CN106961302B - 一种心率模组用测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种心率模组用测试装置及测试方法，其中该测试装置包括用于承载心率模组的基座、设置在基座上的支撑结构、PCB板、通过PCB板与心率模组通信连接的上位机、与上位机通信连接的MCU模块、用于接收心率模组中LED发射的光强信号的光接收器和用于发射光强信号至心率模组的心率接收端的激光发射器；光接收器和激光发射器与心率模组对应且设置在支撑结构上；光接收器和激光发射器均与MCU模块通信连接。用于实现对心率模组中LED发射和接收的光强信号的测量，检测心率模组是否正常，提高心率模组使用时的可靠性和准确性，提升用户体验。

Description

一种心率模组用测试装置及测试方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种心率模组用测试装置及测试方法。

背景技术

心率是否正常是反映人体是否健康的重要指标，时常了解人体自身的心率变化，通过调节饮食及运动等生活习惯可保持身体健康。人体状态不是一成不变的，在不同时间段和不同身体状态下心率是不同的，及时了解心率变化，提前预防身体疾病。

目前，随着智能穿戴类产品的兴起，越来越多的运动手环、智能手表等上市，其中一些智能穿戴类产品主要针对身体健康状况进行监测，例如运动情况、心率、睡眠情况等，因此心率模组已经大量应用在该些智能穿戴类产品中。现有心率检测方法，通过CCD拍照的方式捕捉LED组件的亮度最佳值，但是LED闪烁可能无法准确捕捉到亮度最佳值，并且由于干扰和拍摄间隙的影响，使得测量只能定性进行，因此捕捉瞬间读取的心率返回值无法确切地判断是否在准确范围内，并且心率模组检测心率的准确性，除了与算法相关外，还与该模组的装配以及物料品质等息息相关，因此层层误差的累积可能导致性能较差的产品流出生产线而进入市场。检测的心率结果直接影响用户对身体健康状况的判断，因此性能差的产品影响用户体验，造成经济损失。

发明内容

本发明提供一种心率模组用测试装置及测试方法的目的在于，实现对心率模组中LED发射和接收的光强信号的测量，检测心率模组是否正常，提高心率模组使用时的可靠性和准确性，提升用户体验。

为了解决上述技术问题，本发明所提出如下技术方案予以解决：

一种心率模组用测试装置，其特征在于，包括用于承载所述心率模组的基座、设置在所述基座上的支撑结构、PCB板、通过所述PCB板与所述心率模组通信连接的上位机、与所述上位机通信连接的MCU模块、用于接收所述心率模组中LED发射的光强信号的光接收器和用于发射光强信号至所述心率模组的心率接收端的激光发射器；所述光接收器和激光发射器与所述心率模组对应且设置在所述支撑结构上；所述光接收器和激光发射器均与所述MCU模块通信连接。

进一步地，所述光接收器和激光发射器相对于所述心率模组可上下移动以远离或接近所述心率模组。

进一步地，为了实现光接收器和激光发射器的上下移动，所述支撑结构包括螺杆和与螺杆螺纹连接的调节螺母，所述光接收器和激光发射器设置在所述螺杆上。

进一步地，所述光接收器的数量与所述LED的数量相同且彼此对应。

进一步地，所述心率模组通过所述PCB板上的USB接口与所述上位机通信。

本发明还涉及一种利用如上所述的心率模组用测试装置的进行测试的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：发送指令步骤：上位机通过PCB板发送测试指令至心率模组，使所述心率模组工作；接收光强步骤：光接收器接收所述心率模组中LED的光强信号并传输至MCU模块;计算光强步骤：MCU模块计算所接收的光强信号的平均亮度值并将所述平均亮度值发送至所述上位机；发射光强步骤：所述上位机根据所述平均亮度值控制激光发射器发射所述平均亮度值的一半至所述心率模组的心率接收端，且将所述心率接收端接收的数据传输至所述上位机；以及模组判定步骤：所述上位机根据持续接收到的所述数据，判断所述心率模组是否正常。

进一步地，所述模组判定步骤包括阈值判定步骤，所述阈值设定步骤：所述上位机接收到的数据与上位机中预先存储的预设值比较，当两者的偏差小于阈值时，判断所述心率模组正常，否则为异常。

进一步地，为了提升心率模组测试通过率，所述模组判定步骤包括补偿设定步骤，所述补偿设定步骤：所述上位机接收到的数据与上位机中预先存储的预设值比较，当两者的偏差小于第一阈值时，判断所述心率模组正常；当所述偏差处于第一阈值和第二阈值之间时，对所述偏差写入预设校准值，判断所述心率模组正常，否则为异常。

与现有技术相比，本发明的心率模组用测试装置及测试方法的优点和有益效果是：上位机对心率模组发出开始测试指令，使心率模组进入工作状态，此时心率模组中LED开始闪烁发光，光接收器接收该LED发射的光强信号，由MCU模块计算所采集到的光强信号的平均值，并控制激光发射器发射二分之一的平均值的光强信号至心率模组的心率接收端，该接收端接收的光强信号发送至上位机，由上位机判断接收到的光强信号是否稳定，以此来判断该心率模组功能是否正常，利用该测试装置能够减少外界对光强信号的干扰，通过发射和接收的方式降低光强信号测量的不稳定性，提高该心率模组测试的可靠性和准确性，进而提升用户体验；该测试装置结构简单，成本低，且该测试方法简便实用，测试效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明的心率模组用测试装置的一种实施例的结构示意图；

图2为本发明的心率模组用测试装置的一种实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

心率模组中LED用于发射LED光强信号，如果该心率模组性能异常，直接影响到心率模组中心率接收端接收的数据；如果心率模组性能正常，心率接收端接收的应是一个稳定值。基于心率模组的工作原理，本发明提供一种心率模组用测试装置及测试方法，用于测试该心率模组的性能。

本发明涉及一种心率模组用测试装置100，包括用于承载心率模组200的基座10、设置在基座10上的支撑结构20、PCB板30、通过PCB板30与心率模组200通信连接的上位机60、与上位机通信连接的MCU模块70、用于接收心率模组200中LED 210发射的光强信号的光接收器40和用于发射光强信号至心率模组200的心率接收端220的激光发射器50；光接收器40和激光发射器50与心率模组200对应且设置在支撑结构20上；光接收器40和激光发射器50均与MCU模块70通信连接。

具体地，在本实施例中，如图1所示，测试装置100中的PCB板30通过引线与心率模组200连接，并且通过PCB板30的例如USB接口（未示出）与上位机60通信连接，用于上位机60向心率模组200发送开始测试指令并且接收由心率模组200中心率接收端220发出的关于光强信号的数据；光接收器40和激光发射器50通过IO口与测试装置100中的MCU模块70连接，用于接收来自光接收器40输出的光强信号并处理和分析该光强信号，从而控制激光发射器40发射光强信号至心率接收端220。

本实施例测试装置的测试过程大致如下：上位机60向心率模组200发送开始测试的指令，心率模组200接收到测试指令后开始工作，此时LED 210发出闪烁的绿光，该光由光接收器40接收，在本实施例中，心率模组200中有两个LED 210，因此对应各LED 210设置有两个光接收器40以保证从各个方向接收到来自LED 210的光强信号；光接收器40持续接收光强信号并且将该光强信号发送至MCU模块70。为了滤除光强信号中的干扰，MCU模块70通过加权平均后计算出LED的平均亮度值，MCU模块70将该平均亮度值发送至上位机60，上位机60根据该平均亮度值控制激光发射器40以二分之一的平均亮度值进行发射且通过心率模组200的镜片230由心率接收端220接收，本实施例中激光发射器40与心率接收端220对应设置以便保证光强的可靠接收；心率接收端220接收的光强信号通过PCB板30和USB接口发送至上位机60，上位机60分析返回值为一个稳定值，如果是，表示心率模组200功能正常，反之异常。由于上位机60分析该返回值是否为一个稳定值，因此，可以批量化生产该测试装置用于监控心率模组200的稳定性。

在本实施例中，上位机60对心率模组200的测试可通过设定预设值来判定该心率模组200性能是否正常，例如，当上位机60接收的数据与上位机60中预先存储的预设值（例如，测试样品均值）之间的偏差小于预先设定的阈值时，可以在上位机60的输出界面（例如，显示屏）上输出该心率模组200性能正常的信息。进一步地，为了提升心率模组200的测试通过率，可以在上位机60中设定多档补偿设定，例如可以设定第一阈值和第二阈值，当接收的数据与预设值之间的偏差小于第一阈值时，上位机60输出表示心率模组200正常；在偏差处于第一阈值和第二阈值之间时，对该偏差写入预设校准值，使得该心率模组200仍然可以作为正常产品流至后续工序中；在偏差大于第二阈值时，表示该心率模组200性能异常，可以在上位机60的输出界面（例如，显示屏）上输出该心率模组200性能异常的信息。

在产品的组装过程中，心率模组200中各零件（例如，LED 210和镜片230）的组装以及物料品质等都会影响心率模组200检测心率的准确性，利用该测试装置100可以将组装后的不良品筛选出来，避免了不良品流至市场，提高了心率模组200的检测精度，提升用户体验。

在本实施例中，不同厚度的心率模组200对该测试装置100有不同的测试需求，为了增强该测试装置100的通用性，光接收器40和激光发射器50可相对于心率模组200上下移动，以便心率模组200的厚度较厚时向上移动以远离心率模组200或厚度较薄时向下移动以靠近心率模组200，保证光接收器40正常接收到LED 210发出的光以及激光发射器50发射光至心率接收端220。进一步地，为了实现光接收器40和激光发射器50的上下移动，支撑结构20包括螺杆（未示出）和与螺杆螺纹连接的调节螺母21，光接收器40和激光发射器50均设置在螺杆上，以便在旋转调节螺母21时，螺杆上下运动以带动光接收器40和激光发射器50上下移动。

本实施例的心率模组用测试装置100及测试方法，上位机60对心率模组200发出开始测试指令，使心率模组200进入工作状态，此时心率模组200中LED 210开始闪烁发光，光接收器40接收该LED 210发射的光强信号，由MCU模块70计算所采集到的光强信号的平均值，并控制激光发射器50发射二分之一的平均值的光强信号至心率模组200的心率接收端220，该接收端220接收的光强信号发送至上位机60，由上位机60判断接收到的光强信号是否稳定，以此来判断该心率模组200功能是否正常，利用该测试装置能够减少外界对光强信号的干扰，并且通过发射和接收的方式降低光强信号测量的不稳定性，提高该心率模组200测试的可靠性和准确性，进而提升用户体验；该测试装置100结构简单，成本低，通过对组装后的心率模组200进行测试，能够检测工厂端的来料（例如LED或镜片）；该测试方法简便实用，测试效率高；光接收器40和激光发射器50相对于心率模组200的距离可调整，增强了该测试装置100的通用性且扩大了其使用范围；通过上位机60中对偏差的多档补偿设定，提高心率模组200的测试通过率，同时也能够筛选出不良品，避免不良品流入市场导致用户体验差的影响。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种心率模组用测试装置，其特征在于，包括用于承载所述心率模组的基座、设置在所述基座上的支撑结构、PCB板、通过所述PCB板与所述心率模组通信连接的上位机、与所述上位机通信连接的MCU模块、用于接收所述心率模组中LED发射的光强信号的光接收器和用于发射光强信号至所述心率模组的心率接收端的激光发射器；所述光接收器和激光发射器与所述心率模组对应且设置在所述支撑结构上；所述光接收器和激光发射器均与所述MCU模块通信连接。

2.根据权利要求1所述的心率模组用测试装置，其特征在于，所述光接收器和激光发射器相对于所述心率模组可上下移动以远离或接近所述心率模组。

3.根据权利要求1或2所述的心率模组用测试装置，其特征在于，所述支撑结构包括螺杆和与螺杆螺纹连接的调节螺母，所述光接收器和激光发射器设置在所述螺杆上。

4.根据权利要求1或2所述的心率模组用测试装置，其特征在于，所述光接收器的数量与所述LED的数量相同且彼此对应。

5.根据权利要求1或2所述的心率模组用测试装置，其特征在于，所述心率模组通过所述PCB板上的USB接口与所述上位机通信。

6.一种利用权利要求1-5中任一项所述的心率模组用测试装置的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括如下步骤：

发送指令步骤：上位机通过PCB板发送测试指令至心率模组，使所述心率模组工作；

接收光强步骤：光接收器接收所述心率模组中LED的光强信号并传输至MCU模块;

计算光强步骤：MCU模块计算所接收的光强信号的平均亮度值并将所述平均亮度值发送至所述上位机；

发射光强步骤：所述上位机根据所述平均亮度值控制激光发射器发射所述平均亮度值的一半至所述心率模组的心率接收端，且将所述心率接收端接收的数据传输至所述上位机；以及

模组判定步骤：所述上位机根据持续接收到的所述数据，判断所述心率模组是否正常。

7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述模组判定步骤包括阈值判定步骤，所述阈值设定步骤：所述上位机接收到的数据与上位机中预先存储的预设值比较，当两者的偏差小于阈值时，判断所述心率模组正常，否则为异常。

8.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述模组判定步骤包括补偿设定步骤，所述补偿设定步骤：所述上位机接收到的数据与上位机中预先存储的预设值比较，当两者的偏差小于第一阈值时，判断所述心率模组正常；当所述偏差处于第一阈值和第二阈值之间时，对所述偏差写入预设校准值，判断所述心率模组正常，否则为异常。

Images