CN110464327A - 一种入耳式测试心率的穿戴设备及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及心率测试技术领域，特别涉及一种入耳式测试心率的穿戴设备及测试方法，心率测试单元设置于穿戴设备的前端，包括发射部与接收部，发射部用于发射测试光线，接收部用于接收被反射的测试光线，心率测试单元刚好佩戴于外耳道的入口处，发射部向外耳道发射测试光线，测试光线一部分被外耳道皮下组织的毛细血管中的血液吸收，另一部分被反射，反射的测试光线被心率测试单元的接收部重新接收。与现有技术相比，本发明的入耳式测试心率的穿戴设备及测试方法当测试者佩戴耳机本体于耳朵，保持心率测试单元刚好位于外耳道的入口处，使得测试光线尽可能照射于外耳道，被反射的测试光线信号更强，可以计算出更为精确和稳定的心率数值。

Description

一种入耳式测试心率的穿戴设备及测试方法
【技术领域】
本发明涉及心率测试技术领域，特别涉及一种入耳式测试心率的穿戴设备及测试方法。
【背景技术】
耳机是当今人们使用的一种潮流产品，具有不同功能、不同样式，在人们运动或休闲时都可以随心所欲的使用它来欣赏音乐或进行语音通话。随着技术的发展，通过耳机来测试心率成为一种监控人们健康状况的有效方法。目前心率耳机的测试方式是，通过光线传入耳甲皮下组织，然后血液的血红蛋白会对绿光或者红光会有吸收，经过反射的光强就会有变化，从而光信号转换为电信号经过放大后即可得到心率信号。此方法可以大致测得被测者的心率，但是在精确程度和数据稳定性上不够理想，又因为人的耳朵结构比较精巧复杂，需要寻求一种更为精确稳定的测试方法来满足更高的要求。
【发明内容】
为了克服上述问题，本发明提出一种可有效解决上述问题的入耳式测试心率的穿戴设备及测试方法。
本发明解决上述技术问题提供的一种技术方案是：提供一种入耳式测试心率的穿戴设备及测试方法，包括耳机本体，所述耳机本体包括处理控制单元、心率测试单元、传感器、天线、显示单元、电源单元、存储单元、喇叭和MIC，所述心率测试单元、传感器、天线、显示单元、电源单元、存储单元、喇叭、MIC分别连接于处理控制单元，所述心率测试单元设置于穿戴设备的前端，包括发射部与接收部，所述发射部用于发射测试光线，所述接收部用于接收被反射的测试光线，所述发射部包括一个或者多个LED，所述接收部包括一PD或者一接收芯片，所述穿戴设备佩戴时，心率测试单元位于外耳道的入口处，发射部向外耳道发射测试光线，测试光线一部分被外耳道皮下组织的毛细血管中的血液吸收，另一部分被反射，反射的测试光线被心率测试单元的接收部重新接收。
优选地，所述处理控制单元用于处理获取到的数据，把测试到的心率通过天线发送到其他外部设备。
优选地，所述心率测试单元用于发射测试光线并且接收被反射的测试光线，将光信号转换成电信号传输至处理控制单元。
优选地，所述处理控制单元包括两控制芯片，分别为RTL8762CJQFN40_5X5芯片和RTL8763BFQFN40_5X5芯片。
优选地，所述一种入耳式测试心率的穿戴设备测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，测试者佩戴耳机本体于耳朵，心率测试单元检测是否正确佩戴，正确佩戴则开始测试；
步骤S2，处理控制单元发送测试指令至心率测试单元，心率测试单元接收指令后，控制LED向外耳道发射测试光线，测试光线一部分被外耳道皮下组织的毛细血管中的血液吸收，另一部分被反射，反射的测试光线被心率测试单元的接收部重新接收；
步骤S3，接收部接收被反射的测试光线后，将光信号转换成电信号，并且将电信号进行放大和滤波，还原出脉搏跳动波形，并传输至处理控制单元；
步骤S4，处理控制单元通过计算脉搏跳动波形得出测试者的心率数值，并将心率数值显示于显示单元，并且保存心率数值于存储单元；
步骤S5，穿戴设备连接外部设备时，同步心率数值到外部设备；
步骤S6，取下耳机本体，心率测试结束。
优选地，所述步骤S1中，测试者佩戴耳机本体于耳朵，保持心率测试单元刚好位于外耳道的入口处。
与现有技术相比，本发明的入耳式测试心率的穿戴设备及测试方法，测试者佩戴耳机本体于耳朵，保持心率测试单元刚好位于外耳道的入口处，使得测试光线尽可能照射于外耳道，由于人的耳朵是非常精密复杂的器官，而外耳道的脂肪少，毛细血管丰富，所以被反射的测试光线信号更强，接收部接收到光信号经过放大及滤波后就能还原出更为精确和稳定的脉搏跳动波形，因此可以计算出更为精确和稳定的心率数值。
【附图说明】
图1为本发明一种入耳式测试心率的穿戴设备的结构框图；
图2为本发明一种入耳式测试心率的穿戴设备的心率测试单元结构框图；
图3为本发明一种入耳式测试心率的穿戴设备的处理控制单元电路原理图；
图4为本发明一种入耳式测试心率的穿戴设备的测试方法测试部位示意图；
图5为本发明一种入耳式测试心率的穿戴设备的测试方法流程示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅限于指定视图上的相对位置，而非绝对位置。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图5，本发明的一种入耳式测试心率的穿戴设备，包括耳机本体，所述耳机本体包括处理控制单元、心率测试单元、传感器、天线、显示单元、电源单元、存储单元、喇叭和MIC，所述心率测试单元、传感器、天线、显示单元、电源单元、存储单元、喇叭、MIC分别连接于处理控制单元。
所述处理控制单元用于处理获取到的数据，把测试到的心率、运动信息等通过天线发送到其他设备，比如手机、路由器等，也用于接收其他设备的信息，比如推送过信息、歌曲等。所述处理控制单元包括两控制芯片，分别为RTL8762CJQFN40_5X5芯片和RTL8763BFQFN40_5X5芯片。
所述心率测试单元用于发射测试光线并且接收被反射的测试光线，将光信号转换成电信号传输至处理控制单元，也用于检测是否有佩戴，如果没有佩戴则不测试心率。
所述传感器用于计算运动信息、运动状态、运动模式、动作轨迹等。
所述显示单元用于显示心率、运动信息等。
所述电源单元用于控制设备供电。
所述存储单元用于存储心率、运动信息、时间等。
所述喇叭用于音乐、通话等声音的播放。
所述MIC用于通话声音的接收。
所述天线用于与其他设备的通信载体。
所述心率测试单元设置于穿戴设备的前端，包括发射部与接收部，所述发射部用于发射测试光线，所述接收部用于接收被反射的测试光线。所述发射部包括一个或者多个LED，所述LED发射的测试光线可以为红光、蓝光、绿光中的一种。所述接收部包括一PD或者一接收芯片。佩戴穿戴设备时，保持心率测试单元刚好位于测试者外耳道入口处，发射部向外耳道发射测试光线，测试光线一部分被外耳道皮下组织的毛细血管中的血液吸收，另一部分被反射，反射的测试光线被心率测试单元的接收部重新接收。
测试心率时，LED向外耳道发射测试光线，测试光线一部分被外耳道吸收，另一部分经反射被接受部接收，接收部将光信号转换成电信号并传输至处理控制单元，处理控制单元通过计算电信号强弱波动换算成心率数值，并把心率数值显示于显示单元。
一种入耳式测试心率的穿戴设备测试方法，包括如下步骤：
步骤S1，测试者佩戴耳机本体于耳朵，心率测试单元检测是否正确佩戴，正确佩戴则开始测试；
步骤S2，处理控制单元发送测试指令至心率测试单元，心率测试单元接收指令后，控制LED向外耳道发射测试光线，测试光线一部分被外耳道皮下组织的毛细血管中的血液吸收，另一部分被反射，反射的测试光线被心率测试单元的接收部重新接收；
步骤S3，接收部接收被反射的测试光线后，将光信号转换成电信号，并且将电信号进行放大和滤波，还原出脉搏跳动波形，并传输至处理控制单元；
步骤S4，处理控制单元通过计算脉搏跳动波形得出测试者的心率数值，并将心率数值显示于显示单元，并且保存心率数值于存储单元；
步骤S5，穿戴设备连接外部设备时，同步心率数值到外部设备；
步骤S6，取下耳机本体，心率测试结束。
所述步骤S1中，测试者佩戴耳机本体于耳朵，保持心率测试单元刚好位于外耳道的入口处，使得测试光线尽可能照射于外耳道，由于外耳道的脂肪少，毛细血管丰富，所以被反射的测试光线信号更强，接收部接收到光信号经过放大及滤波后就能还原出更为精确和稳定的脉搏跳动波形，因此可以计算出更为精确和稳定的心率数值。
与现有技术相比，本发明的入耳式测试心率的穿戴设备及测试方法，测试者佩戴耳机本体于耳朵，保持心率测试单元刚好位于外耳道的入口处，使得测试光线尽可能照射于外耳道，由于人的耳朵是非常精密复杂的器官，而外耳道的脂肪少，毛细血管丰富，所以被反射的测试光线信号更强，接收部接收到光信号经过放大及滤波后就能还原出更为精确和稳定的脉搏跳动波形，因此可以计算出更为精确和稳定的心率数值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种入耳式测试心率的穿戴设备，其特征在于，包括耳机本体，所述耳机本体包括处理控制单元、心率测试单元、传感器、天线、显示单元、电源单元、存储单元、喇叭和MIC，所述心率测试单元、传感器、天线、显示单元、电源单元、存储单元、喇叭、MIC分别连接于处理控制单元；
所述心率测试单元设置于穿戴设备的前端，包括发射部与接收部，所述发射部用于发射测试光线，所述接收部用于接收被反射的测试光线，所述发射部包括一个或者多个LED，所述接收部包括一PD或者一接收芯片；
所述穿戴设备佩戴时，心率测试单元位于外耳道的入口处，发射部向外耳道发射测试光线，测试光线一部分被外耳道皮下组织的毛细血管中的血液吸收，另一部分被反射，反射的测试光线被心率测试单元的接收部重新接收。
2.如权利要求1所述的入耳式测试心率的穿戴设备，其特征在于，所述处理控制单元用于处理获取到的数据，把测试到的心率通过天线发送到其他外部设备。
3.如权利要求1所述的入耳式测试心率的穿戴设备，其特征在于，所述心率测试单元用于发射测试光线并且接收被反射的测试光线，将光信号转换成电信号传输至处理控制单元。
4.如权利要求1所述的入耳式测试心率的穿戴设备，其特征在于，所述处理控制单元包括两控制芯片，分别为RTL8762CJQFN40_5X5芯片和RTL8763BFQFN40_5X5芯片。
5.一种入耳式测试心率的穿戴设备测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，测试者佩戴耳机本体于耳朵，心率测试单元检测是否正确佩戴，正确佩戴则开始测试；
步骤S2，处理控制单元发送测试指令至心率测试单元，心率测试单元接收指令后，控制LED向外耳道发射测试光线，测试光线一部分被外耳道皮下组织的毛细血管中的血液吸收，另一部分被反射，反射的测试光线被心率测试单元的接收部重新接收；
步骤S3，接收部接收被反射的测试光线后，将光信号转换成电信号，并且将电信号进行放大和滤波，还原出脉搏跳动波形，并传输至处理控制单元；
步骤S4，处理控制单元通过计算脉搏跳动波形得出测试者的心率数值，并将心率数值显示于显示单元，并且保存心率数值于存储单元；
步骤S5，穿戴设备连接外部设备时，同步心率数值到外部设备；
步骤S6，取下耳机本体，心率测试结束。
6.如权利要求5所述的入耳式测试心率的穿戴设备测试方法，其特征在于，所述步骤S1中，测试者佩戴耳机本体于耳朵，保持心率测试单元刚好位于外耳道的入口处。
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