CN213488800U - 移动终端和心率监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种移动终端和心率监测装置，涉及心率监测领域。该移动终端包括中央处理器和心率传感器，中央处理器和心率传感器电连接，心率传感器设置在移动终端的屏幕上，移动终端在用户跑步时被放置于透明的跑步腰带中，跑步腰带贴着用户皮肤固定，且移动终端的屏幕朝向靠近用户皮肤的方向，心率传感器用于采集用户跑步时的心率信号，并将心率信号输出至中央处理器，中央处理器用于根据心率信号计算心率值。一方面，在不增加额外的心率监测设备的情况下利用移动终端实现了跑步心率值的监测，有效节约了成本；另一方面，通过将心率传感器设置在移动终端的屏幕上，能够有效提高心率值的测量准确度。

Description

移动终端和心率监测装置

技术领域

本实用新型涉及心率监测领域，具体而言，涉及一种移动终端和心率监测装置。

背景技术

随着人们生活水平的提高，在工作之余，越来越多的人参与到跑步运动中。

目前，用户想要监测跑步时的实时心率，往往需要佩戴专门的心率监测设备，通过监测的心率值来了解自己的跑步强度，给用户增加了额外的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种移动终端和心率监测装置，用户不需要佩戴额外的心率监测设备，通过移动终端可以实时监测跑步时的心率值，从而根据心率情况及时调整跑步强度。

第一方面，本实用新型实施例提供一种移动终端，包括中央处理器和心率传感器，所述中央处理器和所述心率传感器电连接，所述心率传感器设置在所述移动终端的屏幕上；

所述心率传感器用于采集用户跑步时的心率信号，并将所述心率信号输出至所述中央处理器；其中，所述移动终端在用户跑步时被放置于透明的跑步腰带中，所述跑步腰带贴着用户皮肤固定，且所述移动终端的屏幕朝向靠近用户皮肤的方向；

所述中央处理器用于根据所述心率信号计算心率值。

在可选的实施方式中，所述中央处理器和所述心率传感器贴装于所述移动终端的主板上。

在可选的实施方式中，所述心率传感器包括光发射器、光接收器、滤波电路、放大电路和模数转换电路，所述光接收器、滤波电路、放大电路和模数转换电路依次电连接；

所述光发射器用于发射至少一种颜色的光线到用户的皮肤组织；

所述光接收器用于接收所述至少一种颜色的光线经过皮肤组织反射后返回的反射光线，并将反射光线转换为电信号；

所述滤波电路用于对所述电信号进行滤波处理；

所述放大电路用于对滤波处理后的电信号进行放大处理；

所述模数转换电路用于将放大处理后的电信号进行模数转换，得到所述心率信号。

在可选的实施方式中，所述光发射器包括绿光发光二极管。

在可选的实施方式中，所述心率传感器还包括红外检测模块，所述红外检测模块用于检测所述移动终端是否被放置于跑步腰带中。

在可选的实施方式中，所述移动终端包括提示模块，所述提示模块与所述中央处理器电连接；

所述提示模块用于在所述心率值超过设定值时，发出提示信息。

在可选的实施方式中，所述提示模块包括喇叭和振动器中的至少一种；

所述喇叭用于语音播报所述心率值，还用于在所述心率值超过设定值时，发出语音提示信息；

所述振动器用于在所述心率值超过设定值时，发出振动提示信息。

在可选的实施方式中，所述移动终端还包括通信模块，所述通信模块与所述中央处理器电连接，所述通信模块用于将所述心率值传输到服务器。

在可选的实施方式中，所述移动终端还包括存储模块，所述存储模块与所述中央处理器电连接，所述存储模块用于存储所述心率值。

第二方面，本实用新型实施例提供一种心率监测装置，包括跑步腰带和前述实施方式任一项所述的移动终端，所述跑步腰带采用透明材质，所述跑步腰带用于放置所述移动终端。

本实用新型提供的心率监测装置包括跑步腰带和移动终端，移动终端包括中央处理器和心率传感器，中央处理器和心率传感器电连接，心率传感器设置在移动终端的屏幕上，移动终端在用户跑步时被放置于透明的跑步腰带中，跑步腰带贴着用户皮肤固定，且移动终端的屏幕朝向靠近用户皮肤的方向，心率传感器采集用户跑步时的心率信号，并将心率信号输出至中央处理器，中央处理器根据心率信号计算心率值。一方面，用户跑步时不需要佩戴额外的心率监测设备，只需穿戴透明的跑步腰带，让跑步腰带贴着用户皮肤固定，然后将移动终端放置于跑步腰带，且把移动终端的屏幕朝向靠近用户皮肤的方向，这样通过设置在移动终端的屏幕上的心率传感器就可以实时监测跑步时的心率信号，进而根据心率信号得出心率值，使用户根据心率情况及时调整跑步强度，即在不增加额外的心率监测设备的情况下利用移动终端实现了跑步心率值的监测，有效节约了成本；另一方面，由于移动终端的屏幕通常都是平整的，当移动终端的屏幕朝向靠近用户皮肤的方向放置于跑步腰带时，心率传感器能够比较完整地与用户皮肤表面贴合，从而能够有效提高心率值的测量准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的心率监测装置的一种组成示意图；

图2为本实用新型实施例提供的移动终端的一种结构框图；

图3为心率传感器在移动终端上的一种安装示意图；

图4为心率传感器的一种内部结构框图；

图5为GH301芯片的方框示意图；

图6为本实用新型实施例提供的移动终端的另一种结构框图；

图7为本实用新型实施例提供的心率监测装置的另一种组成示意图。

图标：10-心率监测装置；100-移动终端；200-跑步腰带；110-中央处理器；120-心率传感器；130-提示模块；140-通信模块；150-存储模块；121-光发射器；122-光接收器；123-滤波电路；124-放大电路；125-模数转换电路；126-红外检测模块；131-喇叭；132-振动器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1，为本实施例提供的心率监测装置10的一种组成示意图。该心率监测装置10包括移动终端100和跑步腰带200，该跑步腰带200采用透明材质，该跑步腰带200可用于放置该移动终端100。

在本实施例中，该移动终端100可以在用户跑步时被放置于透明的跑步腰带200中，跑步腰带200贴着用户皮肤固定，且移动终端100的屏幕朝向靠近用户皮肤的方向。

例如，用户在跑步时，将透明的跑步腰带200贴近小腹和腰部系紧，将移动终端100放置于该跑步腰带200中，且移动终端100的屏幕朝向用户的小腹。由于跑步时容易出汗，故该跑步腰带200既可以起到固定移动终端100的作用，也可以防止汗水浸透移动终端100。

在本实施例中，该移动终端100可以为手机。

请参阅图2，为本实施例提供的移动终端100的一种结构框图。该移动终端100包括中央处理器110和心率传感器120，中央处理器110和心率传感器120电连接，心率传感器120设置在移动终端100的屏幕上。

在本实施例中，考虑到移动终端100的背面通常设置有摄像头等部件，使得整个背面不平整，如果将心率传感器120设置在移动终端100的背面，当移动终端100的背面朝向靠近用户皮肤的方向放置于跑步腰带200时，心率传感器120不能完整地与用户皮肤表面贴合，存在一些间隙，从而影响心率值测量的准确度。因此，本实施例将心率传感器120设置在平整的屏幕上，可以有效提高心率值的测量准确度。

应当理解的是，在其他实施例中，如果移动终端100的背面和屏幕都是平整的，则心率传感器120既可以设置在移动终端100的背面，也可以设置在移动终端100的屏幕上，对此不做限制。

如图3所示，为心率传感器120在移动终端100上的一种安装示意图。该心率传感器120可以设置于移动终端100的屏幕顶部位置，心率传感器120贴在移动终端100的主板上，在移动终端100的屏幕顶部位置挖一个与心率传感器120大小基本一致的孔，类似于现有的挖孔屏手机的设计，装成整机后心率传感器120恰好位于移动终端100的正上方，不会占用过多的屏幕空间。

需要说明的是，图3仅是心率传感器120安装位置的一种示例图，在其他实施例中，心率传感器120还可以设置在屏幕的其他位置，本实用新型对此不做限制。

该心率传感器120用于采集用户跑步时的心率信号，并将心率信号输出至中央处理器110，该中央处理器110用于根据该心率信号计算心率值。

如此，用户跑步时不需要佩戴额外的心率监测设备，只需穿戴透明的跑步腰带200，让跑步腰带200贴着用户皮肤固定，然后将移动终端100放置于跑步腰带200，且把移动终端100的屏幕朝向靠近用户皮肤的方向，这样通过设置在移动终端100的屏幕上的心率传感器120就可以实时监测跑步时的心率信号，进而根据心率信号得出心率值，使用户根据心率情况及时调整跑步强度，即在不增加额外的心率监测设备的情况下利用移动终端100实现了跑步心率值的监测，有效节约了成本。此外，由于移动终端100的屏幕通常都是平整的，当移动终端100的屏幕朝向靠近用户皮肤的方向放置于跑步腰带200时，心率传感器120能够比较完整地与用户皮肤表面贴合，从而能够有效提高心率值的测量准确度。

可选地，在本实施例中，中央处理器110和心率传感器120可以贴装于移动终端100的主板上。通过直接贴装在主板的方式，可以不用额外增加FPC(柔性电路板)来连接中央处理器110和心率传感器120，故能有效节约成本。

可选地，请参照图4，为心率传感器120的一种内部结构框图。该心率传感器120可以包括光发射器121、光接收器122、滤波电路123、放大电路124和模数转换电路125，光接收器122、滤波电路123、放大电路124和模数转换电路125依次电连接。

该光发射器121用于发射至少一种颜色的光线到用户的皮肤组织。

在本实施例中，是基于光电容积脉搏波描记法(Photo Plethysmo Graphy，PPG)来测量心率，PPG是一种将光照进皮肤并测量因血液流动而产生的光散射的方法。该心率传感器120的工作方式为：日常正常使用移动终端100时，心率传感器120处于休眠状态，当移动终端100的心率监测功能打开时，屏幕灭屏，心率传感器120处于工作状态，通过光发射器121发出光线射向用户的皮肤组织。

在本实施例中，该光发射器121可以包括绿光发光二极管，用于发出绿色光线射向用户的皮肤组织。其中，绿光发光二极管的数量可以为2个。

需要说明的是，除了绿光发光二极管外，该光发射器121还可以包括发出其他颜色光线的发光二极管，例如发出红色光线的发光二极管。通过发射多种颜色的光线到用户的皮肤组织，能够增加心率监测的准确度。

该光接收器122用于接收至少一种颜色的光线经过皮肤组织反射后返回的反射光线，并将反射光线转换为电信号。

在本实施例中，由于皮肤下组织的血液流动，每次心脏泵血和静止时，光接收器122接收的光线不一样，透过皮肤组织反射回的反射光线被光接收器122接收并转换成电信号。以光发射器121发射绿色光线为例，光接收器122将会接收到绿色光线经过皮肤组织反射后返回的反射光线，然后将反射光线转换为电信号。

该滤波电路123用于对电信号进行滤波处理。

在本实施例中，通过滤波电路123的滤波处理，可以滤除掉周围的干扰和杂波。

该放大电路124用于对滤波处理后的电信号进行放大处理。

在本实施例中，通过放大电路124的放大处理，可以把微弱的信号放大。

该模数转换电路125用于将放大处理后的电信号进行模数转换，得到心率信号。

在本实施例中，通过模数转换电路125将模拟信号转换为数字信号，方便中央处理器110进行处理和运算，得出心率值。

可选地，该心率传感器120还可以包括红外检测模块126，该红外检测模块126用于检测移动终端100是否被放置于跑步腰带200中。

在本实施例中，该红外检测模块126可以采用红外发光二极管。红外发光二极管可以以脉冲的形式向外发射红外光，当红外光遇到障碍物的遮挡时，红外光会被障碍物反射回来，被反射回来的红外光可被光接收器122接收，经过模数转换后则可得到光强度值(光能量值)，该光强度值可以表征心率传感器120与用户皮肤之间的距离，距离不同，被反射回来的红外光的能量也不同。即距离越近，光强度值就越大，距离越远，光强度值就越小，故利用该红外发光二极管可以检测移动终端100是否被放置于跑步腰带200中。此外，由于光强度值可以表征心率传感器120与用户皮肤之间的距离，则可以根据该光强度值判断是否开启心率检测功能，从而有效降低功耗。在一个示例中，可以设定当光强度值表征心率传感器120距离用户皮肤小于或等于预设值(例如，1mm)时，打开心率传感器120进行心率检测；当光强度值表征心率传感器120距离用户皮肤大于预设值时，不开启心率传感器120，从而达到降低移动终端100功耗的目的。

在本实施例中，该心率传感器120可以采用图5所示的型号为GH301的低功率心率测量芯片。GH301是一款集成了3个LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)，一个光学接收器(PD)和模拟前端的心率传感器模块，具备超低功耗、超高精度、超薄厚度的特性。GH301负责心率信号的采集，通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)或I2C

(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)接口把采集的数据传送到中央处理器110，中央处理器110负责对数据的运算和处理。GH301芯片内置的三个LED，分别通过三路LED Driver驱动，该三个LED包括一个红外IR LED(850nm)和两个绿光GR LED(525nm)。一般情况下，红外IR LED用于检测移动终端100是否装进跑步腰带200，两个绿光GR LED用于心率检测。

可选地，请参照图6，该移动终端100还可以包括提示模块130，该提示模块130与中央处理器110电连接，该提示模块130用于在心率值超过设定值时，发出提示信息。

其中，该提示模块130可以包括喇叭131和振动器132中的至少一种，即可以包括喇叭131，或者包括振动器132，或者包括喇叭131和振动器132，本实施例中以包括喇叭131和振动器132为例，对提示模块130的工作原理进行说明。

该喇叭131用于语音播报心率值，还用于在心率值超过设定值时，发出语音提示信息。

在本实施例中，当移动终端100的心率监测功能被打开后，可以通过喇叭131对中央处理器110计算出的心率值进行语音播报，以便用户在跑步过程中及时知晓自己的跑步实时心率。该中央处理器110中可以预先存储设定值，当判断心率值超过该设定值时，可控制喇叭131发出语音提示信息，通过语音提醒用户调整跑步强度。

该振动器132用于在心率值超过设定值时，发出振动提示信息。

在本实施例中，当中央处理器110判断心率值超过设定值时还可以控制该振动器132发出振动提示信息，通过振动提醒用户调整跑步强度。

可选地，该移动终端100还可以包括通信模块140，该通信模块140与中央处理器110电连接，该通信模块140用于将心率值传输到服务器。

在本实施例中，该通信模块140可以为4G模块，当中央处理器110计算出心率值后，通过该通信模块140可将心率值传输到服务器。当用户打开与该服务器对应的跑步App(Application，应用程序)后，跑步App可以从服务器获取心率值，从而实时记录用户的跑步心率。

可选地，该移动终端100还可以包括存储模块150，该存储模块150与中央处理器110电连接，该存储模块150用于存储心率值。

也即是说，中央处理器110计算出心率值后，可以通过该存储模块150对该心率值进行保存。

下面，基于图7对本实施例提供的移动终端100的工作原理进行说明。如图7所示，用户在跑步时，将透明的跑步腰带200贴着用户皮肤(例如小腹和腰部)系紧，将移动终端100放置于该跑步腰带200中，移动终端100的屏幕朝向用户皮肤，使得屏幕上设置的心率传感器120与用户皮肤表面完整贴合。该心率传感器120的光发射器121采用两个绿光LED，红外检测模块126采用红外LED。红外LED以脉冲的形式向外发射红外光，可以检测移动终端100是否被放置于跑步腰带200中，两个绿光LED发出绿色光线射向用户的皮肤组织，光接收器122将会接收到绿色光线经过皮肤组织反射后返回的反射光线，然后将反射光线转换为电信号，将该电信号分别通过滤波电路123、放大电路124、模数转换电路125进行滤波、放大、模数转换处理后，得到心率信号传输给中央处理器110，中央处理器110分析计算得到心率值，通过存储模块150存储该心率值，通过4G网络可将心率值传输到服务器，通过喇叭131可对心率值进行语音播报，在心率值超过设定值时，还可通过喇叭131和振动器132同时语音和振动提醒用户调整跑步强度。整个跑步过程，用户不需要佩戴额外的心率监测设备，也不需要手持移动终端100，将手指一直放在心率传感器120上，极大方便了需要监测跑步心率值的用户。

综上所述，本实用新型提供的心率监测装置包括跑步腰带和移动终端，移动终端包括中央处理器和心率传感器，中央处理器和心率传感器电连接，心率传感器设置在移动终端的屏幕上，移动终端在用户跑步时被放置于透明的跑步腰带中，跑步腰带贴着用户皮肤固定，且移动终端的屏幕朝向靠近用户皮肤的方向，心率传感器用于采集用户跑步时的心率信号，并将心率信号输出至中央处理器，中央处理器用于根据心率信号计算心率值。一方面，用户跑步时不需要佩戴额外的心率监测设备，只需穿戴透明的跑步腰带，让跑步腰带贴着用户皮肤固定，然后将移动终端放置于跑步腰带，且把移动终端的屏幕朝向靠近用户皮肤的方向，这样通过设置在移动终端的屏幕上的心率传感器就可以实时监测跑步时的心率信号，进而根据心率信号得出心率值，使用户根据心率情况及时调整跑步强度，即在不增加额外的心率监测设备的情况下利用移动终端实现了跑步心率值的监测，有效节约了成本；另一方面，由于移动终端的屏幕通常都是平整的，当移动终端的屏幕朝向靠近用户皮肤的方向放置于跑步腰带时，心率传感器能够比较完整地与用户皮肤表面贴合，从而能够有效提高心率值的测量准确度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动终端，其特征在于，包括中央处理器和心率传感器，所述中央处理器和所述心率传感器电连接，所述心率传感器设置在所述移动终端的屏幕上；

所述心率传感器用于采集用户跑步时的心率信号，并将所述心率信号输出至所述中央处理器；其中，所述移动终端在用户跑步时被放置于透明的跑步腰带中，所述跑步腰带贴着用户皮肤固定，且所述移动终端的屏幕朝向靠近用户皮肤的方向；

所述中央处理器用于根据所述心率信号计算心率值。

2.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述中央处理器和所述心率传感器贴装于所述移动终端的主板上。

3.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述心率传感器包括光发射器、光接收器、滤波电路、放大电路和模数转换电路，所述光接收器、滤波电路、放大电路和模数转换电路依次电连接；

所述光发射器用于发射至少一种颜色的光线到用户的皮肤组织；

所述光接收器用于接收所述至少一种颜色的光线经过皮肤组织反射后返回的反射光线，并将反射光线转换为电信号；

所述滤波电路用于对所述电信号进行滤波处理；

所述放大电路用于对滤波处理后的电信号进行放大处理；

所述模数转换电路用于将放大处理后的电信号进行模数转换，得到所述心率信号。

4.根据权利要求3所述的移动终端，其特征在于，所述光发射器包括绿光发光二极管。

5.根据权利要求3所述的移动终端，其特征在于，所述心率传感器还包括红外检测模块，所述红外检测模块用于检测所述移动终端是否被放置于跑步腰带中。

6.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端包括提示模块，所述提示模块与所述中央处理器电连接；

所述提示模块用于在所述心率值超过设定值时，发出提示信息。

7.根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述提示模块包括喇叭和振动器中的至少一种；

所述喇叭用于语音播报所述心率值，还用于在所述心率值超过设定值时，发出语音提示信息；

所述振动器用于在所述心率值超过设定值时，发出振动提示信息。

8.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端还包括通信模块，所述通信模块与所述中央处理器电连接，所述通信模块用于将所述心率值传输到服务器。

9.根据权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端还包括存储模块，所述存储模块与所述中央处理器电连接，所述存储模块用于存储所述心率值。

10.一种心率监测装置，其特征在于，包括跑步腰带和权利要求1-9任一项所述的移动终端，所述跑步腰带采用透明材质，所述跑步腰带用于放置所述移动终端。

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