CN205862325U - 一种生物医疗健康的人机输入系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种生物医疗健康的人机输入系统，包括壳体和设置于壳体内的中央处理单元，所述壳体内安装有与中央处理单元通信连接的控制处理单元，所述壳体上设有便于与使用者接触的测量电极，所述测量电极与控制处理单元之间还分别设有身体感应电路和生物医疗健康参数采集电路；所述壳体内还设有对中央处理单元和控制处理单元进行供电管理的电源管理单元；所述控制处理单元对身体感应电路和生物医疗健康参数采集电路反馈的信息分别进行识别和处理并确定是否向中央处理单元通信或直接控制开关机；该系统的传感器既可完成对生命体征数据的采集，也可实现人机输入功能，这样就完全取消或减少了终端上所需物理按键的数量。

Description

一种生物医疗健康的人机输入系统

【技术领域】

本实用新型涉及生物医疗健康的采集技术，尤其涉及一种生物医疗健康的人机输入系统。

【背景技术】

目前市场上生物医疗健康装置，包括智能健康手表等穿戴产品、健康监测手机、或其它医疗健康采集终端等等，主要通过两种方式来采集人体生命体征数据：一种是通过体表电极直接接触来检测，比如心电、脑电、肌电、呼吸或人体电阻抗等等；另一种就是间接方式，通过检测人体接近时电容、电感、磁场、光、声音的变化或运动状态变化来间接检测皮肤、听诊、体温、心率、血氧浓度、血压、指纹和运动睡眠等参数。

以上装置的输入按键与传感器在物理结构和功能定义上都是彼此独立的；在人机交互方面，仍然采取传统的物理按键或触摸输入方式，没有充分利用传感器本身来实现人机输入功能；这样不仅使产品结构设计复杂，成本高；用户在触摸或操作传统按键时，设备后端无法同时采集其身体相关数据；传统的装置一定要在开机状态才能采集数据，无法做到关机状态下仍采集并保存数据；这些最终都导致用户体验不好。

其实，生物医疗健康装置所采用的传感器，由于是用来采集人体生命体征数据的；因此，这些传感器一般本身就具有人体接触、接近或离开等感知功能；而在人机交互方面，同样是靠感知人体的这些活动来实现输入功能的。

【实用新型内容】

本实用新型利用传感器的本身特性实现人机输入功能，通过借助传感器所具有的对人体接触、接近、离开、动作或声音等感知功能实现人机输入功能，提供一种结构简单、控制方便，完全取消或减少传统功能单一的操作键，支持声光触或动作手势等多种方式联合协调运行，通过同时操作各种类型的传感器，实现各种组合快捷键功能的生物医疗健康人机输入系统。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种生物医疗健康的人机输入系统，包括壳体和设置于壳体内的中央处理单元，所述壳体内安装有与中央处理单元通信连接的控制处理单元，所述壳体上设有便于与使用者触接的测量电极，所述测量电极与控制处理单元之间还分别设有将测量到身体感应信号反馈至控制处理单元进行开启与关闭控制的身体感应电路和将测量到生命体征数据信息反馈至控制处理单元的生物医疗健康参数采集电路；所述壳体内还设有对中央处理单元和控制处理单元进行供电管理的电源管理单元；所述控制处理单元对身体感应电路和生物医疗健康参数采集电路反馈的信息分别进行识别和处理并确定是否向中央处理单元通信或直接控制开关机。

优选地，所述生命体征数据包括皮肤、心电、体温、脑电、心率、肌电、血压，血氧浓度、指纹、情绪、呼吸和人体电阻抗信息。

优选地，所述壳体内装有便于处理用户所引入的人机输入事件的传感器，所述控制处理单元对所述传感器测量到的人机输入事件分别进行识别和处理并确定是否向中央处理单元通信或直接控制开关机；所述壳体上设置有传感感应窗口，所述传感器同时负责所述生命体征数据采集。

优选地，所述传感器还具有开关机功能，所述身体感应电路、生物医疗健康参数采集电路、控制处理单元和传感器由电池或独立的开关机电源提供供给电源；在关机状态下所述传感器通过采集电路和独立的开关机电源继续连续不间断对生命体征监测并保存所采集的数据，并在开机后进行数据的上传；这样，即使系统处于关机状态下仍可开启生命体征数据的采集并保存，有助于降低系统功耗，增加电池续航时间，并实现真正的不间断生命体征监测。

优选地，所述传感器感测的信号包括人体接触感应窗口时电容、电感、磁场、压力、声音、动作、光或气流的变化，并将传感器感测的信号变化依据预先定义的规则转换成可认知的人机输入信号。

优选地，所述壳体上还开设有便于语音输入的拾音孔，所述拾音孔与控制处理单元之间还设有将测量到语音信号反馈至控制处理单元的拾音电路，所述控制处理单元对所述拾音电路测量到的语音信号进行识别和处理并确定是否向中央处理单元通信。

优选地，所述壳体内还安装有与控制处理单元连接的运动传感器，运动传感器将检测用户的动作或手势并转换为人机输入信号给控制处理单元。

优选地，所述传感器借助其对人体的接触、接近、离开、光触、动作或声音感知来实现人机输入事件的一键操控，

优选地，所述传感器借助其对人体的接触、接近、离开、光触、动作或声音感知变化转换成各种组合来实现人机输入事件的快捷键操控。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过借助传感器所具有的对人体接触、接近、离开、动作或声音等感知功能，完全取消或减少传统功能单一的操作键，支持声光触或动作手势等多种方式联合协调运行；通过同时操作各种类型的传感器，实现各种组合快捷键功能效果。

由于该系统的传感器本身具有引入各种类型人机输入事件功能，这样就减少了设备输入键盘数量，甚至完全不需要专门的输入键，简化了产品结构设计，提高用户体验；还有，用户在触摸或接近传感器时，就相当于是用户在操作按键时，设备后端能同时采集用户身体相关数据，提高了用户在线测试的频率和数据量；进而减少要求用户主动配合测量的频率，也即达到了提高用户体验的效果。

当然，通过同时操作各种类型的传感器，还可达到各种组合快捷键功能效果；比如同时按着电极和光传感窗时，就开机等等；满足用户灵活，多样且个性化的输入体验。

另外，在该系统中也可定义传感器具有开关机功能，则当系统处于关机状态时，在用户处于紧急状态情况下，只需直接触控传感器就可以自动开机并进入监测状态，为直接准确及时采集数据提供了方便，赢得了时间；同时，由于生物医疗健康数据采集电路由电池或独立的电源供电，即使系统处于关机状态，也可定义使采集电路处于运行状态，并保存好所采集的数据，有助于降低系统功耗，增加电池续航时间，并实现真正的不间断生命体征监测。

而且，由于指纹、心电、脉搏和声音等生物医疗健康数据具有生物的独特性，因此可以用来标示用户的身份；所以，通过该按键控制方法，使传感器兼具输入键功能后，除了在开机时，即使在用户使用过程中也可实时不间断的校验和区分当前使用者身份，进一步增强该终端系统的安全性和使用者数据的正确性。

【附图说明】

图1是本实用新型装置简单结构示意图；

图2是本实用新型主电路板简框图；

图3是本实用新型实施例一的原理示意图；

图4是本实用新型实施例二的原理示意图；

图5是本实用新型实施例三的原理示意图；

图6本实用新型的人机输入信号处理流程图。

【具体实施方式】

实施例一

一种移动终端的按键控制系统，如图1至图3、图6所示，包括壳体10和设置于壳体10内的中央处理单元11，在壳体10内安装有与中央处理单元11通信连接的控制处理单元1，壳体10上设有两个便于与使用者触接的测量电极2，在测量电极2与控制处理单元1之间还分别设有将测量到身体感应信号反馈至控制处理单元1的身体感应电路3和将测量到生命体征数据信息反馈至控制处理单元1的生物医疗健康参数采集电路4；在壳体10内还设有对中央处理单元11和控制处理单元1进行供电管理的电源管理单元6；所述控制处理单元1对身体感应电路3和生物医疗健康参数采集电路4反馈的信息分别进行识别和处理并确定是否向中央处理单元11通信或直接通知电源管理单元6去控制开关机。

其中，该实施例中采用测量电极2直接接触体表产生输入信号。生物医疗健康参数采集电路4采集的生命体征数据包括皮肤、心电、体温、脑电、心率、肌电、呼吸和人体电阻抗信息。

使用时，当手指触摸或按压测量电极2时，身体感应电路3(比如电极脱落检测等)采集到手指的操作，产生相应的触控或离开人机事件给控制处理单元1的传感处理程序；如图6所示，传感处理程序处理输入事件，依据预先定义的规则分析该输入事件，并发出相应控制指令：即给开关机电路信号到电源管理单元6去控制开或关机、或控制传感器本身、或直接当作输入用户界面事件送给中央处理单元11。

当该系统中定义了测量电极2具有开关机功能时，则为了保证系统正常开机，如图3所示的模块电路，其电源须由电池或独立的开关机电源提供。在关机状态下测量电极2通过采集电路和独立的开关机电源继续连续不间断对生命体征监测并保存所采集的数据，并在开机后进行数据的上传；这样，即使系统处于关机状态下仍可开启生命体征数据的采集并保存，有助于降低系统功耗，增加电池续航时间，并实现真正的不间断生命体征监测。

实施例二

如图1和图4所示，在壳体10上还开设有便于处理用户所引入的人机输入事件的传感器5，所述传感器5安装于壳体上设置的感应开窗口50内，控制处理单元1对传感器5测量到的人机输入事件分别进行识别和处理并确定是否向中央处理单元11通信或直接通知电源管理单元6去控制开关机。其中，传感器感测的人机输入事件包括但不限于人体接近感应开窗口时电容、电感、磁场或光信号变化来测得的人体接近、离开或触摸等，该人体生命参数包括皮肤、体温、心率、血压、血氧浓度、指纹、情绪、呼吸和人体电阻抗信息。

当身体接近或触摸传感器感应区时，传感器产生接近、触摸或离开事件给控制处理单元1的传感处理程序，传感处理程序根据图6流程图处理该输入事件。

另外，该实施例的壳体10上还可以开设有便于语音输入的拾音孔7，拾音孔7与控制处理单元1之间还设有将测量到语音信号反馈至控制处理单元1的拾音电路8，控制处理单元1对所述拾音电路测量到的语音信号进行识别和处理并确定是否向中央处理单元11通信或直接通知电源管理单元6去控制开关机。壳体10内还安装有与控制处理单元1连接的运动传感器9，运动传感器9将检测用户的动作或手势并转换为人机输入信号给控制处理单元1。即可以选择性的定义通过声音作为人机输入时，该系统通过拾音电路8将声音转换为人机输入信号，并反馈至控制处理单元1的传感处理程序处理。当然，也可选择性的定义具有加速度和角速度的运动传感器9，运动传感器将检测用户的动作或手势并转换为人机输入信号，并反馈至控制处理单元1的传感处理程序处理。即该实施例通过传感器5测量的电容、电感、磁场、声音、光、动作变化等间接方式产生输入信号。

当系统中定义了传感器具有开关机键功能时，其电路电源须由电池或独立的开关机电源提供。

实施例三

如图5所示，与实施例一和实施例二的不同之处在于，实际就是以上两个实施例结合，并由共同的传感处理程序来处理；同样，控制处理单元1的传感处理程序，根据图6流程图一样处理所有输入事件；当系统中定义了传感器具有开关机功能时，其电路电源须由电池或独立的开关机电源提供；通过结合操作各种类型的传感器，支持声光触或动作手势等多种方式联合协调运行，实现各种灵活多样的组合快捷键功能。

以上所述实施例只是为本实用新型的较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，除了具体实施例中列举的情况外，凡依本实用新型之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种生物医疗健康的人机输入系统，包括壳体和设置于壳体内的中央处理单元，其特征在于：

所述壳体内安装有与中央处理单元通信连接的控制处理单元，所述壳体上设有便于与使用者触接的测量电极，所述测量电极与控制处理单元之间还分别设有将测量到身体感应信号反馈至控制处理单元进行开启与关闭控制的身体感应电路和将测量到生命体征数据信息反馈至控制处理单元的生物医疗健康参数采集电路；

所述壳体内还设有对中央处理单元和控制处理单元进行供电管理的电源管理单元；

所述控制处理单元对身体感应电路和生物医疗健康参数采集电路反馈的信息分别进行识别和处理并确定是否向中央处理单元通信或直接控制开关机。

2.根据权利要求1所述的一种生物医疗健康的人机输入系统，其特征在于，所述壳体内装有便于处理用户所引入的人机输入事件的传感器，所述控制处理单元对所述传感器测量到的人机输入事件分别进行识别和处理并确定是否向中央处理单元通信或直接控制开关机；所述壳体上设置有传感感应窗口，所述传感器同时负责所述生命体征数据采集。

3.根据权利要求2所述的一种生物医疗健康的人机输入系统，其特征在于，所述传感器还具有开关机功能，所述身体感应电路、生物医疗健康参数采集电路、控制处理单元和传感器由电池或独立的开关机电源提供供给电源；在关机状态下所述传感器通过采集电路和独立的开关机电源继续连续不间断对生命体征监测并保存所采集的数据，并在开机后进行数据的上传。

4.根据权利要求1所述的一种生物医疗健康的人机输入系统，其特征在于， 所述壳体上还开设有便于语音输入的拾音孔，所述拾音孔与控制处理单元之间还设有将测量到语音信号反馈至控制处理单元的拾音电路，所述控制处理单元对所述拾音电路测量到的语音信号进行识别和处理并确定是否向中央处理单元通信。

5.根据权利要求1所述的一种生物医疗健康的人机输入系统，其特征在于，所述壳体内还安装有与控制处理单元连接的运动传感器，运动传感器将检测用户的动作或手势并转换为人机输入信号给控制处理单元。