CN111568402A

CN111568402A - 蓝牙耳机、基于蓝牙耳机的数据检测方法及存储介质

Info

Publication number: CN111568402A
Application number: CN202010525449.5A
Authority: CN
Inventors: 赵展翅
Original assignee: Goertek Techology Co Ltd
Current assignee: Goertek Techology Co Ltd
Priority date: 2020-06-10
Filing date: 2020-06-10
Publication date: 2020-08-25

Abstract

本发明提供一种蓝牙耳机、基于蓝牙耳机的数据检测方法及存储介质，所述基于蓝牙耳机的数据检测方法应用于蓝牙耳机，所述蓝牙耳机包括用于输出红光和红外光的发光模块、光敏传感器、模数转换器以及主控处理模块，即本发明通过在蓝牙耳机内增加发光模块、光敏传感器、模数转换器以及主控处理模块，并基于光敏传感器以及模数转换器将发光模块发送的红光和红外光转换为第一数字信号和第二数字信号，然后结合转换规则实现用户血氧饱和度值和/或心率值的检测，简化用户身体数据的检测过程，提高数据检测的灵活性与便捷性，提升了用户体验，解决现有医疗设备的携带不便以及检测过程繁琐的技术问题。

Description

蓝牙耳机、基于蓝牙耳机的数据检测方法及存储介质

技术领域

本发明涉及蓝牙通信技术领域，尤其涉及一种蓝牙耳机、基于蓝牙耳机的数据检测方法及计算机可读存储介质。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对自身健康状况也愈来愈重视。例如，通过医疗设备检测用户的身体数据，如血样饱和度和心率数据，虽然医疗设备可以满足用户对心率的检测需求，但是携带用于检测的医疗设备存在携带不便的问题，且基于医疗设备的检测过程也较为繁琐，从而无法利用医疗设备对用户的身体数据进行实时检测。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种蓝牙耳机、基于蓝牙耳机的数据检测方法及计算机可读存储介质，旨在解决现有医疗设备的携带不便以及检测过程繁琐的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于蓝牙耳机的数据检测方法，所述基于蓝牙耳机的数据检测方法应用于蓝牙耳机，所述蓝牙耳机包括用于输出红光和红外光的发光模块、光敏传感器、模数转换器以及主控处理模块，所述基于蓝牙耳机的数据检测方法包括以下步骤：

所述主控处理模块在检测到所述蓝牙耳机处于佩戴状态时，控制所述发光模块输出第一预设强度的红光和红外光；

所述主控处理模块控制所述光敏传感器将反射的第一强度的红光转换成第一电信号，并将反射的第一强度的红外光转换为第二电信号；

所述主控处理模块控制所述模数转换器将所述第一电信号转换为第一数字信号，并将所述第二电信号转换为第二数字信号；

所述主控处理模块根据预设转换规则、所述第一数字信号以及第二数字信号，确定对应的血氧饱和度值和/或心率值，并将所述血氧饱和度值和/或心率值发送至与所述蓝牙耳机通讯连接的用户终端进行显示。

可选地，所述发光模块包括用于发射波长为660nm的红光和发射波长为940nm的红外光的发光二极管LED以及用于控制LED发射光强度的电流型LED驱动器。

可选地，所述主控处理模块在检测到所述蓝牙耳机处于佩戴状态时，控制所述发光模块输出第一预设强度的红光和红外光的步骤具体包括：

所述主控处理模块在检测到所述蓝牙耳机处于佩戴状态时，基于第一驱动电流控制所述LED驱动器驱动所述LED输出所述第一预设强度的红光和红外光。

可选地，所述主控处理模块在检测到所述蓝牙耳机处于佩戴状态时，控制所述发光模块输出第一预设强度的红光和红外光的步骤之前，还包括：

所述主控处理模块基于第二驱动电流控制所述LED驱动器驱动所述LED输出所述第二预设强度的光；

所述主控处理模块控制所述光敏传感器采集反射光的光强度，并在所述反射光的光强度与所述第二预设强度的比值大于预设值时，确定所述蓝牙耳机处于佩戴状态。

可选地，所述基于蓝牙耳机的数据检测方法还包括：

所述主控处理模块在检测到所述蓝牙耳机由所述佩戴状态转为未佩戴状态时，控制所述LED以及LED驱动器转为低功耗模式。

可选地，所述主控处理模块根据预设转换规则、所述第一数字信号以及第二数字信号，确定对应的血氧饱和度值和/或心率值，并将所述血氧饱和度值和/或心率值发送至与所述蓝牙耳机通讯连接的用户终端进行显示的步骤具体包括：

所述主控处理模块计算所述第一数字信号以及第二数字信号的比率，并基于预设表以及所述比率，确定对应的血氧饱和度值，和/或获取所述血氧饱和度值关联的心率值；

所述主控处理模块将所述血氧饱和度值和/或心率值发送至与所述蓝牙耳机通讯连接的用户终端进行显示。

可选地，所述基于蓝牙耳机的数据检测方法还包括：

所述主控处理模块将所述血氧饱和度值和/或心率值与预设标准范围值进行比对，并在所述血氧饱和度值和/或心率值不属于所述标准范围值时，生成数据异常的提醒消息至所述用户终端。

可选地，所述光敏传感器为用于将光信号转换为电信号的PIN型光敏二极管。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种蓝牙耳机，所述蓝牙耳机包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的基于蓝牙耳机的数据检测程序，其中所述基于蓝牙耳机的数据检测程序被所述处理器执行时，实现如上所述的基于蓝牙耳机的数据检测方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于蓝牙耳机的数据检测程序，其中所述基于蓝牙耳机的数据检测程序被处理器执行时，实现如上所述的基于蓝牙耳机的数据检测方法的步骤。

本发明提供一种基于蓝牙耳机的数据检测方法，所述基于蓝牙耳机的数据检测方法包括以下步骤：所述主控处理模块在检测到所述蓝牙耳机处于佩戴状态时，控制所述发光模块输出第一预设强度的红光和红外光；所述主控处理模块控制所述光敏传感器将反射的第一强度的红光转换成第一电信号，并将反射的第一强度的红外光转换为第二电信号；所述主控处理模块控制所述模数转换器将所述第一电信号转换为第一数字信号，并将所述第二电信号转换为第二数字信号；所述主控处理模块根据预设转换规则、所述第一数字信号以及第二数字信号，确定对应的血氧饱和度值和/或心率值，并将所述血氧饱和度值和/或心率值发送至与所述蓝牙耳机通讯连接的用户终端进行显示。通过上述方式，本发明通过在蓝牙耳机内增加发光模块、光敏传感器、模数转换器以及主控处理模块，并基于光敏传感器以及模数转换器将发光模块发送的红光和红外光转换为第一数字信号和第二数字信号，然后结合转换规则实现用户血氧饱和度值和/或心率值的检测，简化用户身体数据的检测过程，提高数据检测的灵活性与便捷性，提升了用户体验，解决现有医疗设备的携带不便以及检测过程繁琐的技术问题。

附图说明

图1为本发明实施例方案中涉及的蓝牙耳机的硬件结构示意图；

图2为本发明基于蓝牙耳机的数据检测方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明基于蓝牙耳机的数据检测方法第二实施例的流程示意图；

图4为本发明基于蓝牙耳机的数据检测方法第三实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案中涉及的蓝牙耳机的硬件结构示意图。本发明实施例中，蓝牙耳机可以包括处理器1001(例如CPU)，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)；网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)；存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对蓝牙耳机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

继续参照图1，图1中作为一种计算机可读存储介质的存储器1005可以包括操作系统、网络通信模块以及基于蓝牙耳机的数据检测程序。

在图1中，网络通信模块主要用于连接服务器，与服务器进行数据通信；而处理器1001可以调用存储器1005中存储的基于蓝牙耳机的数据检测程序，并执行本发明实施例提供的基于蓝牙耳机的数据检测方法。

本发明实施例提供了一种基于蓝牙耳机的数据检测方法。

参照图2，图2为本发明基于蓝牙耳机的数据检测方法第一实施例的流程示意图。

本实施例中，所述基于蓝牙耳机的数据检测方法应用于蓝牙耳机，所述蓝牙耳机包括用于输出红光和红外光的发光模块、光敏传感器、模数转换器以及主控处理模块，所述基于蓝牙耳机的数据检测方法包括以下步骤：

步骤S10,所述主控处理模块在检测到所述蓝牙耳机处于佩戴状态时，控制所述发光模块输出第一预设强度的红光和红外光；

目前，通过医疗设备检测用户的身体数据，如血样饱和度和心率数据，虽然医疗设备可以满足用户对心率的检测需求，但是携带用于检测的医疗设备存在携带不便的问题，且基于医疗设备的检测过程也较为繁琐，从而无法利用医疗设备对用户的身体数据进行实时检测。

为了解决上述问题，本实施例中考虑到蓝牙耳机由于其功能多样性和方便性受到越来越多的消费者的青睐。蓝牙耳机除了正常的通话、听音乐等基本功能外还可以增加附加功能，例如佩戴检测功能，通过识别佩戴动作以控制音乐的播放暂停、ANC的开关等。为了便于随时随地提供用户测量身体数据的需求，可以通过在蓝牙耳机中增加附件功能，满足用户实时监测自身血氧饱和度和心率的需求。虽然比起专业医疗设备，基于蓝牙耳机的数据测量方法在数据准确度上略有逊色，但具有可以动态追踪以及实时反馈的优点。具体地，在传统蓝牙耳机基础上增加硬件用于输出预设强度光的发光模块以及用于转换的光敏传感器。即，在蓝牙耳机与用户皮肤的接触部位设置两个发光二极管LED和一个光敏传感器，并控制电流型LED驱动器使两个LED输出第一预设强度的红光和红外光。其中，所述第一预设强度的红光和红外光可以是根据实验测得的适于进行血氧饱和度值检测的光强度。具体实施例中，红光和红外光可以相同，也可以不同。

步骤S20，所述主控处理模块控制所述光敏传感器将反射的第一强度的红光转换成第一电信号，并将反射的第一强度的红外光转换为第二电信号；

本实施例中，所述主控处理模块控制所述光敏传感器采集所述发光模块输出红光以及红外光，经过用户耳朵反射的反射光。并通过光敏传感器将采集到的反射光转换为电信号，即将反射的第一强度的红光转换成第一电信号，并将反射的第一强度的红外光转换为第二电信号。

步骤S30，所述主控处理模块控制所述模数转换器将所述第一电信号转换为第一数字信号，并将所述第二电信号转换为第二数字信号；

本实施例中，所述主控处理模块将电信号输入至模数转换器AD进行模数转换，将所述第一电信号转换为第一数字信号，并将所述第二电信号转换为第二数字信号。

步骤S40，所述主控处理模块根据预设转换规则、所述第一数字信号以及第二数字信号，确定对应的血氧饱和度值和/或心率值，并将所述血氧饱和度值和/或心率值发送至与所述蓝牙耳机通讯连接的用户终端进行显示。

本实施例中，所述主控处理模块计算所接收到的第一数字信息与第二数字信号之间的比率，并基于比率结合预设转换规则，确定对应的血氧饱和度值和/或心率值。其中，所述预设转换规则可以是存储红光与红外光的光强度比值与对应关联的血氧饱和度值的预设表，或者是存储光强度比值与对应关联的血氧饱和度值的模型等。然后将所述血氧饱和度值和/或心率值发送至与所述蓝牙耳机通讯连接的用户终端进行显示，如在手机、IPAD、带有屏幕的运动手环的APP界面上可以显示耳机监测到的血氧饱和度数值和/或心率值。

本实施例提供一种基于蓝牙耳机的数据检测方法，所述基于蓝牙耳机的数据检测方法包括以下步骤：所述主控处理模块在检测到所述蓝牙耳机处于佩戴状态时，控制所述发光模块输出第一预设强度的红光和红外光；所述主控处理模块控制所述光敏传感器将反射的第一强度的红光转换成第一电信号，并将反射的第一强度的红外光转换为第二电信号；所述主控处理模块控制所述模数转换器将所述第一电信号转换为第一数字信号，并将所述第二电信号转换为第二数字信号；所述主控处理模块根据预设转换规则、所述第一数字信号以及第二数字信号，确定对应的血氧饱和度值和/或心率值，并将所述血氧饱和度值和/或心率值发送至与所述蓝牙耳机通讯连接的用户终端进行显示。通过上述方式，本发明通过在蓝牙耳机内增加发光模块、光敏传感器、模数转换器以及主控处理模块，并基于光敏传感器以及模数转换器将发光模块发送的红光和红外光转换为第一数字信号和第二数字信号，然后结合转换规则实现用户血氧饱和度值和/或心率值的检测，简化用户身体数据的检测过程，提高数据检测的灵活性与便捷性，提升了用户体验，解决现有医疗设备的携带不便以及检测过程繁琐的技术问题。

参照图3，图3为本发明基于蓝牙耳机的数据检测方法第二实施例的流程示意图。

基于上述图2所示实施例，本实施例中，所述发光模块包括用于发射波长为660nm的红光和发射波长为940nm的红外光的发光二极管LED以及用于控制LED发射光强度的电流型LED驱动器，所述光敏传感器为用于将光信号转换为电信号的PIN型光敏二极管，所述步骤S10之前，还包括：

步骤S50，所述主控处理模块基于第二驱动电流控制所述LED驱动器驱动所述LED输出所述第二预设强度的光；

步骤S60，所述主控处理模块控制所述光敏传感器采集反射光的光强度，并在所述反射光的光强度与所述第二预设强度的比值大于预设值时，确定所述蓝牙耳机处于佩戴状态。

增加蓝牙耳机的附加功能，势必造成蓝牙耳机设计成本和结构空间的增加，因此如何合理有效的运用一个功能元器件开发出蓝牙耳机的多个使用功能是本实施例要解决的技术问题。本实施例中，通过优化蓝牙耳机的硬件电路，采用发光模块、光敏传感器以及模数转换器实现血氧监测、心率以及佩戴状态检测等多种功能，节省部分元器件的同时丰富了蓝牙耳机的功能，大大提高了用户体验。具体地，主控处理模块MCU采用I2C方式的通信接口连接光电传感器模组，用于控制LED灯发光的强度，同时获取光敏传感器接收到的反射光的数据。发光器件由波长为660nm的红光和波长为940nm的红外光LED灯组成。光敏传感器采用接收面积大、灵敏度高、暗电流小、噪声低的PIN型光敏二极管，LED驱动器采用电流型LED驱动，通过设置驱动电流来调整LED发出不同光强度的红光和红外光。由光明传感器将接收到的光信号转换成电信号，并根据接收到的人体反射光的强度判断耳机的佩戴状态。首先设定第二驱动电流控制两个LED灯输出光强度为S1的红光和红外光，其中，第二驱动电流值可以由实验测试所得，第二驱动电流值驱动LED输出的S1的红光和红外光下的佩戴检测准确率较高。具体实施例中，还可以驱动LED输出其他颜色的光。光敏传感器对反射回的光进行采集，识别佩戴前后反射光的强度变化。并计算反射光的光强度与所述第二预设强度的比值，将该比值与预设值进行比对。在该比值大于预设值时，确定所述蓝牙耳机处于佩戴状态。在该比值不大于预设值时，则确定所述蓝牙耳机处于未佩戴状态。由此通过设定阈值完成佩戴状态变化的判断。具体地，可以将反射光的光强度转换为电信号，再经过模数转换器AD将电信号转换成数字信号，然后对接收到的数字信号进行处理，以确定反射光强度值。

进一步地，所述步骤S10具体包括：

本实施例中，当完成佩戴状态检测后，若蓝牙耳机处于佩戴状态则开启心率和/或血氧监测功能，为了提高心率和血氧检测的准确性，设定第一驱动电流控制两个LED灯发出光强度为S2的红光和红外光，其第一驱动电流值可以由实验测试所得进行确定。

进一步地，基于上述实施例，所述基于蓝牙耳机的数据检测方法还包括：

本实施例中，为了减少蓝牙耳机的功耗，在检测到蓝牙耳机由所述佩戴状态转为未佩戴状态时，如在所述反射光的光强度与所述第二预设强度的比值不大于预设值时，确定所述蓝牙耳机处于未佩戴状态，因此无需进行数据检测功能，控制所述LED以及LED驱动器转为低功耗模式。

参照图4，图4为本发明基于蓝牙耳机的数据检测方法第三实施例的流程示意图。

基于上述图2所示实施例，本实施例中，所述步骤S40具体包括：

步骤S41，所述主控处理模块计算所述第一数字信号以及第二数字信号的比率，并基于预设表以及所述比率，确定对应的血氧饱和度值，和/或获取所述血氧饱和度值关联的心率值；

步骤S42，所述主控处理模块将所述血氧饱和度值和/或心率值发送至与所述蓝牙耳机通讯连接的用户终端进行显示。

本实施例中，所述主控处理模块计算所述第一数字信号以及第二数字信号的比率，将该比率与预先存储的预设表进行比对。其中，预设表为存储红光与红外光的光强度比值与对应关联的血氧饱和度值及心率值的数据表。根据所述预设表，确定所述第一数字信号与第二数字信号的比率对应的血氧饱和度值。具体实施例中，还可以根据预设表获取所述血氧饱和度值关联的心率值。然后将所述血氧饱和度值和/或心率值发送至用户终端进行显示。

本实施例中，所述主控处理模块将确定的血氧饱和度值和心率值分别与正常人的血氧饱和度以及心率对应的预设标准范围值进行比对。在所述血氧饱和度值和/或心率值不属于所述标准范围值时，生成数据异常的提醒消息至所述用户终端。以便提醒用户当前血氧饱和度值或心率值发生异常，请及时处理。

具体实施例中，当光照透过皮肤组织然后再反射到光敏传感器时光照有一定的衰减的。像肌肉、骨骼、静脉和其他连接组织等等对光的吸收是基本不变的(前提是测量部位没有大幅度的运动)，但是血液不同，由于动脉里有血液的流动，那么对光的吸收自然也有所变化。因此，基于上述原理，还可以采用输出绿光的LED，然后结合光电容积脉搏波描记法PPG，确定心率值。具体地，控制LED输出绿光，然后采集反射光，并将反射光转换成电信号。由于动脉对光的吸收有变化而其他组织对光的吸收基本不变，得到的信号就可以分为直流DC信号和交流AC信号。提取其中的AC信号，作为PPG信号。为了防止测量部位的移动、自然光、日光灯等干扰问题，对反射光进行滤波处理。然后基于时域分析方法，即算出一定时间内PPG信号的波峰个数，通过对原始的PPG信号进行滤波处理，得到一定时间内的波峰个数，然后计算出心率值；或基于时域分析方法，通过对PPG信号进行FFT变换得到频域。

此外，本发明实施例还提供一种蓝牙耳机。

本发明蓝牙耳机上存储有基于蓝牙耳机的数据检测程序，其中所述基于蓝牙耳机的数据检测程序被处理器执行时，实现如上述的基于蓝牙耳机的数据检测方法的步骤。

其中，基于蓝牙耳机的数据检测程序被执行时所实现的方法可参照本发明基于蓝牙耳机的数据检测方法的各个实施例，此处不再赘述。

此外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质。

本发明计算机可读存储介质上存储有基于蓝牙耳机的数据检测程序，其中所述基于蓝牙耳机的数据检测程序被处理器执行时，实现如上述的基于蓝牙耳机的数据检测方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种基于蓝牙耳机的数据检测方法，其特征在于，所述基于蓝牙耳机的数据检测方法应用于蓝牙耳机，所述蓝牙耳机包括用于输出红光和红外光的发光模块、光敏传感器、模数转换器以及主控处理模块，所述基于蓝牙耳机的数据检测方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于蓝牙耳机的数据检测方法，其特征在于，所述发光模块包括用于发射波长为660nm的红光和发射波长为940nm的红外光的发光二极管LED以及用于控制LED发射光强度的电流型LED驱动器。

3.如权利要求2所述的基于蓝牙耳机的数据检测方法，其特征在于，所述主控处理模块在检测到所述蓝牙耳机处于佩戴状态时，控制所述发光模块输出第一预设强度的红光和红外光的步骤具体包括：

4.如权利要求3所述的基于蓝牙耳机的数据检测方法，其特征在于，所述主控处理模块在检测到所述蓝牙耳机处于佩戴状态时，控制所述发光模块输出第一预设强度的红光和红外光的步骤之前，还包括：

5.如权利要求4所述的基于蓝牙耳机的数据检测方法，其特征在于，所述基于蓝牙耳机的数据检测方法还包括：

6.如权利要求1所述的基于蓝牙耳机的数据检测方法，其特征在于，所述主控处理模块根据预设转换规则、所述第一数字信号以及第二数字信号，确定对应的血氧饱和度值和/或心率值，并将所述血氧饱和度值和/或心率值发送至与所述蓝牙耳机通讯连接的用户终端进行显示的步骤具体包括：

7.如权利要求1所述的基于蓝牙耳机的数据检测方法，其特征在于，所述基于蓝牙耳机的数据检测方法还包括：

8.如权利要求1至7任意一项所述的基于蓝牙耳机的数据检测方法，其特征在于，所述光敏传感器为用于将光信号转换为电信号的PIN型光敏二极管。

9.一种蓝牙耳机，其特征在于，所述蓝牙耳机包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的基于蓝牙耳机的数据检测程序，其中所述基于蓝牙耳机的数据检测程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至8中任一项所述的基于蓝牙耳机的数据检测方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有基于蓝牙耳机的数据检测程序，其中所述基于蓝牙耳机的数据检测程序被处理器执行时，实现如权利要求1至8中任一项所述的基于蓝牙耳机的数据检测方法的步骤。