CN113824457A - 一种信号处理方法、装置以及可穿戴设备 - Google Patents

一种信号处理方法、装置以及可穿戴设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种信号处理方法、装置以及可穿戴设备，方法包括：通过共有结构接收电路信号，其中，共有结构同时作为通信模块和检测模块中信号传输的馈点，电路信号包括第一信号和/或第二信号；对电路信号进行第一预处理，以使电路信号向通信模块传输的过程中选取第一信号中特定频率范围的信号；对电路信号进行第二预处理，以使电路信号向通信模块传输的过程中阻挡第二信号。本申请在通信电路和检测电路同时将共有结构作为信号传输馈点的情况下，对电路信号进行多种预处理，以使电路信号向通信电路传输的过程中选取电路信号中第一信号的特定频率范围的信号以及阻挡电路信号中第二信号，进而仅将第一信号中特定频率范围的信号传输至通信电路。

Description

一种信号处理方法、装置以及可穿戴设备
技术领域
本申请涉及智能穿戴设备领域，尤其涉及一种信号处理方法、装置以及可穿戴设备。
背景技术
现有技术种的一些可穿戴设备，例如智能手表，一般会装配心电图功能以及通信功能，实际应用中，为了在例如做心电图检测时增加电极与手部之间的接触面积，厂商会将智能手表上的金属表盘在作为通信功能的天线时还作为心电图功能的电极，由于通信功能的处理信号为高频信号，心电图功能的处理信号为低频信号，在此情况下，如何同时处理电路信号中的高频信号和低频信号成为技术难点。
发明内容
本申请一方面提供一种信号处理方法，应用于可穿戴设备，所述方法包括：通过共有结构接收电路信号，其中，所述共有结构同时作为通信模块和检测模块中信号传输的馈点，所述电路信号包括第一信号和/或第二信号；对所述电路信号进行第一预处理，以使所述电路信号向所述通信模块传输的过程中选取所述第一信号中特定频率范围的信号；对所述电路信号进行第二预处理，以使所述电路信号向所述通信模块传输的过程中阻挡所述第二信号。
在一可实施方式中，所述方法还包括：在所述电路信号出现信号突变的情况下，在对所述电路信号进行第一预处理或第二预处理处理之前，对突变的电路信号进行稳压处理。
在一可实施方式中，所述对所述电路信号进行第一预处理，包括：对所述电路信号依次进行一次滤波处理和二次滤波处理，以基于各自的滤波频率范围去除所述第一信号中非特定频率范围的信号。
在一可实施方式中，所述方法还包括：对所述电路信号进行第三预处理，以使所述电路信号向所述检测模块传输的过程中仅选取所述第二信号。
本申请另一方面提供一种可穿戴设备，所述设备包括通信电路和检测电路；所述检测电路和通信电路同时将共有结构作为信号传输的馈点，其中所述共有结构用于接收电路信号，所述电路信号还包括第一信号和/或第二信号；所述通信电路包括第一预处理模块、第二预处理模块和通信模块；所述第一预处理模块连接于所述共有结构，以使所述电路信号向所述通信电路传输的过程中选取所述第一信号中特定频率范围的信号；所述第二预处理模块连接于所述第一预处理模块，以使所述电路信号向所述通信电路传输的过程中阻挡所述第二信号；所述通信模块连接于所述第二预处理模块，用于接收经所述第一预处理模块和第二预处理模块处理后的信号。
在一可实施方式中，所述第一预处理模块还包括第一滤波电容、第一电感和第二滤波电容；所述第一滤波电容的一端连接所述共有结构，另一端连接于地端；所述第一电感的一端连接所述第一滤波电容，另一端连接于所述第二滤波电容的一端，所述第二滤波电容的另一端连接于地端；其中，所述第一滤波电容和第二滤波电容均基于各自的滤波频率范围去除所述第一信号中非特定频率范围的信号。
在一可实施方式中，所述第一滤波电容和第二滤波电容的电容值相同。
在一可实施方式中，所述通信电路数量为多个，且均与所述共有结构连接，其中，多个所述通信电路均通过各自的第二预处理模块去除所述电路信号中的第二信号；所述检测电路数量为多个，且均与所述共有结构连接，其中，多个所述检测电路均通过各自的第三预处理模块去除所述电路信号中的第一信号；所述第二预处理模块和第三预处理模块均为电容，且电容值相同。
在一可实施方式中，所述设备还包括稳压模块；所述稳压模块连接于所述共有结构和第一预处理模块/第二预处理模块之间，用于在所述电路信号出现突变的情况下进行稳压处理。
本申请另一方面提供一种信号处理装置，应用于可穿戴设备，所述装置包括：信号接收模块，用于通过共有结构接收电路信号，其中，所述共有结构同时作为通信电路和检测电路中信号传输的馈点，所述电路信号包括第一信号和/或第二信号；第一处理模块，用于对所述电路信号进行第一预处理，以使所述电路信号向所述通信电路传输的过程中选取所述第一信号中特定频率范围的信号；第二处理模块，用于对所述电路信号进行第二预处理，以使所述电路信号向所述通信电路传输的过程中阻挡所述第二信号。
在本申请实施例中，本申请在通信电路和检测电路同时将共有结构作为信号传输馈点的情况下，对电路信号进行多种预处理，以使所述电路信号向所述通信电路传输的过程中选取电路信号中第一信号的特定频率范围的信号以及阻挡电路信号中第二信号，进而仅将第一信号中特定频率范围的信号传输至通信电路。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，其中：
在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
图1为本申请实施例一种信号处理方法的实现流程示意图；
图2为本申请实施例共有结构与多个通信电路/检测电路的连接示意图；
图3为本申请实施例多个通信电路和检测电路的具体电路连接示意图；
图4为本申请实施例金属底盘所连接的滤波电路的连接示意图；
图5为本申请实施例一种信号处理装置的结构组成示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域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。
本申请一方面提供一种信号处理方法，应用于可穿戴设备，如图1所示，方法包括：
步骤101，通过共有结构接收电路信号，其中，共有结构同时作为通信模块和检测模块中信号传输的馈点，电路信号包括第一信号和/或第二信号；
步骤102，对电路信号进行第一预处理，以使电路信号向通信模块传输的过程中选取第一信号中特定频率范围的信号；
步骤103，对电路信号进行第二预处理，以使电路信号向通信模块传输的过程中阻挡第二信号。
本实施例中，可穿戴设备包括智能手表、智能手环、智能头盔和智能眼镜等等，检测模块包括心电图(ECG)检测等，传输的信号一般为低频信号，通信模块包括天线通信、Wi-Fi通信、蓝牙通信、GPS通信等等，传输的信号一般为高频信号。
在步骤101中，通过共有结构接收电路中产生的电路信号，其中，该共有结构为通信模块和检测模块共同作为信号传输的馈点，以可穿戴设备为智能手表为例，共有结构可以为智能手表上表面的金属表盘。
电路信号具体包括第一信号、第二信号，其中，第一信号具体为高频信号，第二信号具体为低频信号，高频信号和低频信号的频率范围之间可以存在或者不存在共同的频率范围。
在步骤102中，不同的通信模块分别预设有不同可识别的信号特定频率范围，以通信模块为天线模块为例，其对应的特定频率范围为1GHz-2.5GHz之间，其余的均为非特定频率范围。
通过对电路信号进行第一预处理，以选取第一信号中特定频率范围的信号传输至通信模块，选取方式具体可以是通过在通信模块之前设置滤波电路对第一信号中非特定频率范围的信号进行滤除处理，进而第一信号中保留特定频率范围的信号。
在步骤103中，在对第一信号进行预处理之外，还对第二信号进行预处理，具体为阻止第二信号传输至通信模块中。若第二信号为低频信号，阻止的具体方式可以是通过在通信模块之前设置电容以对第二信号进行阻隔，进而第二信号无法传输至通信模块中。
由此，本申请在通信电路和检测电路同时将共有结构作为信号传输馈点的情况下，对电路信号进行多种预处理，以使所述电路信号向所述通信电路传输的过程中选取电路信号中第一信号的特定频率范围的信号以及阻挡电路信号中第二信号，进而仅将第一信号中特定频率范围的信号传输至通信电路。
在一可实施方式中，方法还包括：
在电路信号出现信号突变的情况下，在对电路信号进行第一预处理或第二预处理之前，对突变的电路信号进行稳压处理。
本实施例中，在一些突发情况中，例如雷击，会导致电路信号出现信号突变，即在较短时间内，在波形上发生了极大的变化，在此情况下，需要在对其进行第一预处理或第二预处理之前进行稳压处理，可以具体通过在共有结构处设置稳压器，以防止信号突变，为后续的预处理提供稳定电压。
在一可实施方式中，对电路信号进行第一预处理，包括：
对电路信号依次进行一次滤波和二次滤波处理，以基于各自的滤波频率范围去除第一信号中非特定频率范围的信号。
本实施例中，第一预处理具体为对电路信号进行一次滤波处理和二次滤波处理，即双重滤波处理，一次滤波和二次滤波分别用于去除与其对应的频率范围的信号，两者滤波的频率范围可以不同，例如一次滤波针对的频率范围可能是0.1GHz-0.5GHz，二次滤波针对的频率范围可能是0.1GHz-1GHz。
进一步的，在实际应用过程中，在一次滤波和二次滤波所针对的频率范围不同的情况下，实际的滤波效果不佳，优选将一次滤波和二次滤波的滤波频率范围设置成一致，可具体针对某一段的频率范围进行双重滤波，起到较好的滤波效果。
在一可实施方式中，对电路信号进行第三预处理，以使电路信号向检测模块传输的过程中仅选取第二信号。
在步骤103中，上述中提到，检测模块所传输的一般为低频信号，因此电路信号向检测模块传输的过程中，对该电路信号进行第三预处理处理，使得最终传输至检测模块的信号仅为第二信号，其具体处理过程可以是通过检测模块之前设置电容，并且该电容接地，进而滤除第一信号，仅保留第二信号。
本发明另一方面提供一种可穿戴设备，设备包括通信电路和检测电路；
检测电路和通信电路同时将共有结构作为信号传输的馈点，其中共有结构用于接收电路信号，电路信号还包括第一信号和/或第二信号；
通信电路包括第一预处理模块、第二预处理模块和通信模块；
第一预处理模块连接于共有结构，以使电路信号向通信电路传输的过程中选取第一信号中特定频率范围的信号；
第二预处理模块连接于第一预处理模块，以使电路信号向通信电路传输的过程中阻挡第二信号；
通信模块连接于第二预处理模块，用于接收经第一预处理模块和第二预处理模块处理后的信号。
本实施例中，可穿戴设备包括智能手表、智能手环、智能头盔和智能眼镜等等，通信模块包括天线通信、Wi-Fi通信、蓝牙通信、GPS通信等等，检测电路包括心电图(ECG)检测等。
通信电路和检测电路分别可以为多个，并均与共有结构连接，参考图2所示，图2中，可穿戴设备为智能手表，其共有结构为金属表盘，通信电路1和通信电路2具体可以是Wi-Fi电路、GPS电路和蓝牙电路等等，检测电路1-3可以具体为心电图(ECG)电路等，以上述为例，则通信电路包含两个馈点，检测电路包含三个馈点，共五个馈点。
参考图3所示，通信电路包括第一预处理模块、第二预处理模块和通信模块，与共有结构以串联的方式连接，其中通信模块具体可包括Wi-Fi模块、GPS模块、蓝牙模块等等。
需要说明的是，在本申请中，第一预处理模块、第二预处理模块和通信模块的连接方式以及各个模块中元器件之间的连接方式均包括直接连接和间接连接，其中直接连接为模块与模块之间或者模块与共有结构之间紧密连接，中间不存在其他模块，例如图3中的第一预处理模块和第二预处理模块之间为直接连接；间接连接为模块与模块之间或者模块与共有结构之间还包含其他模块，例如图3中的第一预处理模块和共有结构之间还设有稳压模块，则为间接连接。
以通信模块为Wi-Fi模块或GPS模块为例，结合图3所示，通信电路在处理电路信号时，首先通过第一预处理模块选取第一信号中特定频率范围的信号，接着通过第二预处理模块阻挡电路信号中的第二信号，进而传输至通信模块的仅为特定频率范围的信号，其中，第一预处理模块的选取方式以及第二预处理模块的阻挡方式已在上述中阐述。
由此，本申请在通信电路和检测电路同时将共有结构作为信号传输馈点的情况下，对电路信号进行多种预处理，以使所述电路信号向所述通信电路传输的过程中选取电路信号中第一信号的特定频率范围的信号以及阻挡电路信号中第二信号，进而仅将第一信号中特定频率范围的信号传输至通信电路。
在一可实施方式中，第一预处理模块还包括第一滤波电容、第一电感和第二滤波电容；
第一滤波电容的一端连接共有结构，另一端连接于地端；
第一电感的一端连接第一滤波电容，另一端连接于第二滤波电容的一端，第二滤波电容的另一端连接于地端；
其中，第一滤波电容和第二滤波电容均基于各自的滤波频率范围去除第一信号中非特定频率范围的信号。
本实施例中，结合图3所示，第一滤波电容、第一电感和第二滤波电容的连接方式形成π型电路，其中第一滤波电容和第二滤波电容的电容值优选为2pF，第一电感的电感值优选为1nH/600mA。
在一可实施方式中，第一滤波电容和第二滤波电容的电容值相同。
本实施例中，通过将第一滤波电容和第二滤波电容的电容值相同，可使得较低的第一信号无法流经后续模块中，同时相同的两个电容值可针对同一频率范围信号进行双重过滤，起到较好的滤波效果。
在一可实施方式中，通信电路数量为多个，且均与共有结构连接，其中，多个通信电路均通过各自的第二预处理模块去除电路信号中的第二信号；
检测电路数量为多个，且均与共有结构连接，其中，多个检测电路均通过各自的第三预处理模块去除电路信号中的第一信号；
第二预处理模块和第三预处理模块均为电容，且电容值相同。
本实施例中，参考图2和图3所示，图中通信电路的数量为两个，检测电路数量为三个，五个电路均与金属表盘连接。其中每个通信电路中均包含第二预处理模块，每个检测电路中均包含第三预处理模块，第二预处理模块以串联方式连接在通信电路中，第三预处理模块与ECG模块并联且直接接地，使得可滤除电路信号中的第一信号，第二信号可传输至ECG模块中。
具体的，第二预处理模块和第三预处理模块均为电容，且电容值相同，使得整体的滤除效果最佳，电容值的具体数值可根据实际应用效果设定，电容值越大则通信效果越好，电容值越小则ECG效果越好。
在一可实施方式中，设备还包括稳压模块；
稳压模块连接于共有结构和第一预处理模块/第二预处理模块之间，用于在电路信号出现突变的情况下进行稳压处理。
本实施例中，参考图3所示，图中，稳压模块具体为稳压管，其一端连接在共有结构，另一端直接接地。
在电路信号出现突变的情况下，稳压管的设置可始终给后续电路提供稳定的电压，以免后续的电容击穿以及通信模块的损坏。
进一步的，在可穿戴设备为智能手表且检测模块为ECG模块的情况下，设备还包括金属底板，其中金属表盘位于手表上表面，而金属底板位于手表下表面。ECG模块在使用时，将智能手表戴在左手手腕上使得金属底板与手腕接触，同时右手接触智能手表的金属表盘，电流从ECG模块依次经过金属底盘、左手、心脏、右手、金属表盘回流到ECG模块中形成回路。
同样，金属底板也需要信号频率处理，包括滤波电路，结合图4所示，滤波电路也包括多个馈点，图中具体为四个馈点，所有馈点均各自通过串联一个电容后直接接地，其中一个馈点连接ECG模块，其余馈点通过串联一个稳压管直接接地，其中电容的电容值优选为22pF，用于将电路信号中的第一信号进行滤除，以将第二信号传输至ECG模块中，稳压管的设置用于提供稳定的电压，以防止电路信号出现信号突变。
本发明另一方面提供一种信号处理装置，如图5所示，装置包括：
信号接收模块201，用于通过共有结构接收电路信号，其中，共有结构同时作为通信电路和检测电路中信号传输的馈点，电路信号包括第一信号和/或第二信号；
第一处理模块202，用于对电路信号进行第一预处理，以使电路信号向通信电路传输的过程中选取第一信号中特定频率范围的信号；
第二处理模块203，用于对电路信号进行第二预处理，以使电路信号向通信电路传输的过程中阻挡第二信号。
在一可实施方式中，通信电路处理模块202还具体用于：
在电路信号出现信号突变的情况下，在对电路信号进行第一预处理和第二预处理之前，对突变的电路信号进行稳压处理。
在一可实施方式中，通信电路处理模块202在执行第一预处理时，具体用于：
对电路信号依次进行一次滤波处理和二次滤波处理，以基于各自的滤波频率范围去除第一信号中非特定频率范围的信号。
在一可实施方式中，通信电路处理模块202还具体用于：
对电路信号进行第三预处理，以使电路信号向检测模块传输的过程中仅选取第二信号。
本申请另一方面提供一种电子设备，设备包括存储器和处理器；
存储器用于存储指令，指令用于控制所述处理器进行操作以执行时实现上述信号处理方法。
在本实施例中，计算机可读存储介质包括一组计算机可执行指令，当指令被执行时用于：通过共有结构接收电路信号，其中，所述共有结构同时作为通信模块和检测模块中信号传输的馈点，所述电路信号包括第一信号和/或第二信号；对所述电路信号进行第一预处理，以使所述电路信号向所述通信模块传输的过程中选取所述第一信号中特定频率范围的信号；对所述电路信号进行第二预处理，以使所述电路信号向所述通信模块传输的过程中阻挡所述第二信号。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种信号处理方法，其特征在于，应用于可穿戴设备，所述方法包括：
通过共有结构接收电路信号，其中，所述共有结构同时作为通信模块和检测模块中信号传输的馈点，所述电路信号包括第一信号和/或第二信号；
对所述电路信号进行第一预处理，以使所述电路信号向所述通信模块传输的过程中选取所述第一信号中特定频率范围的信号；
对所述电路信号进行第二预处理，以使所述电路信号向所述通信模块传输的过程中阻挡所述第二信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述电路信号出现信号突变的情况下，在对所述电路信号进行第一预处理或第二预处理处理之前，对突变的电路信号进行稳压处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述电路信号进行第一预处理，包括：
对所述电路信号依次进行一次滤波处理和二次滤波处理，以基于各自的滤波频率范围去除所述第一信号中非特定频率范围的信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述电路信号进行第三预处理，以使所述电路信号向所述检测模块传输的过程中仅选取所述第二信号。
5.一种可穿戴设备，其特征在于，所述设备包括通信电路和检测电路；
所述检测电路和通信电路同时将共有结构作为信号传输的馈点，其中所述共有结构用于接收电路信号，所述电路信号还包括第一信号和/或第二信号；
所述通信电路包括第一预处理模块、第二预处理模块和通信模块；
所述第一预处理模块连接于所述共有结构，以使所述电路信号向所述通信电路传输的过程中选取所述第一信号中特定频率范围的信号；
所述第二预处理模块连接于所述第一预处理模块，以使所述电路信号向所述通信电路传输的过程中阻挡所述第二信号；
所述通信模块连接于所述第二预处理模块，用于接收经所述第一预处理模块和第二预处理模块处理后的信号。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第一预处理模块还包括第一滤波电容、第一电感和第二滤波电容；
所述第一滤波电容的一端连接所述共有结构，另一端连接于地端；
所述第一电感的一端连接所述第一滤波电容，另一端连接于所述第二滤波电容的一端，所述第二滤波电容的另一端连接于地端；
其中，所述第一滤波电容和第二滤波电容均基于各自的滤波频率范围去除所述第一信号中非特定频率范围的信号。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述第一滤波电容和第二滤波电容的电容值相同。
8.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述通信电路数量为多个，且均与所述共有结构连接，其中，多个所述通信电路均通过各自的第二预处理模块去除所述电路信号中的第二信号；
所述检测电路数量为多个，且均与所述共有结构连接，其中，多个所述检测电路均通过各自的第三预处理模块去除所述电路信号中的第一信号；
所述第二预处理模块和第三预处理模块均为电容，且电容值相同。
9.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括稳压模块；
所述稳压模块连接于所述共有结构和第一预处理模块/第二预处理模块之间，用于在所述电路信号出现突变的情况下进行稳压处理。
10.一种信号处理装置，其特征在于，应用于可穿戴设备，所述装置包括：
信号接收模块，用于通过共有结构接收电路信号，其中，所述共有结构同时作为通信电路和检测电路中信号传输的馈点，所述电路信号包括第一信号和/或第二信号；
第一处理模块，用于对所述电路信号进行第一预处理，以使所述电路信号向所述通信电路传输的过程中选取所述第一信号中特定频率范围的信号；
第二处理模块，用于对所述电路信号进行第二预处理，以使所述电路信号向所述通信电路传输的过程中阻挡所述第二信号。
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