CN212281344U - 一种基于stm32的可监测心率的耳夹 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及心率监测设备技术领域，尤其为一种基于STM32的可监测心率的耳夹，包括第一夹体、第二夹体以及反射式光电脉搏传感器，所述第一夹体和第二夹体的尾端铰接，且在铰接处设有弹性件，所述反射式光电脉搏传感器嵌装在第一夹体的内侧，在该第一夹体内安装有单片机、蓝牙模块以及电源模块，所述单片机与反射式光电脉搏传感器以及蓝牙模块连接，所述电源模块与单片机连接，所述第一夹体和第二夹体的内侧具有防滑结构。本实用新型，在反射式光电脉搏传感器对耳垂进行心率数据采样，通过耳夹能够更好的使传感器与人体的皮肤贴合，减少外部信号的干扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及心率监测设备技术领域，具体为一种基于STM32的可监测心率的耳夹。
背景技术
现有的心率监测穿戴设备在检测方式上一般有电极传感测量、光学传感测量以及生物阻抗测量。
其中，电极传感测量：如市面上最广泛使用的心率带，通过两片导电橡胶，侦测心脏跳动时所产生的微量电差，然后通过无线信号或有线传输到运动终端，从而获得即时的心率信息。因为佩戴的位置与心脏最为接近，同时心率带与皮肤进行了物理的接触，所以这种胸挂式心率带采集的数据具有一定的稳定性与可靠性。但也存在着使用外观、佩戴不适等缺点。
光学传感测量：利用此技术的心率监测设备无需对皮肤进行接触，只需要感应器发出的光束照射到皮肤表面，然后通过光电感应元件来侦测皮肤下血液流动的变化，借此分析脉搏的讯号而计算出即时的心率数据。由于不需要对身体进行物理上的接触，省去了额外佩戴附件的烦恼。如市面上的心率手环。但是监测到的数据与实际的数据差距较大，监测到的数据起到参考的作用较小。
生物阻抗测量：生物阻抗传感器可以实时测量心率。由于血液的电阻抗低于其他生理组织，血液流过的时候呈现低阻，因此在血管切向测量电阻抗，就可以实时获得心率。但在运动状态上，稳定性和可靠性较低。又因为不是直接测量心率，所以应用的比较少。
总之，从手指、手腕上来采集心率的数据不具有稳定性因为在活动的过程中会有来自环境的噪声来影响数据；而从心胸来采集心率数据稳定性是很高，但在佩戴的过程中很繁琐。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于STM32的可监测心率的耳夹，以解决上述背景技术中提出的问题。所述的基于STM32的可监测心率的耳夹，在反射式光电脉搏传感器对耳垂进行心率数据采样，通过耳夹能够更好的使传感器与人体的皮肤贴合，减少外部信号的干扰。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种基于STM32的可监测心率的耳夹，包括第一夹体、第二夹体以及反射式光电脉搏传感器，所述第一夹体和第二夹体的尾端铰接，且在铰接处设有弹性件，所述反射式光电脉搏传感器嵌装在第一夹体的内侧，在该第一夹体内安装有单片机、蓝牙模块以及电源模块，所述单片机与反射式光电脉搏传感器以及蓝牙模块连接，所述电源模块与单片机连接，所述第一夹体和第二夹体的内侧具有防滑结构。
优选的，所述防滑结构为泡棉垫片，该泡棉垫片粘贴在第一夹体和第二夹体的内侧，所述泡棉垫片的外侧具有防滑纹路。
优选的，所述泡棉垫片处于第一夹体和第二夹体首端的内侧，且靠近反射式光电脉搏传感器。
优选的，所述第一夹体和第二夹体的尾端处设置有带销的铰接耳，所述弹性件为扭簧，所述扭簧套装在在销上，该扭簧的两个端部分别与第一夹体、第二夹体连接。
优选的，所述第一夹体的尾端侧壁上设有USB接口，该USB接口与电源模块、单片机连接。
优选的，还包括弹性带，该弹性带的一端与第一夹体的首端连接，另一端穿过第二夹体首端的环体。
优选的，所述蓝牙模块与显示终端通信连接，该显示终端包括手机以及平板电脑。
优选的，所述反射式光电脉搏传感器的型号为Pulse Sensor，所述单片机的型号为STM32F401RET6，所述蓝牙模块的型号为CC2541-S3 BLE4.0蓝牙。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型，心率采集过程中是从人体的耳垂部位采用反射式光电脉搏传感器(简称传感器)来采集心率，因为在该耳夹中设置了防滑结构以及弹性带，在运动的过程中传感器与人体耳垂皮肤紧密贴合从很大程度上减少了外部的噪声，具有防脱落、佩戴简单和测量数据准确等优点。
本实用新型，解决了在以往的心率监测系统中有监测到的数据与实际的数据差距较大，监测到的数据并不能起到参考的作用。通过在监测心率的耳夹中传感器与耳垂紧密贴合，中间没有空隙使来自环境的干扰大大降低，能够更准确的监测心率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型侧视图示意图；
图3为本实用新型夹戴到耳朵上的示意图；
图4为本实用新型原理框图。
图中：1第一夹体、2第二夹体、3反射式光电脉搏传感器、4单片机、5蓝牙模块、6电源模块、7USB接口、8弹性带、9环体、10铰接耳、11销、12弹性件、13泡棉垫片、14耳朵。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1～4，本实用新型提供一种技术方案：
一种基于STM32的可监测心率的耳夹，包括第一夹体1、第二夹体2以及反射式光电脉搏传感器3，所述第一夹体1和第二夹体2的尾端铰接，且在铰接处设有弹性件12，所述反射式光电脉搏传感器3嵌装在第一夹体1的内侧，在该第一夹体1内安装有单片机4、蓝牙模块5以及电源模块6，所述单片机4与反射式光电脉搏传感器3以及蓝牙模块5连接，所述电源模块6与单片机4连接，所述第一夹体1和第二夹体2的内侧具有防滑结构。
具体的，所述防滑结构为泡棉垫片13，该泡棉垫片13粘贴在第一夹体1和第二夹体2的内侧，所述泡棉垫片13的外侧具有防滑纹路。所述泡棉垫片13处于第一夹体1和第二夹体2首端的内侧，且靠近反射式光电脉搏传感器3。如图1所示，由于在第一夹体1和第二夹体2首端的内侧粘贴了泡棉垫片13，而该泡棉垫片13上又有防滑纹路，所以在将该耳夹如图3所示的夹戴到使用者的耳朵14耳垂处时，可以大大增大该耳夹与耳垂皮肤佩戴时的摩擦力，使得该耳夹牢牢的佩戴在耳朵14的耳垂处，避免轻易的脱落，而且泡棉垫片13本身具有一定的柔性，使得佩戴更为舒适。
具体的，所述第一夹体1和第二夹体2的尾端处设置有带销11的铰接耳10，所述弹性件12为扭簧，所述扭簧套装在在销11上，该扭簧的两个端部分别与第一夹体1、第二夹体2连接。如图1、2所示，在使用时，按压第一夹体1和第二夹体2的尾端，使得二者首端张开，然后夹在耳朵14的耳垂处，在弹性件12(扭簧)的作用下，将该耳夹佩戴到使用者的耳朵14上，根据实际所需选择合适的弹性系数的扭簧，以佩戴时第一夹体1和第二夹体2没有对耳垂夹紧感即可。
具体的，所述第一夹体1的尾端侧壁上设有USB接口7，该USB接口7与电源模块6、单片机4连接。如图1、4所示，通过设置了USB接口7可以为电源模块6充电，也方便上位机(通过RS232串口)对单片机4下载运行程序。
具体的，还包括弹性带8，该弹性带8的一端与第一夹体1的首端连接，另一端(自由端)穿过第二夹体2首端的环体9。如图3所示，由于设置了弹性带8，在将该耳夹夹戴到耳朵14的耳垂处时，弹性带8可以进一步防止该耳夹在佩戴时脱落，由于采用弹性带8的自由端穿过环体9，然后系活结，这样可以调节弹性带8的松紧程度，以适应不同人群佩戴。
具体的，所述蓝牙模块5与显示终端通信连接，该显示终端包括手机以及平板电脑。如图1、4所示，通过蓝牙模块5，可以将该耳夹检测的信号传递到显示终端，使用者通过显示终端可以去读心率数据。而显示终端包括但不限于手机以及平板电脑等移动终端，还可以为(带蓝牙或无线收发模块)显示屏如LCD510。当然也可根据实际需要，还包括设置在第一夹体1内的无线收发模块NRF24L01，与单片机4连接，也可以与显示终端无线通信连接。
本实用新型，第一夹体1和第二夹体2的形状可以为正方形、长方形或圆形，本实施例中采用圆形，材质为食品级的硅胶、橡胶或熟塑料等，直径为25～40mm，厚5～7mm，STM32F401RET6封装为64-LQFP(10x10)，反射式光电脉搏传感器3的LED发绿光。
本实用新型，所述反射式光电脉搏传感器3的型号为Pulse Sensor，所述单片机4的型号为STM32F401RET6，所述蓝牙模块的型号为CC2541-S3BLE4.0蓝牙，无线收发模块NRF24L01，电源模块是微体积电源，采用深圳市旭日华电科技有限公司生产的3.7-5V聚合物锂电池或深圳市力威特新能源科技有限公司生产的3.7-5V充电扣式锂电池，尺寸和容量可根据实际尺寸加工定制。上述传感器、单片机、蓝牙等尺寸体积、重量微小，功耗低，便于集成安装到第一夹体1内，第一夹体1上还安装有开关(图中未示出)。该耳夹的原理如图4所示，其连接、通信、充电等为现有技术，具体可参照基于STM32_NUCLEO的心率检测仪设计(北京联合大学，作者-陈景霞等)、基于STM32的无线脉搏检测系统的设计(哈尔滨石油学院，作者-王朝阳等)等，在此不详述。当然采用其他单片机、蓝牙、脉搏传感器等也可，只要能实现上述检测、监测的目的即可，本实施例不做限定。
本实用新型，心率采集过程中是从人体的耳垂部位采用反射式光电脉搏传感器3(简称传感器)来采集心率，因为在该耳夹中设置了防滑结构以及弹性带8，在运动的过程中传感器与人体耳垂皮肤紧密贴合从很大程度上减少了外部的噪声，具有防脱落、佩戴简单和测量数据准确等优点。
本实用新型，解决了在以往的心率监测系统中有监测到的数据与实际的数据差距较大，监测到的数据并不能起到参考的作用。通过在监测心率的耳夹中传感器与耳垂紧密贴合，中间没有空隙使来自环境的干扰大大降低，能够更准确的监测心率。
本实用新型：
1、电源模块对其他模块进行供电，首先通过反射式光电脉搏传感器3中的LED发光源向人体皮肤发射绿光(人体的皮肤在本发明中指耳垂皮肤；发射绿光是因为绿光更容易被血红蛋白吸收，信噪比也比其他光源要好)透过皮肤组织反射回来的光被接收并转换成电信号再经过AD转换成数字信号(光信号—>电信号—>数字信号)。
2、然后经过传感器滤波电路对数字信号进行筛选，滤除噪声信号，在经过信号放大电路对信号放大，之后传输到单片机STM32.
3、通过STM32中下载好的心率算法程序算出每分钟的心率，最后通过蓝牙模块(或无线收发模块NRF24L01)传输给显示终端显示，使用者可以读取到心率数据，从而实现可心率数据可监测。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种基于STM32的可监测心率的耳夹，包括第一夹体(1)、第二夹体(2)以及反射式光电脉搏传感器(3)，其特征在于：所述第一夹体(1)和第二夹体(2)的尾端铰接，且在铰接处设有弹性件(12)，所述反射式光电脉搏传感器(3)嵌装在第一夹体(1)的内侧，在该第一夹体(1)内安装有单片机(4)、蓝牙模块(5)以及电源模块(6)，所述单片机(4)与反射式光电脉搏传感器(3)以及蓝牙模块(5)连接，所述电源模块(6)与单片机(4)连接，所述第一夹体(1)和第二夹体(2)的内侧具有防滑结构。
2.根据权利要求1所述的一种基于STM32的可监测心率的耳夹，其特征在于：所述防滑结构为泡棉垫片(13)，该泡棉垫片(13)粘贴在第一夹体(1)和第二夹体(2)的内侧，所述泡棉垫片(13)的外侧具有防滑纹路。
3.根据权利要求2所述的一种基于STM32的可监测心率的耳夹，其特征在于：所述泡棉垫片(13)处于第一夹体(1)和第二夹体(2)首端的内侧，且靠近反射式光电脉搏传感器(3)。
4.根据权利要求1所述的一种基于STM32的可监测心率的耳夹，其特征在于：所述第一夹体(1)和第二夹体(2)的尾端处设置有带销(11)的铰接耳(10)，所述弹性件(12)为扭簧，所述扭簧套装在销(11)上，该扭簧的两个端部分别与第一夹体(1)、第二夹体(2)连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于STM32的可监测心率的耳夹，其特征在于：所述第一夹体(1)的尾端侧壁上设有USB接口(7)，该USB接口(7)与电源模块(6)、单片机(4)连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于STM32的可监测心率的耳夹，其特征在于：还包括弹性带(8)，该弹性带(8)的一端与第一夹体(1)的首端连接，另一端穿过第二夹体(2)首端的环体(9)。
7.根据权利要求1所述的一种基于STM32的可监测心率的耳夹，其特征在于：所述蓝牙模块(5)与显示终端通信连接，该显示终端包括手机以及平板电脑。
8.根据权利要求1所述的一种基于STM32的可监测心率的耳夹，其特征在于：所述反射式光电脉搏传感器(3)的型号为Pulse Sensor，所述单片机(4)的型号为STM32F401RET6，所述蓝牙模块的型号为CC2541-S3 BLE4.0蓝牙。
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| WO2023115240A1 (zh) * | 2021-12-20 | 2023-06-29 | 深圳迈瑞动物医疗科技股份有限公司 | 血氧传感器、防滑件及防滑件组 |
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