CN107510447A - 一种用于测量心率的可穿戴设备及测量心率方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于测量心率的可穿戴设备，用以解决现有技术中不能准确判断物体是否接触设备就开启心率测量的问题，该测量心率的可穿戴设备包括：一个或者多个电极对，用于通过一个或者多个电极对的导通来触发心率传感器测量心率信息；或者包括压电陶瓷片，用于通过压电陶瓷片形变产生电流来触发心率传感器测量心率信息。采用本发明可以准确判断是否有物体接触，准确排除绝缘体与心率传感器的接触，提高了心率测量的可靠性，避免了心率传感器的不必要的开启，降低了心率传感器的功耗。

Description

一种用于测量心率的可穿戴设备及测量心率方法

技术领域

本发明涉及传感器省电技术领域，尤其涉及一种用于测量心率的可穿戴设备及测量心率方法领域

背景技术

随着生活水平的提高，人们开始更加关注自己和家人的健康问题。所以可穿戴设备如手表和手环越来越受到市场的欢迎，因为他们可以对人体的很多状况进行监控，例如计步，睡眠监测，心率监测等。对于可穿戴设备上的心率监测，一般都是通过光体积扫描法进行的测量。通过开启绿色的LED(发光二极管)灯，然后利用CMOS(互补金属氧化物半导体)搜集反射回的光，再利用一定的算法即可大致计算出人体的心率值。

由于需要开始LED(发光二极管)灯，测量心率耗能较高。有时，人体没有佩戴设备，设备却仍会开启心率传感器，并打开LED灯，进行心率测量。为了避免这种情况的出现，有些心率传感器额外添加了一颗红外LED(发光二极管)，通过红外检测是否有物体接触设备。如果没有物体接触设备，即使设备打开了心率传感器，心率传感器也不会开启LED(发光二极管)进行测量，而是出于接触检测的状态，直到它检测到有物体接触设备，再开启LED(发光二极管)灯进行测量。

公开号为106331239A的中国专利，公开了一种移动终端及心率检测的方法，提供了一种移动终端及心率检测的方法，涉及终端技术领域，能够在一定程度上减少对电路板布板面积的占用，降低硬件配置成本。该移动终端，包括处理器和近距离传感器，近距离传感器包括光源和光线探测器，其中：光源，用于发射第一红外光；光线探测器，用于采集第一反射光，第一反射光为第一红外光经由待检测部位的表面反射形成的光线；处理器，用于根据第一反射光和第一红外光进行计算，得到当前心率。本发明实施例适用于人体信息采集的过程中。

上述使用红外探测的方法检测是否有物体接触设备有明显缺陷。首先，红外探测的精度有限。一般红外探测的门限值为几厘米，如3cm内没有物体，判定为无接触；3cm内有物体，判定为有接触。门限值不可能无限小，这就无法真实的监测是否有接触，这能大致的进行判定。因为真实的接触距离需要为0才行，小于3cm内有物体并不一定就是接触。其次，该方法无法区分接触的物体为何物。也就是说任何物体如表带，桌面靠近传感器时，都会判定为接触，从而开启心率测量，这显然是不合理的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种用于测量心率的可穿戴设备以及测量心率方法，能够精确判断物体是否接触，并能准确排除绝缘体与心率传感器接触的情况，提高心率测量的可靠性，降低设备的功耗。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：一种用于测量心率的可穿戴设备，包括心率传感器，还包括：

一个或者多个电极对，用于通过一个或者多个电极对的导通来触发心率传感器测量心率信息；

或者包括压电陶瓷片，用于通过压电陶瓷片形变产生电流来触发心率传感器测量心率信息。

其中，所述一个或者多个电极对设置在心率传感器的预设位置上。

当所述电极对为多个时，每个电极对嵌入心率传感器的深度为对应的预设深度。

进一步地，通过嵌入心率传感器深度不同的电极对的导通，确定测量心率值的准确性。

其中，通过嵌入心率传感器深度不同的电极对的导通，确定测量心率值的准确性具体包括：

当嵌入心率传感器第一预设深度的电极对导通，则确定测量心率值的准确性为第一准确性；

当嵌入心率传感器第一预设深度的电极对与嵌入心率传感器第二预设深度的电极对同时导通，则确定测量心率值的准确性为第二准确性。

其中，所述压电陶瓷片设置在心率传感器的预设位置上。

进一步地，根据所述压电陶瓷片产生的电流值，计算确定测量的心率值的准确性。

其中，通过一个或者多个电极对触发心率传感器测量心率信息，通过压电陶瓷片形变产生的电流值确定测量的心率值的准确性。

一种测量心率的可穿戴设备测量心率方法，包括步骤：

A1：判断是否有一个或者多个电极对导通；

A2：若有一个或多个电极对导通，则触发心率传感器测量心率信息；

A3：判断导通的电极对，根据不同电极对的导通确定对应测量的心率值的准确性。

一种测量心率的可穿戴设备测量心率方法，包括步骤：

B1：判断压电陶瓷片是否形变产生电流；

B2：若有压电陶瓷片形变产生电流，则触发心率传感器测量心率信息；

B3：根据压电陶瓷片形变产生的电流，计算确定对应测量的心率值的准确性。

本发明的有益效果是根据设置在心率传感器上的一个或者多个电极对的导通，或者压电陶瓷片产生电流来触发心率传感器测量心率信息，能够准确判断是否有物体接触心率传感器，也能排除绝缘体与心率传感器的接触，提高了心率测量的准确性，降低了设备的功耗。

附图说明

图1为本发明测量心率的可穿戴设备的一个电极对装置图一；

图2为本发明测量心率的可穿戴设备的多个电极对装置图二；

图3为本发明测量心率的可穿戴设备的压电陶瓷片装置图；

图4为本发明测量心率的可穿戴设备的一个电极对和压电陶瓷片组合装置图。

图5为本发明基于电极对测量心率的方法流程图；

图6为本发明基于陶瓷片对测量心率的方法流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

本实施例提供了一种用于测量心率的可穿戴设备，如图1至图3所示，所述测量心率的可穿戴设备包括心率传感器，还包括：

一个或者多个电极对，用于通过一个或者多个电极对的导通来触发心率传感器测量心率信息；

或者包括压电陶瓷片，用于通过压电陶瓷片形变产生电流来触发心率传感器测量心率信息。

本实施例中的测量心率的可穿戴装置，通过在心率传感器上嵌入一个电极对或者多个电极对，当人体接触到心率传感器时，该一个电极对或者多个电极对就会导通，一个电极对或者多个电极对导通后将触发本测量心率的可穿戴设备的心率传感器开启测量心率信息。

电极即电子或电器装置、设备中的一种部件，用做导电介质(固体、气体、真空或电解质溶液)中输入或导出电流的两个端，本发明利用电极的导电性，根据一个电极对中间接触到物体形成回路后，产生电流，从而能准确判断出有物体接触心率传感器，从而触发心率传感器测量心率信息。

本实施例中的测量心率的可穿戴装置，还通过在心率传感器上嵌入一个压电陶瓷片，当人体接触到心率传感器时，压电陶瓷片会产生形变，从而产生电流，该压电陶瓷片产生电流后将触发本测量心率的可穿戴设备的心率传感器开启测量心率信息。

压电陶瓷片即当电压作用于压电陶瓷时，就会随电压和频率的变化产生机械变形。当振动压电陶瓷时，则会产生一个电荷，本发明利用压电陶瓷形变，根据压电陶瓷片接触到物体时发生形变产生电流，从而能准确判断出有物体接触心率传感器，从而触发心率传感器测量心率信息。

本实施例提供了一种用于测量心率的可穿戴设备，根据设置在心率传感器上的一个或者多个电极对的导通，或者压电陶瓷片产生电流来触发心率传感器测量心率信息，能够准确判断是否有物体接触心率传感器，从而避免了误触发心率传感器测量心率，因此提高了测量心率的准确性，降低了该测量心率可穿戴设备的功耗。

实施例二

本实施例提供了一种用于测量心率的可穿戴设备，如图1和图2所示：

相比实施例一，一个或者多个电极对，用于通过一个或者多个电极对的导通来触发心率传感器测量心率信息；

或者包括压电陶瓷片，用于通过压电陶瓷片形变产生电流来触发心率传感器测量心率信息。

本实施例还包括：所述一个或者多个电极对设置在心率传感器的预设位置上。

当所述电极对为多个时，每个电极对嵌入心率传感器的深度为对应的预设深度。

进一步地，通过嵌入心率传感器深度不同的电极对的导通，确定测量心率值的准确性。

其中，通过嵌入心率传感器深度不同的电极对的导通，确定测量心率值的准确性具体包括：当嵌入心率传感器第一预设深度的电极对导通，则确定测量心率值的准确性为第一准确性；当嵌入心率传感器第一预设深度的电极对与嵌入心率传感器第二预设深度的电极对同时导通，则确定测量心率值的准确性为第二准确性。

如图1所示，通过在传感器上嵌入一个电极对，当人体接触到传感器时，该电极对的两个电极就会导通，根据电极对的导通与否就可以判断是否有接触。下面对该方案进行详细解释。

首先，该一个或者多个电极对设置在心率传感器的预设位置上，不能距离LED(发光二极管)灯太远，如果该电极对设置在距离心率传感器太远的位置，则有可能物体已经接触到了LED(发光二极管)灯，但是没有接触到电极对，这样该测量心率的可穿戴设备不会将此次物体接触定位接触，从而导致了漏判，其次其次，只有真实的接触，才有可能会让电极导通。也就是说即使离的再近，只要没有接触到传感器，电极就不会导通，就不会判定为接触。该方法解决了红外精度的问题(一般红外探测的门限值为几厘米，如3cm内没有物体，判定为无接触；3cm内有物体，判定为有接触。门限值不可能无限小，这就无法真实的监测是否有接触，这能大致的进行判定。因为真实的接触距离需要为0才行，小于3cm内有物体并不一定就是接触。)

再次，并不是所有的物体接触到电极，都会判定为接触。因为绝缘体如桌子等的接触不会使电极对导通。而我们所需要测量的人体是导体，可以使电极导通。从而将所有绝缘体的接触进行过滤掉。

综上，我们可以解决红外探测方法的精度问题，准确判断是否有物体接触，而且所有绝缘体的接触也能过滤掉。从而避免了不必要的开启心率传感器测量心率，节省了功耗。

对图1中的方案进行改进，本实施例还可以判断出本发明测量心率的可穿戴设备佩戴的松紧度。因为可穿戴设备佩戴不紧时，LED灯会产生漏光，从而影响心率测量的准确性。

如图2所示，本实施例中使用了4对电极。其中，这四对电极嵌入心率传感器预设位置上的深度为预设深度，例如：电极对1在传感器表面，电极对2嵌入心率传感器下1mm，电极对2嵌入心率传感器下2mm，电极对3嵌入心率传感器下3mm，电极对4嵌入心率传感器下4mm。当仅电极对1导通时，说明传感器与人体正常接触，此时测量到的心率值准确性记为1.当电极1和电极对2同时导通时，说明心率传感器与人体接触较紧，此时测量到的心率值准确性记为2.当电极1,2和3同时导通时，说明心率传感器与人体接触的更加紧，此时，血管收到挤压，反而会使得测量不准，因此，测量到的数据的准确性记为1.同理，当电极对1,电极对2,电极对3和电极对4同时导通时，准确性记为0.准确性值越大，越可信。

本实施例，通过设置在心率传感器上预设位置的多个电极对的导通，确认本测量心率的可穿戴设备的佩戴松紧度，从而确定测量的心率的的准确性，避免了过紧或者过松佩戴本测量心率的可穿戴设备测量出不准确的心率值，提高了心率测量的准确性。

实施例三

本实施例提供了一种用于测量心率的可穿戴设备，如图3和图4所示：

相比实施例一，一个或者多个电极对，用于通过一个或者多个电极对的导通来触发心率传感器测量心率信息；

或者包括压电陶瓷片，用于通过压电陶瓷片形变产生电流来触发心率传感器测量心率信息。

本实施例还包括：其中，所述压电陶瓷片设置在心率传感器的预设位置上。

进一步地，根据所述压电陶瓷片产生的电流值，计算确定测量的心率值的准确性。

其中，通过一个或者多个电极对触发心率传感器测量心率信息，通过压电陶瓷片形变产生的电流值确定测量的心率值的准确性。

在心率传感器的预设位置上设置压电陶瓷片，本测量心率的可穿戴设备内部通过使用电路来测量压电陶瓷片是否产生的电流，来检测是否有物体接触本测量心率的可穿戴设备。

本实施例中，还可根据该设置在心率传感器预设位置的压电陶瓷片发生形变产生的电流的大小来判断出本本测量心率的可穿戴设备佩戴的松紧度。假如当前佩戴本测量心率的可穿戴设备产生的电流为I,佩戴松紧度最佳时产生的电流为I_opt，可以算出|I_opt-I|的值，|*|表示绝对值。|I_opt-I|的值越小，心率传感器测量到的心率值准确性越高。

相比实施例二，本实施例的优点是衡量本测量心率的可穿戴设备佩戴松紧度的指标(电流)是连续值，而实施例二确认测量心率信息准确性的值是离散值，同时本实施例的结构相比于实施例二中的图4更简单。但是，相比于实施例二的方案，本实施例中的方法无法区分导体和绝缘体。

本实施例还提供了一种用于测量心率的可穿戴设备，如图3所示，设置一个电极对用来判断是否是导体的接触，设置一个压电陶瓷片形变产生的电流大小用来判断佩戴的松紧程度。

本实施例的该方法结合了电极对和压电陶瓷片，不仅能准确判断是否为导体接触，又能提高测量心率值的准确性。

实施例四

本实施例提供了一种测量心率的可穿戴设备测量心率的方法，如图5所示，包括步骤：

A1：判断是否有一个或者多个电极对导通；

A2：若有一个或多个电极对导通，则触发心率传感器测量心率信息；

A3：判断导通的电极对，根据不同电极对的导通确定对应测量的心率值的准确性。

当有物体真实接触时，该一个或者多个电极对才会导通，从而可以根据判断是否有一个或者多个电极对导通来确定是否有物体真实接触心率传感器。

当确认好有物体真实接触心率传感器后，则触发心率传感器测量心率信息。

由于测量心率信息时，佩戴测量心率的可穿戴设备的松紧度也会影响测量心率的准确性，因此，判断设置在心率传感器上不同预设深度的多个电极对的导通情况即可以判断佩戴可穿戴设备的松紧度。

假设有4个电极对。其中，这四个电极对在心率传感器的嵌入深度均为预设深度，例如：电极对1在心率传感器表面，电极对2嵌入心率传感器下1mm，电极对2嵌入心率传感器下2mm，电极对3嵌入心率传感器下3mm，电极对4嵌入心率传感器下4mm。当仅电极对1导通时，说明心率传感器与人体正常接触，此时测量到的心率值准确性记为1.当电极1和2同时导通时，说明传感器与人体接触较紧，此时测量到的心率值准确性记为2.当电极1,2和3同时导通时，说明传感器与人体接触的更加紧，此时，血管收到挤压，反而会使得测量不准，因此，测量到的数据的准确性记为1.同理，当电极对1,2,3和4同时导通时，准确性为0.准确性值越大，越可信。

本实施例提供了一种用于测量心率的可穿戴设备测量心率方法，准确判断是否有物体接触心率传感器，并准确的排除绝缘体与心率传感器接触的情况，提高了心率测量的可靠性，降低了设备的功耗。

实施例五

本实施例提供了一种测量心率的可穿戴设备测量心率的方法，如图6所示，包括步骤：

B1：判断压电陶瓷片是否形变产生电流；

B2：若有压电陶瓷片形变产生电流，则触发心率传感器测量心率信息；

B3：根据压电陶瓷片形变产生的电流，计算确定对应测量的心率值的准确性。

当有物体接触时，设置在心率传感器上的压电陶瓷片会产生形变从而产生电流，因而判断压电陶瓷片是否形变产生电流，可以确定是否有物体接触。从而触发心率传感器测量心率信息。

本测量心率的可穿戴设备内部，使用电路来测量压电陶瓷片产生的电流大小，根据电流的大小计算当前测量的心率信息的准确性，即当前佩戴产生的电流为I,佩戴松紧度最佳状态时产生的电流为I_opt，可以算出|I_opt-I|的值，|*|表示取绝对值。|I_opt-I|的值越小，测量到的心率值准确性越高。

本实施例中测量到的心率值准确性的指标(电流)是连续值，所以测量的结果更加准确，能够准确是否有物体接触心率传感器，并能检测测量心率值的准确性。避免了不必要的开启，降低了心率传感器的功耗。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种用于测量心率的可穿戴设备，包括心率传感器，其特征在于，包括：

一个或者多个电极对，用于通过一个或者多个电极对的导通来触发心率传感器测量心率信息；

或者包括压电陶瓷片，用于通过压电陶瓷片形变产生电流来触发心率传感器测量心率信息。

2.根据权利要求1所述的一种测量心率的可穿戴设备，其特征在于，所述一个或者多个电极对设置在心率传感器的预设位置上。

3.根据权利要求2所述的一种测量心率的可穿戴设备，其特征在于，

所述电极对为多个时，每个电极对嵌入心率传感器的深度为对应的预设深度。

4.根据权利要求3所述的一种测量心率的可穿戴设备，其特征在于，

通过嵌入心率传感器深度不同的电极对的导通，确定测量心率值的准确性。

5.根据权利要求4所述的一种测量心率的可穿戴设备，其特征在于，通过嵌入心率传感器深度不同的电极对的导通，确定测量心率值的准确性具体包括：

当嵌入心率传感器第一预设深度的电极对导通，则确定测量心率值的准确性为第一准确性；

当嵌入心率传感器第一预设深度的电极对与嵌入心率传感器第二预设深度的电极对同时导通，则确定测量心率值的准确性为第二准确性。

6.根据权利要求1所述的一种测量心率的可穿戴设备，其特征在于，所述压电陶瓷片设置在心率传感器的预设位置上。

7.根据权利要求6所述的一种测量心率的可穿戴设备，其特征在于，

根据所述压电陶瓷片产生的电流值，计算确定测量的心率值的准确性。

8.根据权利要求1所述的一种测量心率的可穿戴设备，其特征在于，通过一个或者多个电极对触发心率传感器测量心率信息，通过压电陶瓷片形变产生的电流值确定测量的心率值的准确性。

9.一种测量心率的可穿戴设备测量心率方法，其特征在于，包括步骤：

A1：判断是否有一个或者多个电极对导通；

A2：若有一个或多个电极对导通，则触发心率传感器测量心率信息；

A3：判断导通的电极对，根据不同电极对的导通确定对应测量的心率值的准确性。

10.一种测量心率的可穿戴设备测量心率方法，其特征在于，包括步骤：

B1：判断压电陶瓷片是否形变产生电流；

B2：若有压电陶瓷片形变产生电流，则触发心率传感器测量心率信息；

B3：根据压电陶瓷片形变产生的电流，计算确定对应测量的心率值的准确性。