CN1722979A - 活动监视 - Google Patents

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Abstract

提供了一种在监视操作期间降低功耗的活动监视器。

Description

活动监视
本发明涉及活动监视，具体涉及(但并不是排他地涉及)人类的活动监视。
人类的身体活动是其健康的一个重要决定因素。每日的身体活动量在病因学、不同疾病的预防和治疗中被认为是一个主要因素。关于个人的身体活动的信息能够在保持和提高其机能健康状况和生活质量方面给其提供帮助。
一个监视人类活动的已知系统在Bouten等人的文章“A TriaxialAccelerometer and Portable Date Processing Unit for the Assessment ofDaily Physical Activity(一种评估日常身体活动的三轴加速度计和便携式数据处理单元)”(IEEE Transactions on Biomedical Engineering，Vol.44，NO.3，March 1997)中已经进行了描述。
依照这个已知的系统，一个由三个正交安装的单轴压阻加速度计组成的三轴加速度计被用来测量包括人类身体加速度的幅度和频率范围的许多加速度。一个人戴着这个三轴加速度计度过一段特定的时间。一个附在这个三轴加速度计上的数据处理器被编程以确定从三个正交测量方向输出的加速度计模数的时间积分。这些时间积分被相加并且输出被存储在可以由计算机读出的存储器中。这个三轴加速度计的输出和由于身体活动而产生的能量消耗具有某种关系并且为后者提供了一个度量方法。
该已知的系统允许测量三个方向中的人体加速度。使用集成电路技术领域的现有技术，加速度计可以被制作的小并且重量轻，这样可以佩戴它几天甚至更长时间而不会对佩戴它的个人造成负担。
然而，这种已知的系统具有一个大的缺点，即对加速度计信号的持续监视导致相对较高的功耗。高功耗意味着在活动监视器实际操作期间需要大的而且昂贵的电池。
因此，需要一种能够克服这些缺点的活动监视器。
依照本发明的一个方面，提供了一种活动监视器，该活动监视器包括：测量单元，所述测量单元包括多个运动传感器以用于产生表示所经历的运动的各个传感器信号；以及处理器，用于从测量单元中接收传感器信号，并根据一个预定方法对传感器信号进行处理，其特征在于，活动监视器用于非连续地监视和处理这些传感器信号。
图1显示一个框图，它示意地示出体现本发明一个方面的系统的各部件；
图2示意地示出三个加速度计的正交位置；和
图3显示体现本发明另一方面的方法的各步骤的流程图。
图1说明了体现本发明一个方面的活动监视器1。这个活动监视器1包括一个测量单元11，一个处理器12，和一个存储器单元13。这个测量单元11用于产生代表活动监视器1的运动的数据信号，并且将那些数据信号提供给处理器12。处理器12用于处理从该测量单元输出的数据信号，并且能够把这些数据信号、或者处理结果存储到存储器单元13中。数据能够在处理器和存储器单元13之间传输。处理器12还可以连接到外部主机系统2，该外部主机系统2可以是个人电脑(PC)或者其他适当的系统。外部主机系统2能够对活动监视器1中保存的数据进行附加处理。
在使用中，活动监视器1附着到将被监视的对象上。为了举例说明，下面假设这个对象是一个人，尽管非常明显的是这种活动监视器能够用于任何对象。这种活动监视器附着到个人或者对象上一段特定的时间。
测量单元包括三个加速度计，它们被排列在互相正交的方向上。加速度计输出数据信号，这些数据信号代表了加速度计所经历的各个的加速度。这三个加速度计按照常规方式互相正交排列。
在一个人身上，这些方向包括“前后的”、“侧面的”和“垂直的”，它们分别用x、y和z来表示。加速度计包含多条压电材料的带子，这种压电材料是单轴和串联的双压电晶片。这些带子被固定在它的一端。
压电加速度计作为阻尼质量弹簧(damped mass-spring)系统，其中压电带子作为弹簧和阻尼器。由人的运动而引起的这些带子的运动产生了电荷，该电荷导致测量数据信号。在人类运动的情况下，数据信号的频率在0.1到20赫兹这个范围内。数据信号的幅度在-12g和+12g之间。在前面提到的文章中，更加详细地讨论了这些数字。用来测量这种数据信号的适当的压电材料是本领域技术人员公知的。
图2示出了测量单元11中的三个加速度计的正交输出。依照本发明，这些输出分别用ax、ay和az表示，而且象图3所示的那样，活动监视器操作使得处理器保持在待机模式(步骤A)中一个预定义的时间段，然后输入测量单元的输出并且处理那些信号(步骤B)，并在返回到待机模式之前将结果存储在存储器单元13中(步骤C)。
因此，对测量单元输出的监视是以一种时间上非连续性的方式进行的。
很多情况下，活动监视器用来发现一个人在一个较长时间段内(例如24小时)的全部活动。为此目的，人类活动通常将在1到8赫兹的频率范围内被连续监视。这就需要至少16赫兹的取样频率。然而，因为一个人很少每几秒就改变其正在进行的活动的种类，所以没有必要进行连续监视。因此，将监视时间减少到在监视周期之间有变化时间间隔的几秒钟对于活动监视器的功耗来讲是有利的。
这种非连续的监视活动能够通过对处理器单元进行适当编程来实现，使得处理器在几秒钟的监视之后进入待机(或者睡眠)模式。监视器重新启动的时刻可以取决于不同的策略；例如，软件能够探测到人的行为变化进而采用活动监视器的开、关策略。监视的时间与处在待机模式的时间的比率可以是一个固定的数值，或者可以依赖于活动水平或所需的设置而改变。
进一步的功耗降低能够通过关掉监视单元自身来实现，这样加速度计或运动传感器只有在非连续的时间量内才是有效的。
应当容易理解的是，加速度计仅仅是优选的运动传感器，任何适合的运动传感器都可以用在本发明的实施例中，并且获得本发明的优点。
需要强调的是，在本说明书中用到的术语“包含”或者“包括”是指存在所述的技术特征、整数、步骤或者部件，但是并没有排除另外的一个或多个技术特征、整数、步骤或者部件或者其组合的存在。

Claims (13)

1.一种活动监视器，包括：
一个测量单元，包括多个运动传感器以用于产生表示所经历的运动的各个传感器信号；和
一个处理器，用于从测量单元中接收传感器信号，并根据一个预定方法对传感器信号进行处理，
其特征在于，所述活动监视器用于在时间上非连续地监视和处理所述传感器信号。
2.如权利要求1所述的活动监视器，其中测量单元用于在时间上非连续地输出传感器信号。
3.如权利要求1或2所述的活动监视器，其中处理器用于在时间上非连续地监视传感器信号。
4.如权利要求1到3中任一项所述的活动监视器，其中处理器用于按顺序地监视传感器信号。
5.如权利要求1所述的活动监视器，其中处理器用于进入一种监视操作模式和进入一种待机操作模式，在监视操作模式中所述处理器监视传感器信号，而在待机操作模式中没有监视发生。
6.如权利要求5所述的活动监视器，其中处理器用于交替地进入监视模式和待机模式。
7.如权利要求6所述的活动监视器，其中用于监视模式和待命模式的各个时间段是可变化的。
8.如权利要求6所述的活动监视器，其中用于监视模式和待机模式的各个时间段是固定的。
9.一种使用多个运动传感器监视活动的方法，所述多个运动传感器用于产生表示所经历的运动的各个传感器信号，所述方法包括接收传感器信号并根据一个预定方法处理所述信号，其特征在于，在时间上非连续地监视和处理传感器信号。
10.如权利要求9所述的方法，包括对于各个时间段交替地监视传感器信号和操作在其中没有监视发生的待机模式中。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述各个时间段是可变化的。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述各个时间段是固定的。
13.如权利要求9所述的方法，其中所述传感器信号被按顺序监视。
CNA200380105536XA 2002-12-10 2003-11-21 活动监视 Pending CN1722979A (zh)

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