CN113358250A - 一种可穿戴设备及其佩戴检测方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种可穿戴设备及其佩戴检测方法。该可穿戴设备包括：佩戴部、应变感应模块、信号处理模块和控制模块；应变感应模块包括与佩戴部耦合的应变片，应变感应模块被设置为在应变片发生形变时输出表征应变片形变量的第一检测信号和第二检测信号；信号处理模块包括与应变感应模块的两个输出端对应连接的第一信号输入端和第二信号输入端，信号处理模块的信号输出端连接控制模块，信号处理模块被设置为对第一检测信号和第二检测信号的差分信号进行处理后输出差分放大信号；控制模块被设置为根据差分放大信号和预设对应关系确定出应变感应模块中的应变片所受到的拉伸力。

Description

一种可穿戴设备及其佩戴检测方法

技术领域

本公开涉及电子电路技术领域，更具体地，涉及一种可穿戴设备及其佩戴检测方法。

背景技术

目前穿戴设备在市场比较受欢迎，穿戴设备会集成很多的传感器，心率是生命体征的重要参数之一，所以心率测量是很多穿戴设备的一个必备的功能。但是不管通过光学方式还是电极方式测试心率，测试时候都需要将传感器紧贴着皮肤，否则会影响测量的准确度。相关技术中，缺乏对穿戴设备是否紧贴皮肤佩戴的检测方法。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种可穿戴设备及其佩戴检测方法，以检测可穿戴设备被穿戴在人体时与人体贴合的松紧程度。

根据本发明的第一方面，提供了一种可穿戴设备，包括：佩戴部、应变感应模块、信号处理模块和控制模块；

应变感应模块包括与佩戴部耦合的应变片，应变感应模块被设置为在应变片发生形变时输出表征应变片形变量的第一检测信号和第二检测信号；

信号处理模块包括与应变感应模块的两个输出端对应连接的第一信号输入端和第二信号输入端，信号处理模块的信号输出端连接控制模块，信号处理模块被设置为对第一检测信号和第二检测信号的差分信号进行处理后输出差分放大信号；

控制模块被设置为根据差分放大信号和预设对应关系确定出应变感应模块中的应变片所受到的拉伸力。

可选的，应变感应模块为由至少一个应变片组成的电桥电路。

可选的，电桥电路包括首尾依次连接的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，且第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻中的至少一个为应变片；

第一电阻和第二电阻的连接端作为应变感应模块的输入端，用于连接供电电压；

第一电阻与第四电阻的连接端作为应变感应模块的第一输出端，用于输出第一检测信号；

第二电阻与第三电阻的连接端作为应变感应模块的第二输出端，用于输出第二检测信号；

第三电阻和第四电阻连接后接地。

可选的，信号处理模块包括第一放大电路；

第一放大电路的同相输入端连接信号处理模块的第一信号输入端，第一放大电路的反相输入端连接信号处理模块的第二信号输入端，第一放大电路的输出端连接信号处理模块的信号输出端；

第一放大电路的反相输入端连接第一放大电路的信号输出端；

第一放大电路被配置为输出差分放大信号。

可选的，信号处理模块还包括第五电阻(R8)和第六电阻(R9)；

第五电阻串接于第一放大电路的反相输入端与信号处理模块的第二信号输入端之间；

第六电阻串接于第一放大电路的反相输入端与第一放大电路的信号输出端之间。

可选的，信号处理模块还包括由第一运放和第二运放组成的第二放大电路；

第一运放的同相输入端和第二运放的同相输入端与信号处理模块的第一信号输入端和第二信号输入端对应连接；

第一运放的输出端和第二运放的输出端与第一放大电路的同相输入端和反相输入端对应连接；

第一运放的反相输入端与第一运放的输出端连接，第二运放的反相输入端与第二运放的输出端连接；

第二放大电路被设置为对第一检测信号和第二检测信号进行放大，将放大后的第一检测信号和放大后的第二检测信号输出至第一放大电路，以便第一放大电路输出差分放大信号。

可选的，信号处理模块还包括第七电阻；

第七电阻的一端连接第二放大电路的第一输出端，另一端连接第一放大电路的同相输入端。

可选的，第二放大电路还包括第八电阻和第九电阻；

第八电阻串接于第一运放的反相输入端和第一运放的输出端之间；

第九电阻串接于第二运放的反相输入端和第二运放的输出端之间。

可选的，第二放大电路还包括平衡电阻；

平衡电阻串接于第八电阻和第九电阻之间，用于调节第一运放和/或第二运放的放大倍数。

根据本发明的第二方面，提供了一种可穿戴设备的佩戴检测方法，包括：

采集表征佩戴部受到的拉伸力的检测信号；其中，检测信号包括第一检测信号和第二检测信号；

获得对第一检测信号和第二检测信号的差分信号进行放大处理后的差分放大信号；

根据差分放大信号和预设对应关系检测出佩戴部受到的拉伸力。

可选的，设置由至少一个应变片组成的电桥电路；

将应变片与佩戴部耦合，使应变片的形变方向与佩戴部的拉伸方向一致；并配置电桥电路在佩戴部未受到拉伸力时处于平衡状态。

本公开实施例提供的可穿戴设备，通过配置应变感应模块中的应变片与佩戴部耦合，并对应变感应模块进行配置，使得应变感应模块能够输出表征应变片形变量的检测信号，而应变片的形变量反映了佩戴部的拉伸力，即应变感应模块能够输出表征佩戴部所受拉伸力的检测信号，再通过信号处理模块对检测信号进行处理而输出差分放大信号至控制模块，最终控制模块根据预设对应关系计算出佩戴部当前所受到的拉伸力，由该拉伸力反映佩戴部与人体贴合的松紧程度，实现了可穿戴设备自动检测佩戴松紧度并展示给用户，使得用户能够直观根据所展示的拉伸力直观且准确地对佩戴松紧度进行调节。本实施例提供的可穿戴设备具有所用元器件数量少，占用空间少，成本低的优点，非常适合应用在对尺寸大小有要求的穿戴设备上。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本公开实施例提供的一种可穿戴设备的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的实现可穿戴设备佩戴松紧检测的一种电路结构框图；

图3为本公开实施例提供的可穿戴设备佩戴状态的示意图；

图4为本公开实施例提供的实现可穿戴设备佩戴松紧检测的另一种电路结构框图；

图5为本公开实施例提供的实现可穿戴设备佩戴松紧检测的又一种电路结构框图；

图6为本公开实施例提供的可穿戴设备的佩戴检测方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人物已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

<硬件实施例>

图1为本实施例提供的一种可穿戴设备的结构示意图，该可穿戴设备例如可以为电子腕表，佩戴部可以为电子腕表的表带1，该可穿戴设备通过所配置的检测电路可以自动检测佩戴的松紧程度。如图1所示，本实施例中的可穿戴设备还可以包括表体2，表体2通过佩戴部进行连接。应变片3之外的其他的电子器件可设置于该表体2内，应变片3耦合于佩戴部设置，应变片3电性连接应变感应模块中的其他电子器件。表体2可设置显示屏，由显示屏向用户展示检测结果。下面结合附图对可穿戴设备实现自动检测佩戴松紧度的原理进行具体介绍。

图2为本实施例提供的实现可穿戴设备佩戴松紧检测的一种电路结构框图，结合图1和图2。该可穿戴设备包括：佩戴部(图2中未示出)、应变感应模块110、信号处理模块120和控制模块130；

应变感应模块110包括与佩戴部耦合的应变片，应变感应模块110被设置为在应变片发生形变时输出表征应变片形变量的第一检测信号V1和第二检测信号V2。

信号处理模块120包括与应变感应模块110的两个输出端对应连接的第一信号输入端和第二信号输入端，信号处理模块120的信号输出端连接控制模块130，信号处理模块120被设置为对第一检测信号V1和第二检测信号V2的差分信号进行处理后输出差分放大信号。其中，对第一检测信号V1和第二检测信号V2求差，将求差结果作为上述差分信号。差分放大信号为对上述差分信号进行放大处理后的信号。

控制模块130被设置为根据差分放大信号和预设对应关系确定出应变感应模块110中的应变片所受到的拉伸力。例如，可以根据差分放大信号和预设映射表确定出应变感应模块110中的应变片所受到的拉伸力；其中，预设映射表包括多个预设差分放大信号和多个预设拉伸力的对应关系(即上述预设对应关系)。

具体地，应变感应模块110中包括有应变片，通过将应变片与佩戴部耦合，使得应变片与佩戴部紧密结合到一起，这样当佩戴部受到拉伸力时应变片也会同步受到相同的拉伸力。应变片与佩戴部的耦合例如应变片设置在佩戴部一侧的表面，例如应变片可以粘贴在佩戴部一侧的表面；或者，应变片设置在佩戴部的内部，例如应变片可以注塑在佩戴部的内部。通过上述耦合设置，使得使佩戴部发生形变的外力也能够作用于应变片，使应变片在上述外力作用下也发生相应形变。

图3为本实施例提供的可穿戴设备佩戴状态的示意图，参考图3，当用户佩戴可穿戴设备时，佩戴部(表带1)受到拉伸力产生形变，带动应变片3产生形变，从而通过应变片3可以检测到佩戴部(表带1)的佩戴松紧度。信号处理模块和控制模块可以设置在表带和表体中的任一，或者，分别设置在两者中之一。

可以知道的是，当应变片的特定方向受到一定的拉力后，应变片的阻值会相应地改变，并且在一定范围内应变片的形变与阻值的变化呈线性关系。基于该特点，通过将应变片的形变方向设置为与佩戴部的拉伸方向一致，使得应变片的阻值跟随佩戴部的形变量对应变化，而佩戴部的形变量与其所受到的拉伸力之间具有对应关系，因此，应变片的阻值与佩戴部所受到的拉伸力之间具有对应关系。这样，通过对应变片进行配置，使得在佩戴部受到拉伸力时，应变感应模块110输出与应变片的阻值相关联的检测信号，即第一检测信号V1和第二检测信号V2，显然，应变感应模块110输出的第一检测信号V1和第二检测信号V2表征了应变片的形变量，再由控制模块130根据第一检测信号V1和第二检测信号V2识别出佩戴部所受到的拉伸力。

可选的，本实施例中的第一检测信号V1和第二检测信号V2为电压信号，例如，通过配置应变感应模块110，使得应变感应模块110根据应变片的阻值输出对应的分压信号，由分压信号反映应变片的电阻值。

在一些实施例中，信号处理模块120用于接收第一检测信号V1和第二检测信号V2，对第一检测信号V1和第二检测信号V2求差得到上述差分信号，对该差分信号进行放大处理，以输出能够被控制模块130识别的差分放大信号。

例如，信号处理模块120可以为一级或多级差分放大器，以实现获得第一检测信号V1和第二检测信号V2的差分信号，并对其进行放大处理的目的。

在另一些实施例中，信号处理模块120用于接收第一检测信号V1和第二检测信号V2。然后对第一检测信号V1进行放大处理，得到第一放大信号；对第二检测信号V2进行放大处理，得到第二放大信号；对第一放大信号和第二放大信号求差，求差结果即上述差分信号，然后对该差分信号进行放大处理，以输出能够被控制模块130识别的差分放大信号。

控制模块130例如可以为单片机。控制模块130在获取到差分放大信号后，可通过查询预设对应关系得到对应于该差分放大信号的拉伸力。该预设对应关系可进行预先检测得到，如使用拉力计对佩戴部施加不同的拉伸力得到相应的检测值，通过对得到的多组的拉伸力及对应检测值进行线性拟合可得到拉伸力与检测信号间的对应关系。控制模块130在获取到实时的差分放大信号后通过该对应关系可计算得到佩戴部所受到的拉伸力。

本实施例提供的可穿戴设备能够自动对佩戴部所受到的拉伸力进行检测，而拉伸力反映了佩戴部的松紧程度，即本实施例的可穿戴设备可实现自动对佩戴松紧程度进行检测，从而方便用户根据需要进行目标检测。例如，用户在使用可穿戴设备进行心率检测时，用户可根据可穿戴设备所反馈的拉伸力来判断当前的佩戴松紧度是否满足心率检测需求，从而可以更加直观地对佩戴进行松紧调节，使得心率检测结果更加准确。

本实施例提供的可穿戴设备，通过配置应变感应模块中的应变片与佩戴部耦合，并对应变感应模块进行配置，使得应变感应模块能够输出表征应变片形变量的检测信号，而应变片的形变量反映了佩戴部的拉伸力，即应变感应模块能够输出表征佩戴部所受拉伸力的检测信号，再通过信号处理模块对检测信号进行处理而输出差分放大信号至控制模块，最终控制模块根据预设对应关系计算出佩戴部当前所受到的拉伸力，由该拉伸力反映佩戴部与人体贴合的松紧程度，实现了可穿戴设备自动检测佩戴松紧度并展示给用户，使得用户能够直观根据所展示的拉伸力直观且准确地对佩戴松紧度进行调节。本实施例提供的可穿戴设备具有所用元器件数量少，占用空间少，成本低的优点，非常适合应用在对尺寸大小有要求的穿戴设备上。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图2。该可穿戴设备的应变感应模块110为由至少一个应变片组成的电桥电路111。

具体地，应变感应模块110由电桥电路111组成，且电桥电路111中包含有至少一个应变片，以通过电桥电路111将应变片的电阻变化率转换成电压信号进行输出，再由信号处理模块120进行放大测量。

电桥电路111中应变片的数量可以根据检测精度的需求具体设置。例如，可以仅在电桥电路111的一个桥臂设置应变片，或者在电桥电路111的两个桥臂均设置应变片。

本实施例通过设置电桥电阻组成应变感应模块，由电桥电路根据桥臂中应变片的电阻变化情况输出对应变化的检测信号，具有电路结构简单，容易实现的优点。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图2。电桥电路111包括首尾依次连接的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，且第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4中的至少一个为应变片；

第一电阻R1和第二电阻R2的连接端作为应变感应模块110的输入端，用于连接供电电压VCC；

第一电阻R1与第四电阻R4的连接端作为应变感应模块110的第一输出端，用于输出第一检测信号V1；

第二电阻R2与第三电阻R3的连接端作为应变感应模块110的第二输出端，用于输出第二检测信号V2；

第三电阻R3和第四电阻R4连接后接地。

具体地，第一电阻R1和第四电阻R4组成一个桥臂，第二电阻R2和第三电阻R3组成另一桥臂。在连接供电电压VCC后，电桥电路111输出的第一检测信号V1为第四电阻R4两端的电压，第二检测信号V2为第三电阻R3两端的电压。下面以在电桥电路111中设置一个应变片为例对本实施例方案工作原理作进一步说明。

示例性的，电桥电路111中的第一电阻R1为应变片，其他三个电阻均为固定阻值电阻，当第二电阻R2的阻值与应变片的阻值相等，第三电阻R3和第四电阻R4的阻值相等时，电桥电路111处于平衡状态，而应变片有一个初始阻值，因而根据应变片的初始阻值可计算出电桥处于平衡状态时其他三个电阻的阻值。其中，平衡状态下的电桥电路111输出的第一检测信号V1和第二检测信号V2相等。

当可穿戴设备没有佩戴时，佩戴部没有受到拉力，相当于应变片没有受到拉力，因此电桥处于平衡状态，第一检测信号V1和第二检测信号V2一致，相当于没有差分信号，即差分信号为零，因而信号处理模块120的输出信号为零，控制模块130相应不会输出拉伸力。

当可穿戴设备处于佩戴状态时，佩戴部紧贴手臂，佩戴部会受到一定的拉力，因此，应变片相应受到拉力，使得应变片的阻值变大，此时电桥电路111失去平衡，使得第三电阻R3和第四电阻R4两端的电压值会出现微小的差值，即第一检测信号V1和第二检测信号V2存在电压差，该电压差输入信号处理模块120后被信号处理模块120进行差分，得到第一检测信号V1和第二检测信号V2的电压差，然后对该电压差进行放大而输出能够被控制模块130识别的差分放大信号，控制模块130通过配置的预设对应关系计算得到此时佩戴部所受到的拉伸力，进而得出此时佩戴的松紧程度。

需要说明的是，本实施例中的应变片也可以不止一个，当应变片的数量为多个时，根据应变片的阻值来输出佩戴部所受拉伸力的检测原理与上述一个应变片的检测原理一致，不同之处在于需要根据具体的实测情况来得到预设对应关系，从而基于预设对应关系计算得到佩戴部所受到的拉伸力，本实施例对于多个应变片的检测方法不再赘述。

可选的，图4为本实施例提供的实现可穿戴设备佩戴松紧检测的另一种电路结构框图，在上述实施例的基础上，参考图4。信号处理模块120包括第一放大电路121；

第一放大电路121的同相输入端IN1+连接信号处理模块120的第一信号输入端，第一放大电路121的反相输入端IN1-连接信号处理模块120的第二信号输入端，第一放大电路121的输出端OUT1连接信号处理模块120的信号输出端；

第一放大电路121的反相输入端IN1-连接第一放大电路121的信号输出端；

第一放大电路121被配置为输出差分放大信号。

具体地，第一放大电路121可以为差分放大器U1，此时，第一放大电路121的两个输入端对应连接应变感应模块110的两个输出端，即应变感应模块110输出的第一检测信号V1和第二检测信号V2作为差分放大器的输入信号，根据差分放大器的工作原理，当第一检测信号V1和第二检测信号V2存在差值时(佩戴部受到拉伸力)，第一放大电路121对该差值进行放大输出差分放大信号；而当第一检测信号V1和第二检测信号V2一致时(佩戴部未受到拉伸力)，相当于没有差分输入，此时，第一放大电路121输出信号为零，从而实现可穿戴设备对佩戴状态的准确检测。

可选的，第一放大电路121还包括控制端OPA_EN1，当控制端OPA_EN1的信号为低电平时，第一放大电路121处于休眠状态，第一放大电路121的输出端无输出，当控制端OPA_EN1的信号为高电平时，第一放大电路121处于工作状态，第一放大电路121的输出端会输出放大后的信号。第一放大电路121的电源端连接供电电压Vs+，C1为去耦电容用于稳定第一放大电路121的供电电压Vs+。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图4。该信号处理模块120还包括第五电阻R5和第六电阻R6；

第五电阻R5串接于第一放大电路121的反相输入端IN1-与信号处理模块120的第二信号输入端之间；

第六电阻R6串接于第一放大电路121的反相输入端IN1-与第一放大电路121的信号输出端之间。

具体地，第五电阻R5和第六电阻R6用于调节第一放大电路121的放大倍数。通过调节第五电阻R5和第六电阻R6的阻值，实现将第一检测信号V1和第二检测信号V2的差分信号放大至控制模块130能够识别的信号范围。

在第五电阻R5和第六电阻R6确定后，相应地，第一放大电路121为固定增益的放大电路，第一放大电路121的放大倍数通过下式(1)进行计算：

G1＝R6/R5(1)

可选的，图5为本实施例提供的实现可穿戴设备佩戴松紧检测的又一种电路结构框图，在上述实施例的基础上，参考图5。信号处理模块120还包括由第一运放U2和第二运放U3组成的第二放大电路122；

第一运放U2的同相输入端IN2+和第二运放U3的同相输入端IN3+与信号处理模块120的第一信号输入端和第二信号输入端对应连接；

第一运放U2的输出端OUT2和第二运放U3的输出端OUT3与第一放大电路121的同相输入端IN1+和反相输入端对应连接；

第一运放U2的反相输入端IN2-与第一运放U2的输出端OUT2连接，第二运放U3的反相输入端IN3-与第二运放U3的输出端OUT3连接；

第二放大电路122被设置为对第一检测信号V1和第二检测信号V2进行放大后输出至第一放大电路121，以便第一放大电路121输出差分放大信号。具体地，第一运放U2和第二运放U3组成的第二放大电路122可对应变感应模块110输出的第一检测信号V1和第二检测信号V2进行放大，再将放大后的信号作为第一放大电路121的输入信号。

例如，应变感应模块110输出的第一检测信号V1为0.8v，第二检测信号V2为1v，第二放大电路122为2倍放大，则经第二放大电路122处理后，将第一检测信号V1放大为1.6v，将第二检测信号V2放大为2v进行输出。

可选的，第一运放U2还包括控制端OPA_EN2，第二运放U3还包括控制端OPA_EN3，以通过控制端调节运放的工作状态。以第一运放U2为例，当控制端OPA_EN2的信号为低电平时，第一运放U2处于休眠状态，第一运放U2的输出端无输出，当控制端OPA_EN2的信号为高电平时，第一运放U2处于工作状态，第一运放U2的输出端会输出放大后的信号。第一放大电路121的电源端连接供电电压Vs+，C2为去耦电容用于稳定第一运放U2的供电电压Vs+。在一些实施例中，第一运放U2和第二运放U3可使用双通道的放大器芯片。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图5。信号处理模块120还包括第七电阻R7；

第七电阻R7的一端连接第二放大电路122的第一输出端，另一端连接第一放大电路121的同相输入端IN1+。

具体地，第七电阻R7主要用于对经由第一运放U2输出的检测信号进行分压后输出至第一放大电路121的同相输入端IN1+。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图5。第二放大电路122还包括第八电阻R8和第九电阻R9；

第八电阻R8串接于第一运放U2的反相输入端IN2-和第一运放U2的输出端OUT2之间；

第九电阻R9串接于第二运放U3的反相输入端IN3-和第二运放U3的输出端OUT3之间。

具体地，第八电阻R8用于调节第一运放U2的放大倍数，第九电阻R9用于调节第二运放U3的放大倍数，以使得第一运放U2和第二运放U3按照固定增益进行信号放大。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图5。第二放大电路122还包括平衡电阻RG；

平衡电阻RG串接于第八电阻R8和第九电阻R9之间，用于调节第一运放U2和/或第二运放U3的放大倍数。

具体地，平衡电阻RG用于调节第一运放U2和/或第二运放U3的放大倍数，以平衡掉因器件误差引起的电桥失衡，使得应变片在没有受到拉伸力时控制电桥处于平衡状态。

该情况典型地可以为：在可穿戴设备没有佩戴时，因为应变片本身的误差而造成应变感应模块110中的电桥电路111不完全平衡。例如，第三电阻R3和第四电阻R4阻值相同，而应变片的初始阻值与第二电阻R2的阻值不同，造成输出的第一检测信号V1为0.9v，第二检测信号V2为1v，显然，若不对这两个检测信号进行平衡调节，经由第一放大电路121放大后便会输出非零信号，使得输出结果不符合实际情况。针对该情况，通过在第二放大电路122中配置平衡电阻RG、R8和R9对第一检测信号V1和第二检测信号V2进行差别放大，提高对第一检测信号V1的放大倍数，使得经第二放大电路122放大调节后输出至第一放大电路121的同相输入端IN1+和反相输入端的两个信号相等，这样，第一放大电路121的最终输出信号为零，真实反映了可穿戴设备处于未佩戴状态。

本实施例中，第一运放U2和第二运放U3组成的第二放大电路122整体的放大倍数可以通过如下公式(2)进行计算：

G2＝1+(R8+R9)/RG(2)

<方法实施例>

本实施例还提供了一种可穿戴设备的佩戴检测方法，该佩戴检测方法可应用于上述任意实施例所描述的可穿戴设备。该方法可适用于由可穿戴设备自动向用户反馈佩戴松紧度的情况，例如，可穿戴设备具备心率检测功能，而可穿戴设备的佩戴松紧度直接影响到心率检测结果，此时可使用本实施例提供的方法由可穿戴设备直接输出表征佩戴松紧度的拉伸力以方便用户进行调节而使得心率检测结果更加准确。图6为本实施例提供的可穿戴设备的佩戴检测方法的流程图，参考图6，该方法具体包括如下步骤：

S110、采集表征佩戴部受到的拉伸力的检测信号；其中，检测信号包括第一检测信号和第二检测信号。

具体地，可穿戴设备包括用于将该设备固定在用户身体的对应部分的佩戴部。步骤S110中，采集表征佩戴部受到的拉伸力的检测信号。

其中，可具体将上述实施例中的应变感应模块中的应变片设置于佩戴部，并使得应变片的形变方向与佩戴部的拉伸方向一致，使得应变片能够实时检测到佩戴部受到的拉伸力而产生形变。

可选的，可设置由至少一个应变片组成的电桥电路以构成应变感应模块。

将应变片与佩戴部耦合，使应变片的形变方向与佩戴部的拉伸方向一致；并配置电桥电路在佩戴部未受到拉伸力时处于平衡状态。

应变片在未受到拉伸力时电桥电路为平衡状态，而当应变片在产生形变后，引起应变感应模块中的电桥电路失去平衡，从而应变感应模块输出表征应变片形变量的检测信号。电桥电路为平衡状态的情况下，第一检测信号和第二检测信号的差值为零，即：第一检测信号和第二检测信号大小相等。

由于在一定范围内，应变片受到的拉伸力与阻值的变化呈线性关系，因此应变片受到的拉伸力与检测信号之间也存在线性关系，从而实现通过应变感应模块采集到表征佩戴部受到的拉伸力的检测信号。

S120、获得对第一检测信号和第二检测信号的差分信号进行放大处理后的差分放大信号。

在一些实施例中，可以直接对第一检测信号和第二检测信号求差，得到的求差结果即上述差分信号。

在另一些实施例中，可以对第一检测信号V1进行放大处理，得到第一放大信号；对第二检测信号V2进行放大处理，得到第二放大信号；对第一放大信号和第二放大信号求差，求差结果即上述差分信号。

其中，应变感应模块输出的检测信号为微弱的电压信号，因而需要将检测信号进行处理，以使得检测信号能够被控制模块所识别。例如，可以在应变感应模块和控制模块之间设置连接二者的信号处理模块，应变感应模块输出第一检测信号和第二检测信号至信号处理模块，信号处理模块根据接收到的第一检测信号和第二检测信号，得到第一检测信号和第二检测信号的差分信号并对其进行放大处理，最终得到能够被控制模块所识别的差分放大信号，然后将该差分放大信号输出至控制模块。

在一些实施例中，信号处理模块可以包括差分放大电路(如上述实施例中的第一放大电路)，差分放大电路对第一检测信号和第二检测信号求差得到上述差分信号，对该差分信号进行放大处理得到差分放大信号。

在另一些实施例中，信号处理模块可以包括差分放大电路(如上述实施例中的第一放大电路)以及如上述实施例中的第二放大电路。第二放大电路对第一检测信号进行放大处理，得到第一放大信号，以及第二放大电路对第二检测信号V2进行放大处理，得到第二放大信号；第二放大电路将上述第一放大信号和第二放大信号输出至第一放大电路，使得第一放大电路对第一放大信号和第二放大信号求差得到上述差分信号，对该差分信号进行放大处理得到差分放大信号。

如上，应变片受到的拉伸力与检测信号之间存在线性关系，因而检测信号经差分放大电路放大后的差分放大信号也与拉伸力存在线性关系，因而在得知此时的差分放大信号时就可以计算出佩戴部当前所受到的拉伸力。

本实施例具体通过设置差分放大电路与应变感应模块连接，以对应变感应模块输出的检测信号进行差分放大。有关差分放大电路的具体实现方法可参见上述硬件实施例，此处不再赘述。

S130、块根据差分放大信号和预设对应关系检测出佩戴部受到的拉伸力。

其中，控制模块例如可以为单片机，控制模块通过自身的AD接口读取差分放大信号，然后根据内置的电压值与拉伸力的对应关系计算出此时的拉伸力，进而得出此时可穿戴设备的佩戴松紧度。

可选的，电压值与拉伸力的对应关系可通过拉力计实测不同的拉力情况下所对应的电压值，基于测试出来的这些数据得出电压值与拉伸力的对应关系。

可选的，可穿戴设备配置有显示屏，显示屏与控制模块连接，以通过显示屏将控制模块计算出的拉伸力进行数字显示，方便用户直观查看。

可选的，还可以对控制面模块进行进一步配置，以使得检测模块根据检测结果输出松紧结果供用户参考。例如，可以根据预先实测结果，为不同区段的拉伸力分配相应的松紧度，示例性的，对于成年人，拉伸力在A1-A2之间对应的松紧度为“松”，拉伸力在A3-A4之间对应的松紧度为“正常”。

可选的，还可以对可穿戴设备设置语音模块，由语音模块将控制模块的检测结果语音播报给用户。

本实施例提供的可穿戴设备的佩戴检测方法，通过在可穿戴设备配置应变感应模块，由应变感应模块采集表征佩戴部受到的拉伸力的检测信号，通过配置差分放大电路对应变感应模块的检测信号进行差分放大处理，以输出能够被控制模块识别的差分放大信号，再通过所配置的控制模块根据检测到的差分放大信号和预先配置的对应关系计算出当前的拉伸力，从而得到可穿戴设备当前的佩戴松紧度，方便用户根据检测结果对佩戴松紧度进行针对性调节，不仅直观方便且佩戴松紧度的调节更加准确，能够方便用户根据使用需求调整到合适的佩戴松紧度。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人物来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人物来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人物能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种可穿戴设备，其特征在于，包括：佩戴部、应变感应模块、信号处理模块和控制模块；

所述应变感应模块包括与所述佩戴部耦合的应变片，所述应变感应模块被设置为在所述应变片发生形变时输出表征所述应变片形变量的第一检测信号和第二检测信号；

所述信号处理模块包括与所述应变感应模块的两个输出端对应连接的第一信号输入端和第二信号输入端，所述信号处理模块的信号输出端连接所述控制模块，所述信号处理模块被设置为对所述第一检测信号和所述第二检测信号的差分信号进行处理后输出差分放大信号；

所述控制模块被设置为根据所述差分放大信号和预设对应关系确定出所述应变感应模块中的应变片所受到的拉伸力。

2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述应变感应模块为由至少一个应变片组成的电桥电路。

3.根据权利要求2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述电桥电路包括首尾依次连接的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，且所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻和所述第四电阻中的至少一个为应变片；

所述第一电阻和所述第二电阻的连接端作为所述应变感应模块的输入端，用于连接供电电压；

所述第一电阻与所述第四电阻的连接端作为所述应变感应模块的第一输出端，用于输出所述第一检测信号；

所述第二电阻与所述第三电阻的连接端作为所述应变感应模块的第二输出端，用于输出所述第二检测信号；

所述第三电阻和所述第四电阻连接后接地。

4.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述信号处理模块包括第一放大电路；

所述第一放大电路的同相输入端连接所述信号处理模块的第一信号输入端，所述第一放大电路的反相输入端连接所述信号处理模块的第二信号输入端，所述第一放大电路的输出端连接所述信号处理模块的信号输出端；

所述第一放大电路的反相输入端连接所述第一放大电路的信号输出端；

所述第一放大电路被配置为输出所述差分放大信号。

5.根据权利要求4所述的可穿戴设备，其特征在于，所述信号处理模块还包括第五电阻(R8)和第六电阻(R9)；

所述第五电阻串接于所述第一放大电路的反相输入端与所述信号处理模块的第二信号输入端之间；

所述第六电阻串接于所述第一放大电路的反相输入端与所述第一放大电路的信号输出端之间。

6.根据权利要求4所述的可穿戴设备，其特征在于，所述信号处理模块还包括由第一运放和第二运放组成的第二放大电路；

所述第一运放的同相输入端和所述第二运放的同相输入端与所述信号处理模块的第一信号输入端和第二信号输入端对应连接；

所述第一运放的输出端和所述第二运放的输出端与所述第一放大电路的同相输入端和反相输入端对应连接；

所述第一运放的反相输入端与所述第一运放的输出端连接，所述第二运放的反相输入端与所述第二运放的输出端连接；

所述第二放大电路被设置为对所述第一检测信号和所述第二检测信号进行放大，将放大后的第一检测信号和放大后的第二检测信号输出至所述第一放大电路，以便所述第一放大电路输出所述差分放大信号。

7.根据权利要求6所述的可穿戴设备，其特征在于，所述信号处理模块还包括第七电阻；

所述第七电阻的一端连接所述第二放大电路的第一输出端，另一端连接所述第一放大电路的同相输入端。

8.根据权利要求6所述的可穿戴设备，其特征在于，所述第二放大电路还包括第八电阻和第九电阻；

所述第八电阻串接于所述第一运放的反相输入端和所述第一运放的输出端之间；

所述第九电阻串接于所述第二运放的反相输入端和所述第二运放的输出端之间。

9.根据权利要求8所述的可穿戴设备，其特征在于，所述第二放大电路还包括平衡电阻；

所述平衡电阻串接于所述第八电阻和所述第九电阻之间，用于调节所述第一运放和/或所述第二运放的放大倍数。

10.一种可穿戴设备的佩戴检测方法，其特征在于，包括：

采集表征所述可穿戴设备的佩戴部受到的拉伸力的检测信号；其中，所述检测信号包括第一检测信号和第二检测信号；

获得对所述第一检测信号和所述第二检测信号的差分信号进行放大处理后的差分放大信号；

根据所述差分放大信号和预设对应关系检测出所述佩戴部受到的拉伸力。

11.根据权利要求10所述的可穿戴设备的佩戴检测方法，其特征在于，

设置由至少一个应变片组成的电桥电路；

将所述应变片与所述佩戴部耦合，使所述应变片的形变方向与所述佩戴部的拉伸方向一致；并配置所述电桥电路在所述佩戴部未受到拉伸力时处于平衡状态。

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