CN112190242A - 可穿戴设备及心率参数的检测方法 - Google Patents

可穿戴设备及心率参数的检测方法 Download PDF

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CN112190242A CN202011232812.0A CN202011232812A CN112190242A CN 112190242 A CN112190242 A CN 112190242A CN 202011232812 A CN202011232812 A CN 202011232812A CN 112190242 A CN112190242 A CN 112190242A
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Abstract

本申请公开了一种可穿戴设备及心率参数的检测方法，属于电子技术领域。包括：设备主体，以及设置在设备主体表面的压电传感器和温度传感器；压电传感器用于获取预设时间段内的第一电信号；温度传感器用于获取预设时间段内的第二电信号；设备主体用于根据第二电信号校准第一电信号，并根据校准后的第一电信号，确定用户在预设时间段内的心率参数，本申请中，由于第一电信号是用于表征用户的心跳信息，因此，可以利用第一电信号确定用户的心率参数，同时，利用温度传感器监测到的表征用户的体温信息的第二电信号对第一电信号进行校准，从而降低了用户体温对心率参数确定过程造成的影响，提高了检测用户心率参数过程的检测精度。

Description

可穿戴设备及心率参数的检测方法
技术领域
本申请属于电子技术领域，具体涉及一种可穿戴设备及心率参数的检测方法。
背景技术
心率是指人体心脏每分钟跳动的次数，它是反映心脏是否正常工作的一个重要参数，通过心率的检测能够确定人类身体机能对运动的即刻反应。
目前，检测人类身体机能对运动的即刻反应的方式，大多是将能够检测人体心率参数的传感器集成在可穿戴设备中，例如，腕带、手表或耳机中，从而可以实时检测人体的心率参数，由于压电传感器相对于传统的光电容积描记(photo plethysmo graph，PPG)传感器和心电图(electrocardiogram，ECG)传感器，体积较小，方便集成在可穿戴设备中，便于用户携带；不需要额外电源供电，可降低可穿戴设备的功耗，从而有利于提高可穿戴设备的续航能力，因此，近年来，越来越多的可穿戴设备倾向于将压电传感器集成在可穿戴设备中，进行人体的心率参数的检测。
但是，在目前的方案中，相较于传统的PPG传感器和ECG传感器，压电传感器的检测精度较低，使得利用集成有压电传感器的可穿戴设备检测人体的心率参数的过程准确性较差。
发明内容
本申请实施例提供一种可穿戴设备及心率参数的检测方法，能够解决现有技术中利用压电传感器检测人体心率参数的过程准确性较差的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种可穿戴设备，该可穿戴设备包括：
设备主体，以及设置在所述设备主体表面的压电传感器和温度传感器；
所述压电传感器与所述设备主体通信连接，所述压电传感器用于获取预设时间段内的第一电信号，所述第一电信号指示用户的心跳信息；
所述温度传感器与所述设备主体通信连接，所述温度传感器用于获取所述预设时间段内的第二电信号，所述第二电信号指示用户的体温信息；
所述设备主体用于根据所述第二电信号校准所述第一电信号，并根据校准后的第一电信号，确定用户在所述预设时间段内的心率参数。
第二方面，本申请实施例提供了一种心率参数的检测方法，应用于一种具有压电传感器和温度传感器的可穿戴设备，该方法包括：
利用所述压电传感器，获取预设时间段内的第一电信号，并将所述第一电信号发送至所述可穿戴设备的设备主体，所述第一电信号为根据所述压电传感器监测到的压力值转化形成的电信号，所述压力值由用户心跳引起；
利用所述温度传感器，获取所述预设时间段内的第二电信号，并将所述第二电信号发送至所述设备主体，所述第二电信号为根据所述温度传感器监测到的用户体温转化形成的电信号；
所述设备主体根据所述第二电信号校准所述第一电信号，并根据校准后的第一电信号，确定用户在所述预设时间段内的心率参数。
第三方面，本申请实施例提供了一种心率参数的检测装置，应用于一种具有压电传感器和温度传感器的可穿戴设备，该装置包括：
第一获取模块，用于利用所述压电传感器，获取预设时间段内的第一电信号，并将所述第一电信号发送至所述可穿戴设备的设备主体，所述第一电信号为根据所述压电传感器监测到的压力值转化形成的电信号，所述压力值由用户心跳引起；
第二获取模块，用于利用所述温度传感器，获取所述预设时间段内的第二电信号，并将所述第二电信号发送至所述设备主体，所述第二电信号为根据所述温度传感器监测到的用户体温转化形成的电信号；
确定模块，用于所述设备主体根据所述第二电信号校准所述第一电信号，并根据校准后的第一电信号，确定用户在所述预设时间段内的心率参数。
第四方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第二方面所述的方法的步骤。
第五方面，本申请实施例还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第二方面所述的方法的步骤。
第六方面，本申请实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第二方面所述的方法。
在本申请实施例中，可穿戴设备包括：设备主体，以及设置在设备主体表面的压电传感器和温度传感器；压电传感器与设备主体通信连接，压电传感器用于获取预设时间段内的第一电信号，第一电信号指示用户的心跳信息；温度传感器与设备主体通信连接，温度传感器用于获取预设时间段内的第二电信号，第二电信号指示用户的体温信息；设备主体用于根据第二电信号校准第一电信号，并根据校准后的第一电信号，确定用户在预设时间段内的心率参数，本申请中，可穿戴设备中包含压电传感器和温度传感器，由于利用压电传感器获取到的第一电信号，是用于表征用户的心跳信息，因此，可以利用第一电信号确定用户的心率参数，同时，利用温度传感器监测到的表征用户的体温信息的第二电信号对第一电信号进行校准，使得根据校准后的第一电信号确定的心率参数，不会受到用户体温引起的压电传感器热释电效应的影响，从而降低了用户体温对用户心率参数确定过程造成的影响，提高了检测用户心率参数过程的检测精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种可穿戴设备的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种耳机的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种可穿戴设备的侧面结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种心率参数的检测方法的步骤流程图；
图5是本申请实施例提供的另一种心率参数的检测方法的步骤流程图；
图6是本申请实施例提供的一种可穿戴设备的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的一种心冲击图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
图1是本申请实施例提供的一种可穿戴设备的结构示意图，如图1所示，所述可穿戴设备包括：设备主体10，以及设置在所述设备主体10表面的压电传感器20和温度传感器30。
其中，压电传感器20与设备主体10通信连接，压电传感器20用于获取预设时间段内的第一电信号，进一步的，压电传感器20可以将获取到的第一电信号发送至设备主体10，所述第一电信号为根据压电传感器20监测到的压力值转化形成的电信号，所述压力值由用户心跳引起，因此，第一信号可以用于指示用户的心跳信息。
在本申请实施例中，所述预设时间段的大小可以是预先根据经验确定的固定数值，确保可以根据在所述预设时间段内获取到的第一电信号计算和分析得到用户的心率参数。
具体的，常用于监测用户心率参数的传感器如下表1所列，包括：PPG传感器、ECG传感器、加速度传感器和压电传感器，其中，PPG传感器为光学原理的传感器，利用PPG算法计算得到用户的心率参数，由于光路设计复杂，导致传感器模组尺寸较大，PPG传感器的占用体积较大，因此，在将PPG传感器集成在可穿戴设备中实时检测人体的心率参数时，会导致可穿戴设备体积较大，例如，在所述可穿戴设备为耳机时，集成在耳机上的PPG传感器会影响耳机的佩戴舒适性，同时，使得耳机腔体减小，从而影响耳机的音质，此外，PPG传感器需要发光检测，功耗高，因此，需要消耗可穿戴设备的电能，从而会影响可穿戴设备的续航能力；ECG传感器是利用放置在人体不同部位的电极，记录和反应心脏的电活动，从而利用ECG算法得到用户的心率参数，由于ECG传感器电极方案复杂，不利于布局在体积较小的可穿戴设备上，同时ECG传感器功耗高，因此，需要消耗可穿戴设备的电能，从而会影响可穿戴设备的续航能力；加速度传感器的布局结构复杂，因此，在将加速度传感器集成在可穿戴设备中检测用户的心率参数时，会影响可穿戴设备的佩戴舒适性。
此外，还可以利用压电传感器检测用户的心率参数，由于用户心脏跳动时，血液从心脏流出，使得用户身体会产生微小的活动，由于心脏跳动的规律性，身体产生的活动也是有规律的，且与心脏跳动的规律性有很强的相关性，由于压电传感器为具有正压电效应的压电材料制成，压电传感器在外力的作用下，会释放电荷进而产生相应的电信号，因此，压电传感器可以感受到人体的微小活动引起的压力值，并将该微小活动引起的压力值转化成对应的电信号，进而再利用心冲击图信号(ballistocardiogram，BCG)算法对电信号进行分析和计算，最终得到用户的心率参数，此外，由于压电传感器为无源器件，压电传感器在工作过程不消耗电能，因此，可以将压电传感器集成在可穿戴设备中。
但是，由于压电传感器具有热释电效应，压电传感器周围的温度变化会造成压电传感器释放电荷进而产生相应的电信号，由温度变化产生的电信号与用户身体产生微小活动产生的电信号耦合，从而影响测量精度。
Figure BDA0002765768410000061
表1
在本申请实施例中，采用压电传感器监测用户心跳引起的压力值，并将该压力值转化成第一电信号，使得所述第一电信号可以体现用户的心跳规律，从而指示用户的心跳信息，因此，可以利用第一电信号确定用户的心率参数。
进一步的，为降低用户体温引起的压电传感器热释电效应对压电传感器监测用户心率参数过程造成的影响，设备主体10中还设置有温度传感器30。
具体的，温度传感器30与设备主体10通信连接，温度传感器30可以获取预设时间段内的第二电信号，进一步的，温度传感器30可以将第二电信号发送至设备主体10，所述第二电信号为根据温度传感器30监测到的用户体温转化形成的电信号，因此，第二电信号可以指示用户的体温信息。
进一步的，设备主体用于在接收到压电传感器发送的第一电信号和温度传感器发送的第二电信号之后，可以利用第二电信号校准所述第一电信号，由于第二电信号为根据温度传感器监测到的用户体温转化形成的电信号，第一电信号为根据压电传感器监测到的用户心跳引起的压力值转化形成的电信号，因此，利用第二电信号校准第一电信号后得到的校准后的第一电信号，消除了用户体温引起的压电传感器热释电效应的影响，同时保留了可以体现用户心跳规律的相关特征。
综上所述，本申请实施例提供的一种可穿戴设备，包括：设备主体，以及设置在设备主体表面的压电传感器和温度传感器；压电传感器与设备主体通信连接，压电传感器用于获取预设时间段内的第一电信号，第一电信号指示用户的心跳信息；温度传感器与设备主体通信连接，温度传感器用于获取预设时间段内的第二电信号，第二电信号指示用户的体温信息；设备主体用于根据第二电信号校准第一电信号，并根据校准后的第一电信号，确定用户在预设时间段内的心率参数，本申请中，可穿戴设备中包含压电传感器和温度传感器，由于利用压电传感器获取到的第一电信号，是用于表征用户的心跳信息，因此，可以利用第一电信号确定用户的心率参数，同时，利用温度传感器监测到的表征用户的体温信息的第二电信号对第一电信号进行校准，使得根据校准后的第一电信号确定的心率参数，不会受到用户体温引起的压电传感器热释电效应的影响，从而降低了用户体温对用户心率参数确定过程造成的影响，提高了检测用户心率参数过程的检测精度。
可选的，所述可穿戴设备可以包括：耳机，使得用户在佩戴耳机的情况下，就可以利用耳机获取用户的心率参数，从而实现实时监控用户心率参数，参照图1，若所述可穿戴设备为耳机，则该可穿戴设备还包括用于实现耳机基本功能的扬声器单元40。
图2是本申请实施例提供的一种耳机的结构示意图，如图2所示，在所述可穿戴设备为耳机时，设备主体10中还可以包括用于实现耳机基本功能的处理器，所述耳机中还可以包括除压电传感器20和温度传感器30之外的耳机其他传感器70，此外，耳机中还可以包括扬声器单元40、通信模块50和电池模块60。
在本申请实施例中，设备主体10中的处理器在接收到压电传感器20发送的第一电信号和温度传感器30发送的第二电信号之后，可以利用处理器中基于BCG信号的心率算法模块，根据第二电信号校准第一电信号，并根据校准后的第一电信号，最终确定用户的心率参数；此外，处理器中的其他模块可以接收其他传感器70获取到的用于实现耳机基本功能的数据，并对这些数据进行处理；所述扬声器单元40可以实现耳机中音频信号的播放；通信模块50可以实现耳机中包括音频信号和心率参数等信息的传输；电池模块60可以为设备主体提供电能。
可选的，在所述可穿戴设备为耳机时，在用户佩戴所述耳机的情况下，所述压电传感器和所述温度传感器分别与用户外耳道接触。
具体的，由于人体外耳道附近有内劲动脉和内劲静脉流过，因此，血液从人体心脏流出时，人体外耳道处的微小活动较为强烈，根据压电传感器检测的人体外耳道处的压力值转化得到的第一电信号强度较大，使得根据第一电信号确定人体心率参数过程的准确度得到提升。
可选的，所述可穿戴设备还可以包括通信模块。
参照图2，可穿戴设备中还可以包括通信模块50，其中通信模块50与所述设备主体10通信连接，所述设备主体10可以利用所述通信模块50将确定的心率参数发送至客户端并显示，以供用户可以通过客户端获取到检测到的心率参数。
可选的，所述温度传感器可以设置在与所述压电传感器相邻的位置。
参照图1，可穿戴设备中的温度传感器30与压电传感器20相邻设置，其中，压电传感器20可以获取用户身体中某一位置处的压力值，并根据该压力值确定第一电信号，若所述温度传感器30与所述压电传感器20相邻设置，则可以确保温度传感器30获取用户体温的位置与压电传感器20获取压力值的位置相近，使得根据温度传感器30在该位置处获取的用户体温确定的第二电信号，对所述第一电信号进行校准最终确定的心率参数更加准确。
可选的，在所述温度传感器的数量为至少两个的情况下，所述温度传感器可以在所述设备主体的表面间隔设置。
为保证检测心率参数更加准确，可穿戴设备中的温度传感器需要与压电传感器相邻设置，同时，若温度传感器的数量为至少两个，则可以将温度传感器在设备主体的表面间隔设置，从而避免由于压电传感器不同部位的温差引起的误差，进一步提高检测心率参数过程的准确度。
参照图1，四个温度传感器30在与压电传感器20相邻设置的同时，依次间隔设置在设备主体10的表面。
可选的，所述压电传感器的形状可以设置为薄膜状。
图3是本申请实施例提供的一种可穿戴设备的侧面结构示意图，如图3所示，可以利用薄膜状的压电材料制备得到薄膜状的压电传感器20，使得压电传感器20以薄膜的形态设置在可穿戴设备的设备主体10的表面，由于薄膜状的压电传感器20体积较小，利于架构堆叠，从而集成在可穿戴设备上时，不会占用较大的体积，同时，薄膜状的压电传感器20对于用户佩戴可穿戴设备时的佩戴舒适性影响较小。
此外，本申请还提供了一种心率参数的检测方法，应用于一种具有压电传感器和温度传感器的可穿戴设备。
图4是本申请实施例提供的一种心率参数的检测方法的步骤流程图，如图4所示，该方法可以包括：
步骤101、利用所述压电传感器，获取预设时间段内的第一电信号，并将所述第一电信号发送至所述可穿戴设备的设备主体，所述第一电信号为根据所述压电传感器监测到的压力值转化形成的电信号，所述压力值由用户心跳引起。
在该步骤中，由于可穿戴设备中具有压电传感器，因此，可以利用可穿戴设备中的压电传感器，获取预设时间段内的第一电信号，并将所述第一电信号发送至所述可穿戴设备的设备主体，以供可穿戴设备的设备主体可以利用第一电信号确定用户的心率参数。
其中，所述第一电信号为根据所述压电传感器监测到的压力值转化形成的电信号，所述压力值由用户心跳引起，即采用压电传感器可以监测用户心跳引起的压力值，并将该压力值转化成第一电信号，使得所述第一电信号可以体现用户的心跳规律，因此，可以利用第一电信号确定用户的心率参数。
在本申请实施例中，所述预设时间段的大小可以是预先根据经验确定的固定数值，确保可以根据在所述预设时间段内获取到的第一信号计算和分析得到用户的心率参数。
具体的，由于用户心脏跳动时，血液从心脏流出，使得用户身体会产生微小的活动，由于心脏跳动的规律性，身体产生的活动也是有规律的，且与心脏跳动的规律性有很强的相关性，由于压电传感器为具有正压电效应的压电材料制成，压电传感器在外力的作用下，会释放电荷进而产生相应的电信号，因此，压电传感器可以感受到人体的微小活动引起的压力值，并将该微小活动引起的压力值转化成对应的电信号，进而再利用BCG算法对电信号进行分析和计算，最终得到用户的心率参数，此外，由于压电传感器为无源器件，压电传感器在工作过程不消耗电能，因此，可以将压电传感器集成在可穿戴设备中。
但是，由于压电传感器具有热释电效应，压电传感器周围的温度变化会造成压电传感器释放电荷进而产生相应的电信号，由温度变化产生的电信号与用户身体产生微小活动产生的电信号耦合，从而影响测量精度。
步骤102、利用所述温度传感器，获取所述预设时间段内的第二电信号，并将所述第二电信号发送至所述设备主体，所述第二电信号为根据所述温度传感器监测到的用户体温转化形成的电信号。
在该步骤中，为降低用户体温引起的压电传感器热释电效应，对压电传感器监测用户心率参数过程造成的影响，可穿戴设备中还可以设置有温度传感器，因此，可以利用可穿戴设备中的温度传感器，获取预设时间段内的第二电信号，并将所述第二电信号发送至所述设备主体，以供可穿戴设备的设备主体可以利用第二电信号对第一电信号进行校准，使得根据校准后的第一电信号确定的心率参数，不会受到用户体温引起的压电传感器热释电效应的影响。
其中，所述第二电信号为根据温度传感器监测到的用户体温转化形成的电信号，因此，可以利用获取到的第二电信号对第一电信号进行校准。
步骤103、所述设备主体根据所述第二电信号校准所述第一电信号，并根据校准后的第一电信号，确定用户在所述预设时间段内的心率参数。
在该步骤中，可穿戴设备的设备主体可以在接收到压电传感器发送的第一电信号和温度传感器发送的第二电信号之后，利用第二电信号校准所述第一电信号，由于第二电信号为根据温度传感器监测到的用户体温转化形成的电信号，第一电信号为根据压电传感器监测到的用户心跳引起的压力值转化形成的电信号，因此，利用第二电信号校准第一电信号后得到的校准后的第一电信号，消除了用户体温引起的压电传感器热释电效应影响，同时保留了可以体现用户的心跳规律的相关特征，从而可以根据校准后的第一电信号，确定用户在所述预设时间段内的心率参数。
综上所述，本申请实施例提供的一种心率参数的检测方法，包括：利用压电传感器，获取预设时间段内的第一电信号，并将第一电信号发送至可穿戴设备的设备主体，第一电信号为根据压电传感器监测到的压力值转化形成的电信号，压力值由用户心跳引起；利用温度传感器，获取预设时间段内的第二电信号，并将第二电信号发送至设备主体，第二电信号为根据温度传感器监测到的用户体温转化形成的电信号；设备主体根据第二电信号校准第一电信号，并根据校准后的第一电信号，确定用户在预设时间段内的心率参数，本申请中，可穿戴设备中包含压电传感器和温度传感器，由于利用压电传感器获取到的第一电信号，是根据压电传感器监测到的由用户心跳引起的压力值转化形成的，因此，可以利用第一电信号确定用户的心率参数，同时，利用温度传感器监测到的用户体温转化形成的第二电信号对第一电信号进行校准，使得根据校准后的第一电信号确定的心率参数，不会受到用户体温引起的压电传感器热释电效应的影响，从而降低了用户体温对用户心率参数确定过程造成的影响，提高了检测用户心率参数过程的检测精度。
图5是本申请实施例提供的另一种心率参数的检测方法的步骤流程图，如图5所示，该方法可以包括：
步骤201、利用所述压电传感器，获取预设时间段内的第一电信号，并将所述第一电信号发送至所述可穿戴设备的设备主体，所述第一电信号为根据所述压电传感器监测到的压力值转化形成的电信号，所述压力值由用户心跳引起。
本步骤的实现方式与上述步骤101的实现过程类似。
可选的，所述可穿戴设备可以包括：耳机，使得用户在佩戴耳机的情况下，就可以利用耳机获取用户的心率参数，从而实现实时监控用户心率参数。
具体的，在所述可穿戴设备为耳机时，所述第一电信号为根据所述压电传感器监测到的用户外耳道处的压力值转化形成的电信号，即在用户佩戴所述耳机的情况下，所述压电传感器与用户外耳道接触，由于人体外耳道附近有内劲动脉和内劲静脉流过，因此，血液从人体心脏流出时，人体外耳道处的微小活动较为强烈，压电传感器检测人体外耳道处的压力值转化得到的第一电信号强度较大，使得根据第一电信号确定人体心率参数过程的准确度得到提升。
步骤202、利用所述温度传感器，获取所述预设时间段内的第二电信号，并将所述第二电信号发送至所述设备主体，所述第二电信号为根据所述温度传感器监测到的用户体温转化形成的电信号。
本步骤的实现方式与上述步骤102的实现过程类似。
可选的，在所述可穿戴设备为耳机时，所述第二电信号为根据所述温度传感器监测到的用户外耳道处的用户体温转化形成的电信号，即在用户佩戴所述耳机的情况下，所述温度传感器与用户外耳道接触，因此，可以利用温度传感器获取的第二电信号对压电传感器获取到的第一电信号进行校准。
步骤203、所述设备主体根据所述第二电信号校准所述第一电信号的过程，具体利用以下公式：Pn’＝Pn-k(Tn-Tn-1)。
在该步骤中，可穿戴设备的设备主体可以在接收到压电传感器发送的第一电信号和温度传感器发送的第二电信号之后，利用第二电信号校准所述第一电信号，具体校准过程利用以下公式：
Pn’＝Pn-k(Tn-Tn-1)
其中，Pn’为所述预设时间段内tn时刻校准后的第一电信号；
Pn为所述预设时间段内tn时刻的第一电信号；
Tn为所述预设时间段内tn时刻的第二电信号；
Tn-1为所述预设时间段内tn-1时刻的第二电信号；
k为预先设置的所述压电传感器的热释电系数。
由此可知，可以根据预设时间段内温度传感器获取的tn-1时刻的第二电信号Tn-1和tn时刻的第二电信号Tn，确定需要对压电传感器由于热释电效应引起的偏差进行校准的校准值k(Tn-Tn-1)，其中k即为预先设置的所述压电传感器的热释电系数，可以从压电传感器的规格书中获取该热释电系数。
进一步的，将预设时间段内压电传感器获取的tn时刻的第一电信号减去校准值得到的差值Pn-k(Tn-Tn-1)确定为tn时刻校准后的第一电信号，完成tn时刻第一电信号的校准过程，依次对预设时间段内的每个第一电信号进行校准，从而完成第一电信号的校准过程。
需要说明的是，在预设时间段内的起始时刻t0，对应t0时刻校准后的第一电信号P0’＝P0。
可选的，可穿戴设备中还可以包括前端模拟(Analog Front End，AFE)放大器，从而在接收到第一电信号和第二电信号之后，可以通过AFE放大器对第一电信号和第二电信号进行放大，从而提高检测的精确度。
图6是本申请实施例提供的一种可穿戴设备的结构示意图，如图6所示，可穿戴设备的设备主体10中包括AFE放大器，因此，设备主体10在接收到压电传感器20发送的第一电信号和温度传感器30发送的第二电信号之后，首先利用AFE放大器对第一电信号和第二电信号进行放大，再将放大后的第一电信号和第二电信号发送至运算单元进行相关的处理和计算，最终得到用户的心率参数。
需要说明的是，n根据具体的AFE的采用率设置，保证最终得到的心冲击图中包含有完整的J-J波峰间隔周期。
步骤204、针对所述校准后的第一电信号进行消噪处理和滤波处理，得到目标第一电信号。
在该步骤中，可以进一步根据小波变换或离散傅里叶变换(Discrete FourierTransform，DFT)算法对校准后的第一电信号进行消噪处理和滤波处理，得到目标第一电信号，从而消除校准后的第一电信号中的噪声，以提升测量精度。
步骤205、根据所述目标第一电信号，以及与所述目标第一电信号对应的时间信息，生成心冲击图，所述心冲击图的横坐标为所述时间信息，所述心冲击图的纵坐标为所述目标第一电信号。
在该步骤中，可以根据消噪处理和滤波处理之后的目标第一电信号，以及与目标第一电信号对应的时间信息，生成心冲击图。
具体的，图7是本申请实施例提供的一种心冲击图，如图7所示，所述心冲击图的纵坐标为所述目标第一电信号，所述横坐标为与所述目标第一电信号对应的时间。
所述心冲击图用于间接记录心脏活动，其波形有H、I、J、K、L、N等波峰，其中，H波峰发生于心房收缩等长收缩期，I波峰发生于心室收缩早期，J波峰波发生于血流由心室搏出，L波发生于等长舒张期舒张早期，K波峰发生在血流在降主动脉分支处冲击，N波峰发生于舒张中期及末期。
步骤206、根据所述心冲击图，确定两个相邻电信号峰值之间的时间差值。
需要说明的是，如图7所示，心冲击图中J波峰的峰值最高，易于检测，而且J波峰波发生于血流由心室搏出时，即J波峰可以用于表征心脏的心率特征，因此，可以将心冲击图中的J波峰的峰值确定为电信号峰值。
在该步骤中，可以根据所述心冲击图，确定相邻两个电信号峰值，这两个电信号峰值分别代表两次血流由心室搏出，因此，相邻两个电信号峰值之间的时间差值△t，可以表征相邻两次心脏搏动之间的时间差值。
步骤207、将所述时间差值的倒数确定为所述心率。
可选的，所述心率参数包括心率，在该步骤中，可以根据上述步骤中确定的相邻两个电信号峰值之间的时间差值，计算得到心率。
具体的，参照图7，相邻两个电信号峰值之间的时间差值△t，即相邻两次心脏搏动之间的时间差值为△t，则可以将相邻两个电信号峰值之间的时间差值的倒数1/△t，确定为心率。
可选的，所述心率参数还包括：心率变异性或呼吸率。
其中，所述心率变异性是指逐次心跳周期差异的变化情况，它含有神经体液因素对心血管系统调节的信息，从而判断其对心血管等疾病的病情及预防，可能是预测心脏性猝死和心律失常性事件的一个有价值的指标。因此，可以连续分析心冲击图，从而根据不同心跳周期内心冲击图的变化情况，确定所述心率变异性。
所述呼吸率，即呼吸频率，表示每分钟呼吸的次数，因此，可以连续分析心冲击图，从而根据一定时间段内的心冲击图中的电信号峰值的数量，确定所述呼吸率。
步骤208、利用所述通信模块，将所述心率参数发送至客户端并显示。
在该步骤中，可穿戴设备在确定了用户的心率参数之后，可以通过可穿戴设备中的通信模块，将用户的心率参数发送至客户端并显示，以供用户可以通过客户端获取到检测到的心率参数。
参照图6，在设备主体10中的计算单元确定了用户的心率参数之后，可以通过通信模块50将所述心率参数发送至客户端并显示，也可以通过扬声器单元40将心率参数以音频的方式在可穿戴设备中进行播放，从而用户可以快速、直接的获取到心率参数。
此外，可穿戴设备中的电池模块60仅对设备主体10和通信模块50进行供电，而不用为压电传感器20和温度传感器30提供电能，因此，该可穿戴设备耗电较少，续航能力较高。
综上所述，本申请实施例提供的一种心率参数的检测方法，包括：利用压电传感器，获取预设时间段内的第一电信号，并将第一电信号发送至可穿戴设备的设备主体，第一电信号为根据压电传感器监测到的压力值转化形成的电信号，压力值由用户心跳引起；利用温度传感器，获取预设时间段内的第二电信号，并将第二电信号发送至设备主体，第二电信号为根据温度传感器监测到的用户体温转化形成的电信号；设备主体根据第二电信号校准第一电信号，并根据校准后的第一电信号，确定用户在预设时间段内的心率参数，本申请中，可穿戴设备中包含压电传感器和温度传感器，由于利用压电传感器获取到的第一电信号，是根据压电传感器监测到的由用户心跳引起的压力值转化形成的，因此，可以利用第一电信号确定用户的心率参数，同时，利用温度传感器监测到的用户体温转化形成的第二电信号对第一电信号进行校准，使得根据校准后的第一电信号确定的心率参数，不会受到用户体温引起的压电传感器热释电效应的影响，从而降低了用户体温对用户心率参数确定过程造成的影响，提高了检测用户心率参数过程的检测精度。
此外，所述可穿戴设备可以包括：耳机，使得用户在佩戴耳机的情况下，就可以利用耳机获取用户的心率参数，从而实现实时监控用户心率参数。
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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。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、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
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，本申请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(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备包括：
设备主体，以及设置在所述设备主体表面的压电传感器和温度传感器；
所述压电传感器与所述设备主体通信连接，所述压电传感器用于获取预设时间段内的第一电信号，所述第一电信号指示用户的心跳信息；
所述温度传感器与所述设备主体通信连接，所述温度传感器用于获取所述预设时间段内的第二电信号，所述第二电信号指示用户的体温信息；
所述设备主体用于根据所述第二电信号校准所述第一电信号，并根据校准后的第一电信号，确定用户在所述预设时间段内的心率参数。
2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备包括：耳机，
在用户佩戴所述耳机的情况下，所述压电传感器和所述温度传感器分别与用户外耳道接触。
3.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备还包括通信模块，
所述通信模块与所述设备主体通信连接，所述设备主体利用所述通信模块将所述心率参数发送至客户端并显示。
4.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述温度传感器设置在与所述压电传感器相邻的位置。
5.根据权利要求4所述的可穿戴设备，其特征在于，在所述温度传感器的数量为至少两个的情况下，所述温度传感器在所述设备主体的表面间隔设置。
6.一种心率参数的检测方法，应用于一种具有压电传感器和温度传感器的可穿戴设备，其特征在于，所述方法包括：
利用所述压电传感器，获取预设时间段内的第一电信号，并将所述第一电信号发送至所述可穿戴设备的设备主体，所述第一电信号为根据所述压电传感器监测到的压力值转化形成的电信号，所述压力值由用户心跳引起；
利用所述温度传感器，获取所述预设时间段内的第二电信号，并将所述第二电信号发送至所述设备主体，所述第二电信号为根据所述温度传感器监测到的用户体温转化形成的电信号；
所述设备主体根据所述第二电信号校准所述第一电信号，并根据校准后的第一电信号，确定用户在所述预设时间段内的心率参数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二电信号校准所述第一电信号的过程，具体利用以下公式：
Pn’＝Pn-k(Tn-Tn-1)
其中，Pn’为所述预设时间段内tn时刻校准后的第一电信号；
Pn为所述预设时间段内tn时刻的第一电信号；
Tn为所述预设时间段内tn时刻的第二电信号；
Tn-1为所述预设时间段内tn-1时刻的第二电信号；
k为预先设置的所述压电传感器的热释电系数。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述心率参数包括心率；
所述根据校准后的第一电信号，确定用户在所述预设时间段内的心率参数的步骤，包括：
针对所述校准后的第一电信号进行消噪处理和滤波处理，得到目标第一电信号；
根据所述目标第一电信号，以及与所述目标第一电信号对应的时间信息，生成心冲击图，所述心冲击图的横坐标为所述时间信息，所述心冲击图的纵坐标为所述目标第一电信号；
根据所述心冲击图，确定两个相邻电信号峰值之间的时间差值；
将所述时间差值的倒数确定为所述心率。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述可穿戴设备包括：耳机，
所述第一电信号为根据所述压电传感器监测到的用户外耳道处的压力值转化形成的电信号；
所述第二电信号为根据所述温度传感器监测到的用户外耳道处的用户体温转化形成的电信号。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述可穿戴设备还包括通信模块，
在所述确定用户在所述预设时间段内的心率参数的步骤之后，所述方法还包括：
利用所述通信模块，将所述心率参数发送至客户端并显示。
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