CN106539568A - 可佩戴式生理监测设备及其天线系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可佩戴式生理监测设备及其天线系统。其中，该天线系统包括：发射天线，用于发射探测信号；接收天线,用于接收探测信号经目标对象后的反射信号；电调谐器，与接收天线相连接，用于调节反射信号的幅度；以及控制器，分别与发射天线、接收天线以及电调谐器相连接，用于控制发射天线发射探测信号、接收天线接收反射信号以及电调谐器调节反射信号的幅度。本发明解决了相关技术中的生理监测设备的天线系统需要与桡动脉位置对齐才能获取有效信号，从而导致影响用户使用体验的技术问题。

Description

可佩戴式生理监测设备及其天线系统

技术领域

本发明涉及信号处理领域，具体而言，涉及一种可佩戴式生理监测设备及其天线系统。

背景技术

随着电子技术的不断发展，智能电子生理监测设备(比如血压计)在人们的生活中被广泛应用，智能电子生理监测设备能够满足用户随时随地监测人体生理指数的需求，达到了提高用户使用体验的效果。但是，相关技术中生理监测设备在监测人体生理指数时，需要用户精确地调整生理监测设备的天线系统的位置，使天线系统与桡动脉的位置对齐，才能获取有效信号，往往与最佳位置相差1毫米也探测不到有效信号。用户使用生理监测设备时需要耗费大量时间调整天线系统位置，不仅影响生理监测设备的测量精度，而且严重影响了用户的使用体验。

针对相关技术中的生理监测设备的天线系统需要与桡动脉位置对齐才能获取有效信号，从而导致影响用户使用体验的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种可佩戴式生理监测设备及其天线系统，以至少解决相关技术中的生理监测设备的天线系统需要与桡动脉位置对齐才能获取有效信号，从而导致影响用户使用体验的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种可佩戴式生理监测设备的天线系统，该天线系统包括：发射天线，用于发射探测信号；接收天线,用于接收探测信号经目标对象后的反射信号；电调谐器，与接收天线相连接，用于调节反射信号的幅度；以及控制器，分别与发射天线、接收天线以及电调谐器相连接，用于控制发射天线发射探测信号、接收天线接收反射信号以及电调谐器调节反射信号的幅度。

进一步地，电调谐器为可变电容或者移相单元。

进一步地，天线系统还包括：发射单元，分别与控制器和发射天线相连接，用于按照控制器的控制信号生成探测信号，并将探测信号发送至发射天线进行发射。

进一步地，发射单元包括：信号调制模块，与控制器相连接，用于按照控制信号进行信号调制处理，生成探测信号；信号发送模块，分别与信号调制模块和发射天线相连接，用于将探测信号发送至发射天线进行发射。

进一步地，天线系统还包括：接收单元，分别与控制器和接收天线相连接，用于对接收到的反射信号进行信号处理，并将处理后的反射信号发送至控制器。

进一步地，接收单元包括：信号接收模块，与接收天线相连接，用于接收反射信号；信号解调模块，与信号接收模块相连接，用于对反射信号进行解调处理；以及滤波放大模块，分别与信号解调模块和控制器相连接，用于对解调后的反射信号进行滤波和放大处理，并将经过滤波和放大处理后的反射信号发送至控制器。

进一步地，天线系统包括至少一个电调谐器和至少一个接收天线，一个接收天线对应一个电调谐器。

进一步地，天线系统集成在柔性电路板上。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种可佩戴式生理监测设备，包括：本发明实施例中的任意一种天线系统。

进一步地，可佩戴式生理监测设备为手环状，其中，天线系统在用户佩戴手环时环绕用户手腕预设长度。

在本发明实施例中，可佩戴式生理监测设备的天线系统包括：发射天线，用于发射探测信号；接收天线,用于接收探测信号经目标对象后的反射信号；电调谐器，与接收天线相连接，用于调节反射信号的幅度；以及控制器，分别与发射天线、接收天线以及电调谐器相连接，用于控制发射天线发射探测信号、接收天线接收反射信号以及电调谐器调节反射信号的幅度。通过在天线系统中设置电调谐器，利用电调谐器调节反射信号的幅度，达到了在生理监测设备的天线系统未与人体桡动脉对齐时也能获取有效的信号的目的，从而实现了提高生理监测设备测量精度，提高用户使用体验的技术效果，进而解决了相关技术中的生理监测设备的天线系统需要与桡动脉位置对齐才能获取有效信号，从而导致影响用户使用体验的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的可佩戴式生理监测设备的天线系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的反射信号幅度与可变电容电压关系曲线的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选地可佩戴式生理监测设备的天线系统的示意图；以及

图4是根据本发明实施例的另一种可选的可佩戴式生理监测设备的天线系统的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种可佩戴式生理监测设备的天线系统的实施例，需要说明的是，该实施例中的天线系统可以设置在任意一种可佩戴式生理监测设备中。

图1是根据本发明实施例的可佩戴式生理监测设备的天线系统的示意图，如图1所示，该天线系统可以包括：发射天线20，接收天线40,电调谐器60以及控制器80，具体地：

发射天线20，用于发射探测信号，该探测信号可以是无线电信号，可以用于探测目标对象，其中，目标对象可以是脉搏。可选地，该实施例中发射天线20的个数可以是一个，也可以是多个。当天线系统包括多个发射天线时，该天线系统优选地采用多个发射天线交替发射探测信号，这样能够降低多个发射天线同时发射探测信号造成的信号干扰，达到优化信号强度，进而提高生理监测设备测量精度的效果。

接收天线40,用于接收探测信号经目标对象后的反射信号。发射天线20发射的探测信号经过被探测的目标对象，比如脉搏，探测信号产生多普勒频移，生成多普勒信号，接收天线40接收的反射信号即为该多普勒信号。需要说明的是，该反射信号非常微弱，现有技术中的生理监测设备需要用户不断地调整位置，使天线系统与桡动脉交叉，才能获取幅度最大的信号。该实施例在接收天线接收到较微弱的反射信号后，会利用电调谐器60调节该反射信号的幅度，使其幅度增大，使得用户不必耗费时间调整生理监测设备的位置就能获取幅度较大的信号，达到了提高用户使用体验的效果。

可选地，该实施例中的接收天线40可以是一个，也可以是多个。

电调谐器60，与接收天线40相连接，用于调节反射信号的幅度。可选地，该实施例中的电调谐器60可以是可变电容，也可以是移相单元。利用可变电容调节反射信号幅度的原理为通过改变可变电容两端的电压进而改变反射信号的相位；利用移相单元调节信号幅度的原理为通过改变反射信号的相位进而改变反射信号的幅度。可选地，该实施例的天线系统可以包括至少一个电调谐器和至少一个接收天线，一个接收天线对应一个电调谐器。本发明实施例中的电调谐器60还可以是其他能够调节信号幅度的模块或者结构，本发明实施例并不仅限于上述两种调节反射信号幅度的方式，还可以包括其他调节反射信号幅度的方式，此处不再一一举例进行介绍。

以利用可变电容调节反射信号幅度为例，图2是根据本发明实施例的反射信号幅度与可变电容电压关系曲线的示意图，如图2所示，横坐标为可变电容电压，纵坐标为反射信号幅度，从图2中可以看出，通过改变可变电容电压能够调节反射信号的幅度。在可变电容电压为0mV时，反射信号的幅度最大，接近9000。需要说明的是，图2中所示的反射信号幅度与可变电容电压的变化曲线仅示出了实际情况中可变电容电压的部分变化区间对应的曲线。

控制器80，分别与发射天线20、接收天线40以及电调谐器60相连接，用于分别控制发射天线20发射探测信号、接收天线40接收反射信号以及电调谐器60调节反射信号的幅度。具体地，控制器80可以控制发射天线20发射探测信号的频率，幅度等，即控制发射天线20每隔预设时间间隔发射一次幅度为预设幅度值的探测信号，其中，控制器80可以对预设时间间隔和预设幅度值可以进行调整。控制器80还可以控制接收天线40接收反射信号的频率，即控制接收天线40每隔预设时间间隔接收一次反射信号，其中，控制器80也可以调整此处的预设时间间隔。控制器80还可以控制电调谐器60调节反射信号幅度，具体包括：当电调谐器60为可变电容时，控制器80可以控制可变电容的电压，从而实现调节反射信号幅度，其中，可变电容的电压值随着电容值的改变而改变。当电调谐器60为移相单元时，控制器80可以控制移相单元改变反射信号的相位，从而实现调节反射信号幅度。

该实施例中的控制器80作为天线系统的控制核心，可以是可编程逻辑控制器，也可以是单片机等。该实施例的天线系统通过设置控制器80分别控制发射天线20发射探测信号、接收天线40接收反射信号以及电调谐器60调节反射信号的幅度，能够达到提高反射信号幅度，优化反射信号质量，进而达到提高生理监测身边测量结果的准确度的效果。同时，控制器80通过控制电调谐器60调节反射信号的幅度，能够避免用户耗费时间调整生理监测设备天线系统位置，极大地提高了用户的使用体验。

本发明还提供了一种可选地实施例，图3是根据本发明实施例的一种可选地可佩戴式生理监测设备的天线系统的示意图，如图3所示，该天线系统可以包括：

发射天线20，用于发射探测信号。该发射天线20已经在上述实施例中进行了详细介绍，此处不再赘述。

发射单元30，分别与发射天线20和控制器80相连接，用于按照控制器80的控制信号生成探测信号，并将探测信号发送至发射天线20进行发射，其中，控制器的控制信号中可以携带有发射天线20发射探测信号的频率、幅度等参数。具体地，该实施例的发射单元30可以包括以下模块：

信号调制模块，与控制器80相连接，用于按照控制信号进行信号调制处理，生成探测信号。信号调制可以包括调频、调幅或者调相，相应地，控制信号中可以携带有上述调制处理的控制参数。

信号发送模块，分别与信号调制模块和发射天线20相连接，用于将探测信号发送至发射天线20进行发射。信号发送模块与发射天线20之间的连接可以是有线连接，也可以是无线连接。当信号发送模块与发射天线20之间为无线连接时，信号发送模块可以包括无线通信模块，其中，无线通信模块可以是WIFI模块、蓝牙模块等。

接收天线40，用于接收探测信号经目标对象后的反射信号。该接收天线40已经在上述实施例中进行了详细介绍，此处不再赘述。

接收单元50，分别与控制器80和接收天线40相连接，用于对接收到的反射信号进行信号处理，并将处理后的反射信号发送至控制器80。接收单元50对反射信号的处理过程可以包括信号解调、信号滤波、信号放大等。具体地，该实施例的接收单元50可以包括以下模块：

信号接收模块，与接收天线40相连接，用于接收反射信号。信号接收模块与接收天线40之间的连接可以是有线连接，也可以是无线连接。当信号接收模块与接收天线40之间为无线连接时，信号接收模块可以包括无线通信模块，其中，无线通信模块可以是WIFI模块、蓝牙模块等。

信号解调模块，与信号接收模块相连接，用于对反射信号进行解调处理。信号解调模块对反射信号进行的解调处理与信号调制模块对探测信号进行的调制处理相对应。信号解调模块对反射信号进行的解调处理可以包括获取反射信号的频率、幅度和相位等信息。

滤波放大模块，分别与信号解调模块和控制器80相连接，用于对解调后的反射信号进行滤波和放大处理，并将经过滤波和放大处理后的反射信号发送至控制器80。该实施例中的滤波放大模块可以为一个整体模块，也可以有多个分散的子模块组成，子模块分别具有滤波和信号放大作用。信号滤波可以采用滤波器，信号放大可以采用放大电路。该实施例利用滤波放大模块对反射信号进行放大滤波处理，能够提高控制器80接收到的反射信号的准确度，有利于提高生理监测设备的测量精度，进而达到提高用户使用体验的效果。

可变电容601，分别与接收天线40、控制器80相连接。需要说明的是，可变电容601需要接地。该实施例利用可变电容601能够调节反射信号的幅度。控制器80可以实时监控接收单元50接收到的反射信号的幅度和信噪比，以此为调整基准控制可变电容601的电压，以获得最佳的反射信号。控制器80调整可变电容601电压可以采用调整可变电容601的电容值，进而改变可变电容601电压的方式。控制器80通过控制可变电容601的电压调节反射信号的幅度，幅度调节后的反射信号经过接收单元50传送至控制器80，控制器80再以此为调整基准，重复上述调节过程。

控制器80，分别与发射单元30、接收单元50、可变电容601相连接，用于分别控制发射单元30生成探测信号，并向发射天线20发送该探测信号；控制接收单元50接收接收天线40发送的反射信号，对接收到的反射信号进行信号处理，并将处理后的信号发送至控制器80；控制可变电容601调节反射信号的幅度。

本发明还提供了另一种可选地实施例，图4是根据本发明实施例的另一种可选的可佩戴式生理监测设备的天线系统的示意图，图4所示的天线系统与图3所示的天线系统相似，发射天线20、发射单元30、接收天线40、接收单元50以及控制器80均与图3所示天线系统相同，此处不再赘述。图4所示的天线系统与图3所示的天线系统的区别在于采用移相单元602代替可变电容601，且移相单元602不用接地，可以分别与接收天线40、接收单元50以及控制器80相连接。控制器80通过控制移相单元602可以调节反射信号的幅度，使得天线系统即使未处于最佳位置也可以获得有效信号，从而达到提高生理监测设备的测量精度，提高用户使用体验的效果。

作为一种可选地实施例，本发明实施例中的天线系统可以集成在柔性电路板上，这样能够保障可佩戴式生理监测设备处于任何形态时，其内部的天线系统的性能也不会受到影响，柔性电路板能够允许可佩戴式生理监测设备被制作成任何形态，比如手环，脚环等，这样能够减小设备体积，方便用户携带和使用，极大地提高了用户使用体验。

本发明实施例的可佩戴式生理监测设备的天线系统包括至少一个电调谐器，利用该电调谐器可以调节反射信号的幅度，使得用户在使用生理监测设备监测健康状态时，不用很精准地调整天线系统的位置，也能获得和最佳位置一样的使用效果，进而解决了相关技术中的生理监测设备的天线系统需要与桡动脉位置对齐才能获取有效信号，从而导致影响用户使用体验的技术问题，提高了生理监测设备测量精度，大大改善了生理监测设备的用户体验。

根据本发明实施例，还提供了一种可佩戴式生理监测设备的实施例，需要说明的是，该实施例的可佩戴式生理监测设备中可以包括本发明实施例中的任意一种天线系统。该天线系统已经在本发明上述实施例中进行了详细介绍，此处不再赘述。

可选地，该实施例的可佩戴式生理监测设备可以为手环状，其中，天线系统在用户佩戴手环时环绕用户手腕预设长度。预设长度可以根据手环尺寸进行调整，该实施例优选地设置天线系统在用户佩戴手环时环绕手腕半圈，使得天线系统能够与用户桡动脉交叉，以达到获取有效信号的目的。需要说明的是，该实施例的可佩戴式生理监测设备还可以是其他形状，本发明并未对可佩戴式生理监测设备的形状作具体限定，它可以根据实际需求制作成任意形状。

可选地，该实施例的可佩戴式生理监测设备中还可以包括通信模块，该通信模块可以是无线通信模块，比如WIFI、蓝牙等。通过通信模块该实施例的可佩戴式生理监测设备可以与外部控制设备进行通信，包括接受外部控制设备的控制指令，或者将测量到的生理指数发送至外部控制设备进行分析存储等。其中，外部控制设备可以是智能移动终端，比如智能手机、平板电脑等。

该实施例中的可佩戴式生理监测设备利用本发明实施例中的任意一种天线系统能够在天线系统未处于最佳位置时也能获取有效的发射信号。该实施例的可佩戴式生理监测设备既能够省去用户使用之前调整天线系统位置的时间，也能够提高生理监测设备测量精度，极大地提高了用户使用体验。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可佩戴式生理监测设备的天线系统，其特征在于，包括：

发射天线，用于发射探测信号；

接收天线,用于接收所述探测信号经目标对象后的反射信号；

电调谐器，与所述接收天线相连接，用于调节所述反射信号的幅度；以及

控制器，分别与所述发射天线、所述接收天线以及所述电调谐器相连接，用于控制所述发射天线发射所述探测信号、所述接收天线接收所述反射信号以及所述电调谐器调节所述反射信号的幅度。

2.根据权利要求1所述的天线系统，其特征在于，所述电调谐器为可变电容或者移相单元。

3.根据权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括：

发射单元，分别与所述控制器和所述发射天线相连接，用于按照所述控制器的控制信号生成所述探测信号，并将所述探测信号发送至所述发射天线进行发射。

4.根据权利要求3所述的天线系统，其特征在于，所述发射单元包括：

信号调制模块，与所述控制器相连接，用于按照所述控制信号进行信号调制处理，生成所述探测信号；

信号发送模块，分别与所述信号调制模块和所述发射天线相连接，用于将所述探测信号发送至所述发射天线进行发射。

5.根据权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括：

接收单元，分别与所述控制器和所述接收天线相连接，用于对接收到的反射信号进行信号处理，并将处理后的反射信号发送至所述控制器。

6.根据权利要求5所述的天线系统，其特征在于，所述接收单元包括：

信号接收模块，与所述接收天线相连接，用于接收所述反射信号；

信号解调模块，与所述信号接收模块相连接，用于对所述反射信号进行解调处理；以及

滤波放大模块，分别与所述信号解调模块和所述控制器相连接，用于对解调后的反射信号进行滤波和放大处理，并将经过滤波和放大处理后的反射信号发送至所述控制器。

7.根据权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统包括至少一个所述电调谐器和至少一个所述接收天线，一个所述接收天线对应一个所述电调谐器。

8.根据权利要求1或2所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统集成在柔性电路板上。

9.一种可佩戴式生理监测设备，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的天线系统。

10.根据权利要求9所述的可佩戴式生理监测设备，其特征在于，所述可佩戴式生理监测设备为手环状，其中，所述天线系统在用户佩戴所述手环时环绕用户手腕预设长度。