为通用的3.5毫米接口，其包括四个端子，分别为左声道端子、右声道端子、麦克风(MIC)端子和地线端子。当耳机插入移动终端的耳机接口后，由设置于耳机中的控制模块从耳机接口获取音频信号，以使用户能欣赏到音乐。

步骤S102：在耳机塞入人耳后，每隔预定时间在人耳的耳道内由心率传感器获取心率值。

在步骤S102中，心率传感器为光电式心率传感器，其设置于耳机的耳塞部位，用于对耳道中的血管进行测试以获得心率值。

在光电式心率传感器中，采用恒定波长的光源照射耳道中的血管，一部分光被血管中的还原血红蛋白(Hb)和氧合血红蛋白(HbO2)吸收，一部分通过血管透射出来，透射出的透射光被光敏接收器件接收后，通过分析透射光的强度即可获知人体的心率值。其中，血液中的还原血红蛋白(Hb)和氧合血红蛋白(HbO2)的含量将造成透光率的变化，当氧合血红蛋白和还原血红蛋白对光的吸收量相等时，透射光的强度将主要由血管的收缩和舒张引起，此时能够比较准确地反应出心率值。

优选地，由于血液中Hb和HbO2对于不同波长光的吸收系数有很大的差异，发射光源的波长优选为805nm，以降低Hb和HbO2对发射光的吸收率，进而增强从血管透射出的透射光的强度，进一步提高获取的心率值的精度。

在本实施例中，心率传感器为两个，当耳机塞入人耳时，心率传感器分别位于人耳的左耳道和右耳道中。在其它实施例中，心率传感器也可以为一个，当耳机塞入人耳时，心率传感器位于人耳的左耳道或右耳道中。

步骤S103：由数字信号处理模块判断从左耳道获取的心率值和右耳道获取的心率值的偏差是否在预定范围内。若不在预定范围内，执行步骤S104，若在预定范围内，执行步骤S105。

在步骤S103中，左耳道获取的心率值和右耳道获取的心率值的偏差为左耳道获取的心率值和右耳道获取的心率值的差值绝对值。其中，当偏差不在预定范围内时，则说明心率传感器采集的心率值有误，需要重新进行采集

步骤S104：提示用户将耳机再次塞入人耳。

在步骤S104中，当步骤S103判断左耳道获取的心率值和右耳道获取的心率值的偏差不在预定范围内时，也即采集的心率值有误时，由控制模块通过亮度提示或者发出警报音提示用户将耳机再次塞入人耳。

步骤S105：由数字信号处理模块判断心率值是否大于预定心率值。若大于预定心率值，执行步骤S106，若小于等于预定心率值，执行步骤S107。

在步骤S105中，由于个体正常运动时的心率值都是和个体的年龄相关的，预定心率值的取值根据如下公式进行计算：

V＝220-Y；

其中，V为预定心率值，Y为用户的年龄值。

其中，在步骤S101执行之前，控制模块录入预定心率值并保存在耳机的存储器中。

其中，心率值可以为左耳道获取的心率值、也可以为右耳道获取的心率值、也可以为左耳道获取的心率值和右耳道获取的心率值的均值。

步骤S106：由控制模块产生与警报音对应的脉宽调制信号，接着将脉宽调制信号与音频信号进行混合后输出至耳机扬声器。

在步骤S106中，当步骤S105判断心率值大于预定心率值时，由控制模块产生脉宽调制信号(PWM信号)，其中，PWM信号对应例如铃声滴滴滴的警报音，PWM信号持续的时间周期优选为5秒；接着，由控制模块将PWM信号与音频信号进行混合后输出至耳机扬声器，使得用户在欣赏音乐的同时也能听到运动超负荷的警报音。

音频信号包括第一声道音频信号和第二声道音频信号，由控制模块将PWM信号与音频信号进行混合后输出至耳机扬声器的步骤具体为：将脉宽调制信号与第一声道音频信号进行混合后输出至耳机扬声器，与此同时，将第二声道音频信号输出至耳机扬声器。其中，第一声道音频信号为左声道音频信号、第二声道音频信号为右声道音频信号或者第一声道音频信号为右声道音频信号、第二声道音频信号为左声道音频信号。

在其它实施例中，由于音频信号和PWM信号是两路不同的信号，当音频信号包括第一声道音频信号和第二声道音频信号时，也可以将PWM信号分别与第一声道音频信号和第二声道音频信号进行混合后输出至耳机扬声器。

步骤S107：由控制模块控制耳机扬声器输出音频信号。

在步骤S107中，当步骤S105判断心率值小于等于预定心率值时，由控制模块控制耳机扬声器输出音频信号。

图2是本发明实施例的提醒运动超负荷的耳机的结构示意图。如图2所示，耳机1包括控制模块10、数字信号处理模块11、心率传感器12和耳机扬声器13。

在耳机塞入人耳后，心率传感器12用于每隔预定时间在人耳的耳道内获取心率值；数字信号处理模块11用于判断心率值是否大于预定心率值；若心率值大于预定心率值，控制模块10产生与警报音对应的脉宽调制信号，接着将脉宽调制信号与从移动终端的耳机接口获取的音频信号进行混合后输出至耳机扬声器13，以使人耳在欣赏音乐的同时能听到运动超负荷的警报音；若心率值小于等于预定心率值，控制模块10控制耳机扬声器输出音频信号。

其中，耳道包括左耳道和右耳道，心率传感器12执行每隔预定时间在人耳的耳道内获取心率值的操作后，数字信号处理模块11判断左耳道获取的心率值和右耳道获取的心率值的偏差是否在预定范围内；若不在预定范围内，数字信号处理模块11提示用户将耳机再次塞入人耳；若在预定范围内，数字信号处理模块11继续执行判断心率值是否大于预定心率值的操作。

其中，音频信号包括第一声道音频信号和第二声道音频信号，控制模块10将脉宽调制信号与音频信号进行混合后输出至耳机扬声器13的操作具体为：控制模块10将脉宽调制信号与第一声道音频信号进行混合后输出至耳机扬声器13，与此同时，控制模块10将第二声道音频信号输出至耳机扬声器13。

其中，预定心率值根据如下公式进行计算：

V＝220-Y；

其中，V为预定心率值，Y为用户的年龄值。

在本实施例中，心率传感器12为光电式心率传感器，其设置于耳机的耳塞部位，用于对耳道中的血管进行测试以获得心率值。

请一并参考图3，图3是图2所示耳机中的心率传感器的部分电路原理图。如图3所示，心率传感器12包括恒流电路121和光源122。

恒流电路121用于给光源122提供稳定的供电电流，使得心率传感器12在进行心率测量的过程中，光源122发出的光强是恒定的。

恒流电路121包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一稳压二极管D1、第二稳压二极管D2、二极管D4、三极管Q1、比较器U1。光源122包括发光二极管D3。

其中，第一电阻R1的一端与比较器U1的正向输入端连接，第一电阻R1的另一端与地信号GND连接；第一稳压二极管D1的正极与比较器U1的正向输入端连接，第一稳压二极管D1的负极与电源VCC连接；第二电阻R2为可变电阻器，第二电阻R2的一端分别与比较器U1的负向输入端、第三电阻R3的一端、第二稳压管D2的负极，三极管Q1的基极、发射极连接，第二电阻R2的另一端与电源VCC连接，第二稳压管D2的正极与比较器U1的输出端连接，第三电阻R3的另一端与电源VCC连接，三极管Q1的集电极与发光二极管D3的正极连接，发光二极管D3的负极与二极管D4的正极连接，二极管D4的负极与地信号GND连接。

其中，在恒流电路121中，第一电阻R1两端的电压值为第一稳压二极管D1的稳压值，因此，流经第一电阻R1的电流恒定。当三极管Q1处于放大状态时，流经发光二极管D3的电流恒定，因此，发光二极管D3能输出稳定光强的光。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的提醒运动超负荷的方法及耳机通过在耳机塞入人耳后，每隔预定时间在人耳的耳道内由心率传感器获取心率值；由数字信号处理模块判断心率值是否大于预定心率值；若心率值大于预定心率值，由控制模块产生与警报音对应的脉宽调制信号，接着将脉宽调制信号与音频信号进行混合后输出至耳机扬声器。通过上述方式，本发明能够实现在欣赏音乐的同时自动提醒用户运动超负荷，从而使用户能够轻松控制自己的运动强度。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种提醒运动超负荷的方法，其特征在于，所述方法基于耳机和移动终端，所述耳机包括控制模块、数字信号处理模块、心率传感器和耳机扬声器，所述方法包括：

在所述耳机插入所述移动终端的耳机接口后，由所述控制模块从所述耳机接口获取音频信号；

在所述耳机塞入人耳后，每隔预定时间在人耳的耳道内由所述心率传感器获取心率值；

由所述数字信号处理模块判断所述心率值是否大于预定心率值；

若所述心率值大于预定心率值，由所述控制模块产生与警报音对应的脉宽调制信号，接着将所述脉宽调制信号与所述音频信号进行混合后输出至所述耳机扬声器，以使人耳在欣赏音乐的同时能听到运动超负荷的所述警报音。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耳道包括左耳道和右耳道，所述每隔预定时间在人耳的耳道内由所述心率传感器获取心率值的步骤之后，所述方法进一步包括：

由所述数字信号处理模块判断从所述左耳道获取的所述心率值和从所述右耳道获取的所述心率值的偏差是否在预定范围内；

若不在预定范围内，则提示用户将所述耳机再次塞入人耳；

若在预定范围内，则继续执行由所述数字信号处理模块判断所述心率值是否大于预定心率值的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述音频信号包括第一声道音频信号和第二声道音频信号，所述将所述脉宽调制信号与所述音频信号进行混合后输出至所述耳机扬声器的步骤具体为：

将所述脉宽调制信号与所述第一声道音频信号进行混合后输出至所述耳机扬声器；

将所述第二声道音频信号输出至所述耳机扬声器。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：若所述心率值小于等于预定心率值，则由所述控制模块控制所述耳机扬声器输出所述音频信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定心率值根据如下公式进行计算：

V＝220-Y；

其中，V为预定心率值，Y为用户的年龄值。

6.一种提醒运动超负荷的耳机，其特征在于，所述耳机包括控制模块、数字信号处理模块、心率传感器和耳机扬声器；

在所述耳机塞入人耳后，所述心率传感器用于每隔预定时间在人耳的耳道内获取心率值；

所述数字信号处理模块用于判断所述心率值是否大于预定心率值；

若所述心率值大于预定心率值，所述控制模块用于产生与警报音对应的脉宽调制信号，接着将所述脉宽调制信号与从移动终端的耳机接口获取的音频信号进行混合后输出至所述耳机扬声器，以使人耳在欣赏音乐的同时能听到运动超负荷的所述警报音。

7.根据权利要求6所述的耳机，其特征在于，所述耳道包括左耳道和右耳道，所述心率传感器执行每隔预定时间在人耳的耳道内获取心率值的操作后，所述数字信号处理模块判断从所述左耳道获取的所述心率值和从所述右耳道获取的所述心率值的偏差是否在预定范围内；

若不在预定范围内，所述数字信号处理模块提示用户将所述耳机再次塞入人耳；

若在预定范围内，所述数字信号处理模块继续执行判断所述心率值是否大于预定心率值的操作。

8.根据权利要求6所述的耳机，其特征在于，所述音频信号包括第一声道音频信号和第二声道音频信号，所述控制模块将所述脉宽调制信号与音频信号进行混合后输出至所述耳机扬声器的操作具体为：

所述控制模块将所述脉宽调制信号与所述第一声道音频信号进行混合后输出至所述耳机扬声器；

所述控制模块将所述第二声道音频信号输出至所述耳机扬声器。

9.根据权利要求6所述的耳机，其特征在于，若所述心率值小于等于预定心率值，所述控制模块控制所述耳机扬声器输出所述音频信号。

10.根据权利要求6所述的耳机，其特征在于，所述预定心率值根据如下公式进行计算：

V＝220-Y；

其中，V为预定心率值，Y为用户的年龄值。