CN107837079A - 一种面向智能服装的心率检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种面向智能服装的心率检测设备，其中，所述心率检测设备包括：数据采集模块，用于采集用户的心率信息并进行信号处理，输出心率信号；第一控制模块，连接至所述数据采集模块，用于接收所述心率信号；数据收发模块，连接至所述第一控制模块，用于对所述心率信号进行无线发送和接收；第二控制模块，连接至所述数据收发模块，控制所述数据收发模块接收所述心率信号；显示模块，连接至所述第二控制模块，用于显示所述心率信号。本发明实施例在服装上设置多个数据采集模块，可以实现多点心率的检测，对所得到的心率信号进行无线传输，让用户在日常生活中实时检测自己的心率变化，方便简单。

Description

一种面向智能服装的心率检测设备

技术领域

本发明实施例涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种面向智能服装的心率检测设备。

背景技术

从2013年开始，智能腕表、手环、眼镜陆续进入大众视野，成为“潮人”们追捧的对象。可穿戴设备指可以直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件上的一种便携式设备。随着无线传感器技术的发展，各式各样的可穿戴的智能服装也逐步出现在人们的生活找那个，智能服装就是小型的芯片、电子元器件、电源等设备嵌入到服装中，可以实现待定的功能，方便人们的生活。

心率作为血液循环机能的重要生理指标，它不仅是反映心脏功能强弱的重要标志，也反映出人体运动强度，在日常运动锻炼中也被广泛地应用。然而，现有的心率检测设备具有体积大，功率大等特点，不能实现随身携带，实时检测，更不能实现在日常运动锻炼中广泛应用。智能手表只能检测脉搏的信号，未能实现多点同时检测，精确度低。

发明内容

本发明实施例提供一种面向智能服装的心率检测设备，具有体积小，便于携带的特点，用户可以实时检测心率的变化，实现多点同时检测心率，提高心率检测准确率。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种面向智能服装的心率检测设备，其中，所述心率检测设备设置在服装上，包括：

数据采集模块，用于采集用户的心率信息并进行信号处理，输出心率信号；

第一控制模块，连接至所述数据采集模块，用于接收所述心率信号；

数据收发模块，连接至所述第一控制模块，用于对所述心率信号进行无线发送和接收；

第二控制模块，连接至所述数据收发模块，控制所述数据收发模块接收所述心率信号；

显示模块，连接至所述第二控制模块，用于显示所述心率信号。

其中，所述数据采集模块包括：传感单元和信号处理单元；

所述传感单元，用于采集用户的心率信息；

所述信号处理单元，连接至所述传感单元，用于对所述心率信息进行信号处理输出心率信号。

所述传感单元和所述信号处理单元均为柔性可穿戴器件。

所述柔性传感单元为压电式薄膜传感器或光电反射式模拟传感器。

其中，所述数据收发模块包括数据发送单元和数据接收单元；

所述数据发送单元，连接至所述第一控制模块，用于发送所述心率信号；

所述数据接收单元，用于接收所述心率信号，并把所述心率信号传递至所述第二控制模块。

所述数据发送单元和所述数据接收单元之间采用ZigBee协议进行数据无线传输。

所述心率检测设备包括音频输出模块，所述音频输出连接至所述第二控制模块，用于输出警告音频信息。

所述数据采集模块、所述第一控制模块、所述数据收发模块、所述第二控制模块、所述显示模块和音频输出模块之间的连接采用柔性导线，嵌入至服装纤维之中。

所述数据采集模块、所述第一控制模块、所述数据收发模块、所述第二控制模块、所述显示模块和音频输出模块均进行封装保护处理。

所述心率检测设备还包括：电源模块，分别连接至所述数据采集模块、所述第一控制模块、所述数据收发模块、所述第二控制模块、所述显示模块和音频输出模块，用于为所述心率检测设备中的电路供电。

本发明实施例提供的技术方案带来如下有益效果：面向智能服装的心率检测设备包括数据采集模块、第一控制模块、数据收发模块、第二控制模块和显示模块，在服装上设置多个数据采集模块，可以实现多点心率的检测，提高心率检测的准确率，通过传感器件采集心率信息，经过信号处理后对所得到的心率信号进行无线传输，用户在日常生活中实时检测自己的心率变化，留意自己的身体状况，在工作过程中注意劳逸结合。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种面向智能服装的心率检测设备的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种面向智能服装的心率检测设备另一结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的一种面向智能服装的心率检测设备的结构示意图；

图4是本发明实施例三提供的一种面向智能服装的心率检测设备优选结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

实施例一

请参照图1，图1是本发明实施例一提供的一种面向智能服装的心率检测设备的结构示意图。如图1所示，该心率检测设备包括：

数据采集模块11，用于采集用户的心率信息并进行信号处理，输出心率信号；

第一控制模块12，连接至所述数据采集模块，用于接收所述心率信号；

数据收发模块13，连接至所述第一控制模块，用于对所述心率信号进行无线发送和接收；

第二控制模块14，连接至所述数据收发模块，控制所述数据收发模块接收所述心率信号；

显示模块15，连接至所述第二控制模块，用于显示所述心率信号。

其中，数据采集模块11利用脉搏随心脏搏动的周期性变化来采集心率信息，第一控制模块12与数据采集模块11相连，可以使单片机，或者其他微处理器，控制数据采集模块11和数据收发模块13进行工作。数据收发模块13连接至第一控制模块12，通过无线通讯单元，对所采集到的心率信息进行无线发送和接收。第二控制模块14连接至数据收发模块13，控制数据收发模块13收发心率信息并控制显示模块15进行工作。显示模块15，连接至所述第二控制模块14，用于显示所述心率信号。

参照图2，图2是本发明实施例一提供的一种面向智能服装的心率检测设备的另一结构示意图，如图2所示，数据采集模块11包括：传感单元111和信号处理单元112，传感单元111和信号处理单元112相连。

其中，传感单元111用于感应用户心率信息，并把心率信息转换为相应的电信号，包括电压信号或者电流信号。传感单元111设置于易于感应用户心率或者脉搏跳动的地方。具体的，传感单元111可以安放在手腕、颈动脉、上臂和胸口等一个或者多个地方易于感应心率变化的地方，多个地方同时检测可以增强心率检测的准确性。传感单元111可以是压电式薄膜传感器，利用血管的舒张时脉搏的上下跳动，在压电式薄膜传感器上施加微弱的压力，压电式薄膜传感器在压力的施加和释放的作用下产生与压力大小相对应的正负电信号，正负电信号的变化周期就是脉搏的频率，正负电信号的大小表示脉搏跳动的强弱。同时，传感单元111还可以是光电反射式模拟传感器，采用光电容积法的原理对信号进行采集，将其设置在手指或者耳垂等处，利用人体组织在血管搏动时造成透光率的不同来测量脉搏或者心率的变化。由于脉搏是随心脏搏动而周期性变化的信号，动脉血管容积也周期性变化，因此光电变换器的电信号变化周期就是脉搏频率。具体的，传感单元111可以使薄膜、纤维、片状等，也可以是其他能感应脉搏或者心率变化的传感器件。

信号处理单元112还连接至第一控制模块12，用于把传感单元111所感应到的脉搏或者心率信息进行信号处理，形成心率信号，并把心率信号输出至第一控制模块12。信号处理单元112根据传感单元111采集心率信息原理的不同而采用不同的信号处理功能。具体的，信号处理单元112包括模数转换、滤波、放大、数模转换等功能。第一控制模块12接收到经信号处理单元112处理后的心率信号，控制数据收发模块13发送心率信号至第二控制模块14。

第一控制模块12和第二控制模块14可以使单片机，或者其他微处理器。第一控制模块12用于接收数据采集模块11，并控制数据收发模块13发送心率信号；第二控制模块用于控制数据收发模块13接送心率信号，并接收心率信号，并传输至显示模块15。

显示模块15包括有液晶显示屏，可以在液晶显示屏上显示心率的数值、心率波形图等信息。显示模块15与第二控制模块14的IO口相连接，将数据采集模块11所采集到的心率信号显示在显示模块15上。

如图2所示，心率检测设备还包括：电源模块16，分别连接至数据采集模块11、第一控制模块12、数模转换模块13、第二控制模块14和显示模块15，用于为数据采集模块11、第一控制模块12、数模转换模块13、第二控制模块14和显示模块15及其相关电路供电，也就是为心率检测设备中的电路供电。优选的，电源模块16可以是纽扣电池或者小型的锂离子电池，可以自由拆卸和充电，纽扣电池和小型的锂离子电池可以循环使用。

本实施例提供的一种面向智能服装的心率检测设备，把数据采集模块、第一控制模块、数据收发模块、第二控制模块和显示模块相结合，把多个数据采集模块安装在手腕、颈动脉、上臂和胸部等易于检测脉搏或者心率信息的地方，实时检测用户的心率变化情况，多点同时检测提高心率检测的准确性，易于携带，更加方便简单地实现心率检测。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上，数据收发模块可分为数据发送单元和数据接收单元，同时为心率检测设备增加了音频输出功能，图3是本发明实施例二提供的一种面向智能服装的心率检测设备的结构示意图。如图3所示，数据收发模块13可以分为数据发送单元131和数据接收单元132。数据发送单元131连接至第一控制模块12，用于接收第一控制模块12传输过来的心率信号，对心率信号进行协议转换后，发送至数据接收单元132。数据发送单元131设置在服装上。数据接收单元132连接至第二控制装置14。数据收发模块13可以是zigbee、蓝牙或者WiFi模块。

数据接收单元132、第二控制模块14和显示模块可以设置服装的袖口处、手臂处等适合用户实时查看心率信息的位置处，也可以设置在移动终端上，具体的，可以是用户的手机、智能手表或者远程监控设备。优选地，当数据接收模块设置于服装上时，数据发送单元131和数据接收单元132基于ZigBee协议进行数据的无线传输；当数据接收模块设置于手机上时，可以借用手机上的蓝牙模块进行通信，此时数据发送单元131和数据接收单元132基于蓝牙协议进行数据的无线传输。

传感单元111采用柔性材料制备得到，具有体积小、功耗低，便于携带等特点，数据采集模块11、第一控制模块12和数据发送单元131之间采用柔性导线连接，嵌入到服装纤维之中，减缓心率检测设备安装在服装上的不舒适感，让用户穿上智能服装时没有因在服装上增加了芯片和导线等而感到不舒适，在实现实时检测用户心率信息的同时，提高用户的体验。

同时，心率检测设备还可以安装有音频输出模块17，连接至第二控制模块14。第二控制模块14对接收到的心率信号进行处理，当心率信号过高或者过低时，说明用户的身体状况处于不健康状态，此时第二控制模块14输出警告响应信号。音频输出模块17接收到此警告响应信号，输出音频，提醒用户注意休息，或者及时到医院检查身体。

本实施例提供的一种面向智能服装的心率检测设备，包括数据采集模块、第一控制模块、数据收发模块、第二控制模块、显示模块、音频输出模块和电源模块，在用户穿上该智能服装的同时，可用通过此心率检测设备实时多点检测用户的心率变化，用户可以通过设置在服装上的显示模块或者手机等移动终端查看自己的心率信息，并在用户的心率情况不正常时，通过音频提醒用户注意身体，并及时到医院检查。

实施例三

在上述各实施例的基础上，本实施例提供了一种面向智能服装的心率检测设备的优选实例，图4是本发明实施例三提供的一种面向智能服装的心率检测设备的优选结构示意图，为避免模块的连接线影响该图的示意，图中未画出各模块的连接关系。

如图4所示，心率检测设备安装在服装上，包括传感单元31，用于检测用户的脉搏或者心率信息。优选地，传感单元31可以有多个，分别安装在智能服装与人体相对应的手臂、胸口、手腕或者其他易于检测人体脉搏或者心率的位置上。优选地，传感单元31可以设置为薄膜片状，采用透气性材料制成，或者制备成纤维状或孔状，增强传感单元在服装上的透气性，提高用户的体验。

安装在智能服装上的心率检测设备还有：信号处理单元32、第一控制模块33、数据发送单元34、数据接收单元35、第二控制模块36、显示模块37、音频输出模块38和纽扣电池39。

其中，信号处理单元32，连接至传感单元31和第一控制模块33，用于对传感单元31采集到的脉搏或者心率信息进行信号处理形成心率信号，输出心率信号至第一控制模块33。第一控制模块33，用于接收所述心率信号，并控制数据发送单元34发送心率信号。数据发送单元34连接至第一控制模块33，用于无线发送心率信号。数据接收单元35连接至第二控制模块36，把无线接收到的心率信号传输至第二控制模块36。数据发送单元34和数据接收单元35通过ZigBee协议进行输出的无线传输。第二控制模块36把接收到的心率信号传输至显示模块37，通过显示模块37可以实时显示心率变化的情况，包括数值的大小、波形的变化等。同时，第二控制模块36还对接收到的心率信号进行分析处理，把用户的心率信号和标准参考心率信号作比较，若用户的心率信号比标准参考心率信号低或者用户的心率信号比标准参考心率信号高时，则向音频输出模块38输出警告信号，音频输出模块38接收到此警告信号，发出音频，提醒用户注意休息，或者及时到医院检查身体。

一种面向智能服装的心率检测设备的工作过程可以是：当用户穿上带有心率检测设备的智能服装，设置在服装手腕、胸口、上臂等多处的传感单元31，感应人体的心率信息，并把心率信息传递至信号处理单元32，信号处理单元32对心率信息进行信号处理并输出心率信号至第一控制模块33，第一控制模块33控制数据发送单元34通过无线通讯协议发送心率信号至数据接收单元35。优选地，无线通讯协议为ZigBee通讯协议。设置在智能服装袖口处第二控制模块36控制数据接收单元35接收心率信号，并把心率信号输出到显示模块37显示出来。心率信号包括心率变化的数值、心率变化波形图等，便于用户查看自己的心率信息。此外，第二控制模块36可以对接收到的心率信号与标准参考心率信号作比较，若用户的心率信号比标准参考心率信号低或者高，说明用户的心率情况不正常，则驱动音频输出模块38工作，发出警告音频信息，提醒用户注意休息，或者及时到医院检查身体。纽扣电池39是整个电路的供电保障，为心率检测设备的数据采集模块、第一控制模块、数据收发模块、第二控制模块、显示模块和音频输出模块及其外围电路供电。低电状态下，可为纽扣电池39充电，延长纽扣电池39的续航能力。数据采集模块、第一控制模块、数据收发模块、第二控制模块、显示模块和音频输出模块及其外围电路之间的导线为柔性纤维状金属导线，嵌入到智能服装的纤维之中。传感单元31采用柔性薄膜状传感器，与服装完全整合在一起，信号处理单元32、第一控制模块33、数据发送单元34、数据接收单元35、第二控制模块36、显示模块37和音频输出模块38均采用体积小、功耗低的电子元件，便于与服装完全整合在一起，提高用户穿着智能服装的体验，提高舒适度。

本实施例的一种面向智能服装的心率检测设备采用柔性电子元件和导线，把传感单元、信号处理单元、第一控制模块、数据发送单元、数据接收单元、第二控制模块、显示模块和音频输出模块及其连接导线与服装完全整合在一起，在用户穿着该服装的同时，就能实现心率信息的多点同时实时检测，提高心率检测的准确性，提醒用户心率变化情况，在用户心率不正常时，提醒用户注意劳逸结合或者及时到医院检查，使得心率检测变得更加方便简单。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种面向智能服装的心率检测设备，其特征在于，所述心率检测设备设置在服装上，包括：

数据采集模块，用于采集用户的心率信息并进行信号处理，输出心率信号；

第一控制模块，连接至所述数据采集模块，用于接收所述心率信号；

数据收发模块，连接至所述第一控制模块，用于对所述心率信号进行无线发送和接收；

第二控制模块，连接至所述数据收发模块，控制所述数据收发模块接收所述心率信号；

显示模块，连接至所述第二控制模块，用于显示所述心率信号。

2.根据权利要求1所述的心率检测设备，其特征在于，所述数据采集模块包括：传感单元和信号处理单元；

所述传感单元，用于采集用户的心率信息；

所述信号处理单元，连接至所述传感单元，用于对所述心率信息进行信号处理并输出心率信号。

3.根据权利要求2所述的心率检测设备，其特征在于，所述传感单元和所述信号处理单元均为柔性可穿戴器件。

4.根据权利要求3所述的心率检测设备，其特征在于，所述柔性传感单元为压电式薄膜传感器或光电反射式模拟传感器。

5.根据权利要求1所述的心率检测设备，其特征在于，所述数据收发模块包括数据发送单元和数据接收单元；

所述数据发送单元，连接至所述第一控制模块，用于发送所述心率信号；

所述数据接收单元，用于接收所述心率信号，并把所述心率信号传递至所述第二控制模块。

6.根据权利要求5所述的心率检测设备，其特征在于，所述数据发送单元和所述数据接收单元之间采用ZigBee协议进行数据无线传输。

7.根据权利要求1所述的心率检测设备，其特征在于，所述心率检测设备还包括音频输出模块，所述音频输出模块连接至所述第二控制模块，用于输出警告音频信息。

8.根据权利要求1所述的心率检测设备，其特征在于，所述数据采集模块、所述第一控制模块、所述数据收发模块、所述第二控制模块、所述显示模块和音频输出模块之间的连接采用柔性导线，嵌入至服装纤维之中。

9.根据权利要求1所述的心率检测设备，其特征在于，所述数据采集模块、所述第一控制模块、所述数据收发模块、所述第二控制模块、所述显示模块和音频输出模块均进行封装保护处理。

10.根据权利要求1所述的心率检测设备，其特征在于，所述心率检测设备还包括：电源模块，分别连接至所述数据采集模块、所述第一控制模块、所述数据收发模块、所述第二控制模块、所述显示模块和音频输出模块，用于为所述心率检测设备中的电路供电。