CN113726466B - 一种可穿戴设备及其信号采集方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种可穿戴设备及其信号采集方法。本申请的信号采集方法包括：在可穿戴设备佩戴在人体上进行人体信号采集之前，启用所述信号发生电路生成同步信号；通过所述电极将所述同步信号发射到人体表面；在发射所述同步信号之后，根据可穿戴设备的时钟为可穿戴设备采集的人体信号生成相应的时间戳信息。本申请的技术方案基于同步信号可以校准时间戳信息，使得上层应用可以基于校准后的时间戳信息实现不同可穿戴设备的人体信号的精准对齐。

Description

一种可穿戴设备及其信号采集方法

技术领域

本申请涉及可穿戴设备技术领域，尤其涉及一种可穿戴设备及其信号采集方法。

背景技术

随着移动互联网技术的发展，出现了大量使用移动互联网技术进行人体监测的技术，为使用者提供身体状态评估服务。在借助信号采集器进行身体状态评估时，由于信号采集器多数是检测单一部位的人体信号，因此实际应用中，大多需要借助多个信号采集器进行各个部位的人体信号采集。例如，用于采集前臂EMG(electromyography，肌电波)信号的采集器采集到的前臂信号包括包含手部和腕部的动作信息但不包含前臂动作信息，用于采集上臂EMG信号的采集器采集到的信号包括前臂和肘部的动作信息但不包括上臂动作信息，在前臂和手部同时有动作时，就需要利用这两类采集器同时采集信号用以评估，评估所用的信号需要将时间戳严格对齐来分析动作的关联性。

在相关技术中，都是采用长导线的方式将各个电极连接到一个中心采集节点的处理方式，但电极线太长会引入环境干扰因素，例如引进工频干扰，并且由于线束太多太长，使得佩戴和操作也相当不方便。

随着可穿戴技术的发展，出现了利用无线采集节点代替长导线连接中心采集节点的情况，无线采集节点解决了线束的约束问题，但由于不同无线采集节点相互之间的时间戳信息无法完全同步，空中校准时钟又无法做到毫秒甚至微秒精度；在业务层获取到各无线采集节点的人体信号后，由于基准时钟不同，无法做到各无线采集节点间人体信号在时间上的精确对齐，导致无法准确描述各部位人体信号之间的关联性。

发明内容

本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特提出以下技术方案，通过人体表面传输同步信号的瞬时性，使得可穿戴设备之间可以基于该同步信号实现时钟的精准同步。

本申请实施例采用下述技术方案：

本申请实施例的一方面，提供一种可穿戴设备的信号采集方法，该可穿戴设备包括至少一组电极，其中一组电极配置有信号发生电路，该方法包括：在可穿戴设备佩戴在人体上进行人体信号采集之前，启用所述信号发生电路生成同步信号；通过所述电极将所述同步信号发射到人体表面；在发射所述同步信号之后，根据可穿戴设备的时钟为可穿戴设备采集的人体信号生成相应的时间戳信息。

本申请实施例的另一方面，还提供一种可穿戴设备的信号采集方法，该可穿戴设备包括至少一组电极，其中一组电极配置有信号接收电路，该方法包括：在可穿戴设备佩戴在人体上进行人体信号采集之前，利用所述电极侦测人体表面信号；启用所述信号接收电路对侦测到的人体表面信号进行同步信号确认；在确定为同步信号时，根据所述同步信号确定可穿戴设备的时间延时；根据所述时间延时校准时间戳信息，所述时间戳信息是指所述可穿戴设备采集的人体信号的信号采集起始时间。

本申请实施例的又一方面，还提供一种可穿戴设备，包括：至少一组电极；与其中一组电极对应的信号发生电路和/或信号发射电路；处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行上述信号采集方法。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

预先为可穿戴设备的一组电极配置信号发生电路，在可穿戴设备采集人体信号之前，基于信号发生电路生成同步信号，并通过可穿戴设备的电极将同步信号发射到人体表面，由于可以忽略人体表面对同步信号的传输延时，因此其他可穿戴设备可以基于同步信号的侦测时间确定其他可穿戴设备相对于主设备的时间延时，利用时间延时校准其他可穿戴设备所采集的人体信号的时间戳信息，使得不同可穿戴设备采集的人体信号具有相同的信号采集起始时间，这样上层应用可以基于校准后的时间戳信息对不同可穿戴设备采集的人体信号进行精准对齐。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中两采集部位的人体信号延时示意图；

图2为本申请实施例中示出的不同佩戴位置处的两可穿戴设备对同步信号的侦测时间差异示意图；

图3为本申请实施例中示出的时钟校准后的两采集部位的人体信号时间同步示意图；

图4为本申请实施例中示出的一种可穿戴设备的信号采集方法流程图；

图5为本申请实施例中示出的可穿戴设备之间的时钟同步示意图；

图6为本申请实施例中示出的另一种可穿戴设备的信号采集方法流程图；

图7为本申请实施例中示出的一种可穿戴设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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做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。

本申请的发明人在研究和实践利用多个相互独立的可穿戴设备采集人体不同部位的人体信号时，由于不同可穿戴设备的时钟无法完全同步，而空中校准时钟又无法做到毫秒或者微秒级别的精度，使得上层应用在获得到各个可穿戴设备采集的人体信号时，无法对各个可穿戴设备的人体信号进行精确对齐，对人体状态/行为评估产生影响。

以监测乒乓球挥拍运动场景为例，在该场景中，需要在前臂和上臂两个部位处都穿戴上可穿戴设备，例如穿戴上EMG测量设备才能同时监控手部和前臂部分的动作。

在上层应用接收到这两个可穿戴设备上传的人体信号时，由于两个可穿戴设备没有基准时间戳，只能基于二者自身时钟生成的时间戳绘制时域信号，如图1所示，节点A和节点B的信号存在明显的时间延迟，在时域上无法准确分辨这两个动作信号之间的关联性。这里节点A对应为穿戴在前臂处的可穿戴设备，节点B对应为穿戴在上臂处的可穿戴设备。

针对上述问题，本申请的发明人想到：复用可穿戴设备的一组电极，利用人体是导体，电信号在人体表面上的传输延时可以认为是零的客观事实，将穿戴在各个部位上的可穿戴设备侦听到同一同步信号的时间差异确定为可穿戴设备对信号处理的时间延时差异。由此，基于时间延时对信号采集起始时间进行校准，使得不同可穿戴设备对同一人体动作采集到的不同人体信号具有相同的信号采集启示时间，这样上层应用可以基于校准后的时间戳信息将不同可穿戴设备采集的人体信号进行精准对齐。

仍以上述监测乒乓球挥拍运动场景为例，假设节点A在时间点Ta侦测到同步信号，节点B在时间点Tb侦测到同步信号，由于该同步信号是在时刻T0发射到人体表面，而该同步信号在人体表面上的传输延时接近为零，可以忽略。若将时间点Ta作为节点A采集人体信号的时间原点，将时间点Tb作为节点B采集人体信号的时间原点，由此形成图3所示的时间轴，以图3所示时间轴绘制两个节点采集的人体信号，不同节点的同一动作信息可以在时域上完美对齐。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

本申请一个实施例提供了一种可穿戴设备的信号采集方法，在本实施例中，可穿戴设备至少包括一组电极，其中一组电极配置有信号发生电路。

如图4所示，提供了本申请实施例中一种可穿戴设备的信号采集方法流程图，所述方法至少包括如下步骤S410至步骤S430：

步骤S410，在本可穿戴设备佩戴在人体上进行人体信号采集之前，启用所述信号发生电路生成同步信号。

其中，本实施例的同步信号是用于使不同人体信号的信号采集起始时间同步，这里的不同人体信号应理解为由不同可穿戴设备对同一人体动作采集到的信号。

在利用多个相互独立的可穿戴设备对人体不同部位进行人体信号采集时，需要先从多个可穿戴设备中获取一个可穿戴设备作为主设备，利用主设备发射同步信号，其他各个可穿戴设备作为从设备接收同步信号，并基于同步信号校准时间戳信息。本实施例中的可穿戴设备即为多个可穿戴设备中的主设备。

在实际应用中，可以由上层应用向可穿戴设备下发主设备选择指令，基于该主设备选择指令，从多个可穿戴设备中选择一个可穿戴设备作为主设备，其他可穿戴设备作为从设备。当然也可以手动地在上层应用提供的前端交互界面上述输入信息来生成主设备选择指令。

这里只要可穿戴设备的电极配置有信号发生电路即可作为主设备进行同步信号的发射，在实际应用中，可以基于可穿戴设备的穿戴部位选择主设备，例如将居于人体中间部位的可穿戴设备优选确定为主设备，具体如何选择主设备，本领域技术人员可根据实际情况灵活设置，在此不作具体限定。

步骤S420，通过所述电极将所述同步信号发射到人体表面。

步骤S430，在发射所述同步信号之后，根据可穿戴设备的时钟为可穿戴设备采集的人体信号生成相应的时间戳信息

通过电极完成同步信号的发射之后，本实施例的可穿戴设备即可进行人体信号的采集，例如利用可穿戴设备的所有电极采集人体信号，基于可穿戴设备的时钟为所采集的人体信号生成时间戳信息，这里的时间戳信息一般包括信号采集起始时间和信号持续时长。

在图4所示的信号采集方法中，预先为可穿戴设备的一组电极配置信号发生电路，在可穿戴设备采集人体信号之前，基于信号发生电路生成同步信号，并通过可穿戴设备的电极将同步信号发射到人体表面，由于可以忽略人体表面对同步信号的传输延时，因此其他可穿戴设备可以基于同步信号的侦测时间确定其他可穿戴设备相对于主设备的时间延时，利用时间延时校准其他可穿戴设备所采集的人体信号的时间戳信息，使得不同可穿戴设备采集的人体信号具有相同的信号采集起始时间，这样上层应用可以基于校准后的时间戳信息对不同可穿戴设备采集的人体信号进行精准对齐。

本申请实施例可以复用可穿戴设备原有的一组电极，基于人体可作为导体传播微弱信号的原理，只需要在可穿戴设备中为该组电极额外配置信号发生电路，借助信号发生电路、电极和人体实现同步信号的生成与发射，为其他可穿戴设备基于同步信号进行时间戳校准提供基础。

在本申请的一个实施例中，可以通过下述步骤为可穿戴设备的其中一组电极配置信号发生电路：配置信号发生电路包括：脉冲源，与脉冲源连接的第一信号转换部分，与第一信号转换部分连接的电阻矩阵，配置电阻矩阵可控地连接电极；配置脉冲源生成直流脉冲，配置第一信号转换部分将直流脉冲信号转换为差分信号，配置电阻矩阵基于可穿戴设备的佩戴位置调整差分信号的电流输出强度，得到同步信号。

本申请实施例中的脉冲源可以是可穿戴设备的时钟源或可穿戴设备的处理器。即本申请实施例中的信号发生电路复用了可穿戴设备的时钟源或处理器的GPIO，尽量提高可穿戴设备原有元器件的利用率。

本申请实施例在配置电阻矩阵时，应使经过电阻矩阵调整后的电流输出强度，在人体可承受范围内，并能够使得佩戴在不同部位的其他可穿戴设备可以侦测到信号。

例如，将佩戴在左手位置处的可穿戴设备作为主设备发射同步信号，佩戴在头部、脚步、右手等不同部位的可穿戴设备作为从设备，本实施例基于安全性要求和信号衰减情况，配置电阻矩阵，使得同步信号在经过电阻矩阵调整时，其输出电流强度使得该同步信号既可以被佩戴在头部、脚步、右手等不同部位的可穿戴设备侦测到对应的人体表面信号，也能保证信号的传输对人体无碍，并不会被人体感知。

本申请实施例在配置电阻矩阵可控地连接电极时，具体是指：为电极配置选通开关，利用选通开关实现电极与信号发生电路之间的连接与断开，以及通过选通开关实现电极与人体信号采集电路之间的连接与断开。

相应的，本申请实施例还根据电极与信号发生电路、人体信号采集电路之间的连接关系，配置可穿戴设备的工作模式包括：同步信号发射模式和人体信号采集模式，其中同步信号发射模式对应于所述电极与所述信号发生电路之间的连接，人体信号采集模式对应于电极与人体信号采集电路之间的连接。

在利用选通开关实现电极与信号发生电路的可控连接时，可以基于控制指令自动触发选通开关，使得电极与信号发生电路连接。当电极与信号发生电路连接时，电极与人体信号采集电路断开连接，将可穿戴设备由人体信号采集模式切换至同步信号发射模式。当然也可以手动触发选通开关，选通开关的触发方式可以根据实际情况灵活设置，在此不做具体限定。

在本申请的一个实施例中，启用信号发生电路生成同步信号包括：通过可穿戴设备的无线传输模块向其他可穿戴设备广播时间戳校准通知；根据接收到的确认回复，将可穿戴设备由人体信号采集模式切换至同步信号发射模式，此时即启用信号发生电路生成同步信号。

在实际应用中，在各个可穿戴设备启动时，即可将各个可穿戴设备分配到一个广播组中，这样作为主设备的可穿戴设备可以通过BLE方式广播时间戳校准通知，参考图5，主设备所在广播组中的其他可穿戴设备作为从设备接收到时间戳校准通知，并向主设备反馈确认信息，通过确认信息通知主设备各个从设备均已接收到的时间戳校准通知；主设备在确定所有从设备都已接收到时间戳校准通知后，主设备进入同步信号发射模式，启用信号发生电路生成同步信号。

本申请实施例通过利用主设备广播时间戳校准通知，使得各个从设备可以及时进入同步信号侦测模式，保证从设备可以成功侦测到同步信号。

在本申请的一个实施例中，在主设备通过所述电极将所述同步信号发射到人体表面之后，还包括：获取所述同步信号的发射时间，通过可穿戴设备的无线传输模块向其他可穿戴设备广播所述发射时间，在广播所述发射时间之后，用可穿戴设备的所有电极进行人体信号采集。

本实施例在同步信号发射完成之后，主设备可获取到同步信号的发射时间，此时主设备将所述发射时间广播给各个从设备，使得各个从设备可以基于同步信号的发射时间校准自身的时间戳信息。

在同步信号发射完成之后，即可将主设备的工作模式切换为人体信号采集模式，利用主设备的所有可用电极进行人体信号采集，基于主设备的时钟信号为人体信号生成时间戳信息，将携带时间戳信息的人体信号上传。

本申请的一个实施例还提供了一种可穿戴设备的信号采集方法，该可穿戴设备包括至少一组电极，其中一组电极配置有信号接收电路，在本实施例中，该可穿戴设备为从设备。

如图6所示，提供了本申请实施例中一种可穿戴设备的信号采集方法流程图，所述方法至少包括如下步骤S610至步骤S640：

步骤S610，在可穿戴设备佩戴在人体上进行人体信号采集之前，利用所述电极侦测人体表面信号。

在作为从设备的可穿戴设备进行信号采集之前，需要对从设备的时间戳信息进行校准，具体是对从设备的信号采集起始时间进行校准，使得各个从设备和主设备对同一人体动作采集得到的不同人体信号具有相同时刻的信号采集起始时间。

步骤S620，启用所述信号接收电路对侦测到的人体表面信号进行同步信号确认。

由于可穿戴设备的电极可以侦测到各种人体表面信号，还能够侦测到干扰信号，因此，本申请实施例需要对电极侦测到的人体表面信息进行确认，例如基于信号频率等特征确认侦测到的人体表面信号是否为同步信号。

步骤S630，在确定为同步信号时，根据所述同步信号确定可穿戴设备的时间延时。

如前所述，在根据信号频率等特征确定侦测到的人体表面信号为同步信号时，可以根据从设备对同步信号的侦测时间和主设备对同步信号的发射时间，确定从设备的时间延时。

步骤S640，根据所述时间延时校准时间戳信息，所述时间戳信息是指所述可穿戴设备采集的人体信号的信号采集起始时间。

在图6所示的信号采集方法中，预先为可穿戴设备的一组电极配置信号接收电路，在可穿戴设备采集人体信号之前，基于信号接收电路对电极侦测到的人体表面信号进行同步信号确认，基于同步信号的侦测时间和同步信号的发射时间确定可穿戴设备相对于主设备的时间延时，利用时间延时校准可穿戴设备所采集人体信号的时间戳信息，使得不同可穿戴设备采集的人体信号具有相同的信号采集起始时间，这样上层应用可以基于校准后的时间戳信息对不同可穿戴设备采集的人体信号进行精准对齐。

本申请实施例可以复用可穿戴设备原有的一组电极，基于人体可作为导体传播微弱信号的原理，只需要在可穿戴设备中为该组电极额外配置信号接收电路，借助信号接收电路、电极和人体实现同步信号的接收与确认，为可穿戴设备基于同步信号进行时间戳校准提供依据。

在本申请的一个实施例中，可以通过下述步骤为可穿戴设备的其中一组电极配置信号接收电路：配置信号接收电路包括：可控地连接所述电极的第二信号转换部分，与第二信号转换部分连接的信号放大部分，与信号放大部分连接的处理器；配置所述第二信号转换部分将所述电极侦测到的人体表面信号转换为直流信号，配置所述信号放大部分将所述直流信号放大，得到直流脉冲信号，配置所述处理器基于直流脉冲信号确定所侦测到的人体表面信号是否为同步信号。

本申请实施例在配置电极与信号接收电路的可控连接时，具体是指：为所述电极配置选通开关，利用所述选通开关实现所述电极与信号接收电路之间的连接与断开，以及通过所述选通开关实现所述电极与人体信号采集电路之间的连接与断开。

相应的，本申请实施例还根据电极与信号接收电路、人体信号采集电路之间的连接关系，配置可穿戴设备的工作模式包括：同步信号侦测模式和人体信号采集模式，其中同步信号侦测模式对应于所述电极与所述信号接收电路之间的连接，人体信号采集模式对应于电极与人体信号采集电路之间的连接。

在利用选通开关实现电极与信号接收电路的可控连接时，可以基于控制指令自动触发选通开关，使得电极与信号接收电路连接。当电极与信号接收电路连接时，电极与人体信号采集电路断开连接，将可穿戴设备由人体信号采集模式切换至同步信号侦测模式。当然也可以手动触发选通开关，选通开关的触发方式可以根据实际情况灵活设置，在此不做具体限定。

在本申请的一个实施例中，在启用信号接收电路之前，还包括：通过可穿戴设备的无线传输模块接收时间戳校准通知，响应于时间戳校准通知，启用信号接收电路，并将同步信号确认事件调整为可穿戴设备的最高优先级事件，并屏蔽其他线程和中断处理，防止由于高优先级的事件如BLE中断处理导致同步信号的侦测时间的测量误差。

在实际应用中，在各个可穿戴设备启动时，即可将各个可穿戴设备分配到一个广播组中，这样作为主设备的可穿戴设备可以通过BLE方式广播时间戳校准通知，参考图5，主设备所在广播组中的其他可穿戴设备作为从设备接收到时间戳校准通知，将同步信号侦测模式调整为最高优先级事件，并屏蔽其他线程和中断处理，以及向主设备反馈确认信息，通过确认信息通知主设备各个从设备均已接收到的时间戳校准通知，各个从设备已经切换至同步信号侦测模式，准备侦测同步信号对应的人体表面信号。

本申请实施例，在确定侦测到的人体表面信号为同步信号时，还获取可穿戴设备对所述同步信号的侦测时间，将可穿戴设备的工作模式切换为人体信号采集模式，通过可穿戴设备的所有电极侦测人体信号。

在确认侦测到的人体表面信号为同步信号之后，获取可穿戴设备对同步信号的侦测时间，并通过可穿戴设备的无线传输模块接收同步信号的发射时间，根据侦测时间和发射时间的差值，得到可穿戴设备的时间延时，利用所述信号采集起始时间与所述时间延时的差值校准时间戳信息，即将信号采集起始时间与时间延时的差值作为校准后的信号采集起始时间，这样经过校准后，从设备采集的人体信号的信号采集起始时间与主设备采集的人体信号的信号采集起始时间相同，便于上层应用在接收到人体信号之后，会以时间戳信息中的信号采集起始时间作为信号采集的原点来构建时间轴，上层应用即可在同一时间轴上准确复现出各人体信号的动作波形，用于同步动作分析。

基于校准后的时间戳信息完成人体信息的精准对齐。

本申请实施例还提供了一种可穿戴设备，如图7所示，在硬件层面，该可穿戴设备包括处理器、存储器、至少一种电极、与其中一组电极对应的信号发生电路和/或信号发射电路，可选地还包括内部总线、网络接口。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该可穿戴设备还可能包括其他业务所需要的硬件，例如无线传输模块。

处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。

处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成信号采集装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：

在可穿戴设备佩戴在人体上进行人体信号采集之前，启用所述信号发生电路生成同步信号；

通过所述电极将所述同步信号发射到人体表面；

在发射所述同步信号之后，根据可穿戴设备的时钟为可穿戴设备采集的人体信号生成相应的时间戳信息；

或者，

在可穿戴设备佩戴在人体上进行人体信号采集之前，利用所述电极侦测人体表面信号；

启用所述信号接收电路对侦测到的人体表面信号进行同步信号确认；

在确定为同步信号时，根据所述同步信号确定可穿戴设备的时间延时；

根据所述时间延时校准时间戳信息，所述时间戳信息是指所述可穿戴设备采集的人体信号的信号采集起始时间。

上述如本申请图4或图6所示实施例揭示的信号采集方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的可穿戴设备执行时，能够使该电子设备执行图4或图6所示实施例中信号采集方法，并具体用于执行：

在可穿戴设备佩戴在人体上进行人体信号采集之前，启用所述信号发生电路生成同步信号；

通过所述电极将所述同步信号发射到人体表面；

在发射所述同步信号之后，根据可穿戴设备的时钟为可穿戴设备采集的人体信号生成相应的时间戳信息；

或者，

在可穿戴设备佩戴在人体上进行人体信号采集之前，利用所述电极侦测人体表面信号；

启用所述信号接收电路对侦测到的人体表面信号进行同步信号确认；

在确定为同步信号时，根据所述同步信号确定可穿戴设备的时间延时；

根据所述时间延时校准时间戳信息，所述时间戳信息是指所述可穿戴设备采集的人体信号的信号采集起始时间。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，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、商品或者设备不仅包括那些要素，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、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种可穿戴设备的信号采集方法，所述可穿戴设备包括至少一组电极，其特征在于，其中一组电极配置有信号发生电路，所述方法包括：

在可穿戴设备佩戴在人体上进行人体信号采集之前，启用所述信号发生电路生成同步信号；

通过所述电极将所述同步信号发射到人体表面；

在发射所述同步信号之后，根据可穿戴设备的时钟为可穿戴设备采集的人体信号生成相应的时间戳信息；

在通过所述电极将所述同步信号发射到人体表面之后，还包括：

获取所述同步信号的发射时间；

通过可穿戴设备的无线传输模块广播所述发射时间；

在广播所述发射时间之后，利用可穿戴设备的所有电极进行人体信号采集。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下述步骤为可穿戴设备的其中一组电极配置信号发生电路：

配置所述信号发生电路包括：脉冲源，与脉冲源连接的第一信号转换部分，与第一信号转换部分连接的电阻矩阵，配置所述电阻矩阵可控地连接所述电极；

配置所述脉冲源生成直流脉冲，配置所述第一信号转换部分将所述直流脉冲信号转换为差分信号，配置电阻矩阵基于可穿戴设备的佩戴位置调整所述差分信号的电流输出强度，得到同步信号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，配置所述电阻矩阵可控地连接所述电极，包括：

为所述电极配置选通开关，利用所述选通开关实现所述电极与信号发生电路之间的连接与断开，以及通过所述选通开关实现所述电极与人体信号采集电路之间的连接与断开。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，启用所述信号发生电路生成同步信号包括：

通过可穿戴设备的无线传输模块广播时间戳校准通知；

根据接收到的确认回复，启用所述信号发生电路生成同步信号；所述确认回复是接收到时间戳校准通知的其他可穿戴设备发送的。

5.一种可穿戴设备的信号采集方法，所述可穿戴设备包括至少一组电极，其特征在于，其中一组电极配置有信号接收电路，所述方法包括：

在可穿戴设备佩戴在人体上进行人体信号采集之前，利用所述电极侦测人体表面信号；

启用所述信号接收电路对侦测到的人体表面信号进行同步信号确认；

在确定为同步信号时，根据所述同步信号确定可穿戴设备的时间延时；

根据所述时间延时校准时间戳信息，所述时间戳信息是指所述可穿戴设备采集的人体信号的信号采集起始时间；

根据所述同步信号确定可穿戴设备的时间延时，包括：

获取可穿戴设备对同步信号的侦测时间，并通过可穿戴设备的无线传输模块接收所述同步信号的发射时间；根据所述侦测时间和所述发射时间的差值，得到可穿戴设备的时间延时；

根据所述时间延时校准时间戳信息，包括：利用所述信号采集起始时间与所述时间延时的差值校准时间戳信息。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过下述步骤为可穿戴设备的至少一组电极配置信号发射电路：

配置所述信号接收电路包括：可控地连接所述电极的第二信号转换部分，与第二信号转换部分连接的信号放大部分，与信号放大部分连接的处理器；

配置所述第二信号转换部分将所述电极侦测到的人体表面信号转换为直流信号，配置所述信号放大部分将所述直流信号放大，得到直流脉冲信号，配置所述处理器基于直流脉冲信号确定所侦测到的人体表面信号是否为同步信号；其中，通过下属步骤配置所述电极与信号接收电路的可控连接：

为所述电极配置选通开关，利用所述选通开关实现所述电极与信号接收电路之间的连接与断开，以及通过所述选通开关实现所述电极与人体信号采集电路之间的连接与断开。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在启用所述信号接收电路之前，还包括：

通过可穿戴设备的无线传输模块接收时间戳校准通知；

响应于所述时间戳校准通知，启用所述信号接收电路，并将同步信号确认事件调整为可穿戴设备的最高优先级事件，并屏蔽其他线程和中断处理。

8.一种可穿戴设备，其特征在于，包括：

至少一组电极；

与其中一组电极对应的信号发生电路和/或信号发射电路；

处理器；以及

被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行所述权利要求1～4之任一所述方法，或者执行所述权利要求5～7之任一所述方法。