CN215384030U - 可穿戴设备心率传感模块测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可穿戴设备心率传感模块测试系统，包括：测试基座，所述测试基座包括：测试光源，所述测试光源设置在所述测试基座上，所述测试光源对应待测可穿戴设备心率传感模块中的待测光敏传感器，所述测试光源可朝向所述待测光敏传感器发光；和测试光敏传感器，所述测试光敏传感器设置在所述测试基座上，所述测试光敏传感器对应待测可穿戴设备心率传感模块中的待测光源，所述测试光敏传感器可接收所述待测光源发出的光信号。本实用新型所提供的可穿戴设备心率传感模块测试系统，测试模式、测试条件均可以动态调整，使得测试过程更为灵活并可以模拟可穿戴设备佩戴状态下的运行场景。

Description

可穿戴设备心率传感模块测试系统

技术领域

本实用新型属于电子设备技术领域，尤其涉及一种可穿戴设备心率传感模块测试系统。

背景技术

心率是生命体征最重要的参数之一。高端可穿戴设备通常均配备心率检测功能。心率检测主要采用光电容积脉搏波描记法，即通过光学心率传感器实现心率检测。光学心率传感器中设置有LED灯，LED发光射向皮肤，透过皮肤组织反射回的光被光敏传感器接受并转换成电信号，再经过模数转换成数字信号。不难理解，相较于LED灯发出的光，光敏传感器接收到的信号是有衰减的。这部分衰减由人体组织导致。但是，其中肌肉、骨骼、静脉以及其它连接组织等等对光的吸收是基本不变的，尤其是在测量部位处于相对静止的状态下。但血液不同。由于动脉里有血液流动，且随着血液流动状态的不同，对光的吸收也会随之变换，光信号衰减量也会发生变化。这样，当经过光敏传感器和模数转换之后，血液流动对光的吸收有变化而其它组织对光的吸收基本不变，这样信号即可以近似看作直流信号和交流信号，提取出其中的交流信号，就能反应出血液流动的特点。

不难看出，对于设置在可穿戴设备中的光学心率传感器来说，其中设置有一个发射端和一个接收端。可穿戴设备出厂检测时，生产线上通常设置一个暗室，将设置有光学心率传感器的可穿戴设备置于暗室中利用色卡进行测试。LED发出的光照射到色卡上后被光敏传感器接收，经后即电路放大处理后分析判定。因此，在测试时，发射端和接收端是同时测试的，测试条件相对单一，无法模拟出真实的使用场景。而如果判定出产品不良时，也无法确定是发射端的问题还是接收端的问题，测试效率相对较低。

发明内容

本实用新型针对现有技术中可穿戴设备出厂检测时发射端和接收端同时测试，测试条件单一，无法模拟出真实的使用场景，也无法确定是发射端故障或者接收端故障导致测试效率相对较低的问题，设计并提供一种可穿戴设备心率传感模块测试系统。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种可穿戴设备心率传感模块测试系统，包括：测试基座，所述测试基座包括：测试光源，所述测试光源设置在所述测试基座上，所述测试光源对应待测可穿戴设备心率传感模块中的待测光敏传感器，所述测试光源可朝向所述待测光敏传感器发光；和测试光敏传感器，所述测试光敏传感器设置在所述测试基座上，所述测试光敏传感器对应待测可穿戴设备心率传感模块中的待测光源，所述测试光敏传感器可接收所述待测光源发出的光信号。

进一步的，所述测试基座还包括第一通信模块；所述可穿戴设备心率传感模块测试系统还包括：上位机，所述上位机分别通信连接所述第一通信模块，以及通信连接待测可穿戴设备心率传感模块中的第二通信模块。

进一步的，所述测试基座还包括：驱动电路，所述驱动电路电连接所述测试光源；和处理芯片，所述处理芯片的第一输出端口电连接所述驱动电路，所述处理芯片的第一输入端口电连接所述第一通信模块。

进一步的，所述测试基座还包括：模拟信号放大电路，所述模拟信号放大电路一端电连接所述测试光敏传感器，另一端电连接所述处理芯片的第二输入端口，所述处理芯片的第二输出端口电连接所述第一通信模块；所述处理芯片的第三输出端口电连接所述测试光敏传感器。

进一步的，所述上位机生成并输出第一测试信号至所述第一通信模块，所述处理芯片经由所述第一通信模块接收所述第一测试信号，生成并输出第一驱动信号至所述测试光源，所述测试光源朝向所述待测光敏传感器发光。

进一步的，所述上位机生成并输出第二测试信号至所述第一通信模块，所述处理芯片经由所述第一通信模块接收所述第二测试信号，生成并输出第二驱动信号至所述测试光敏传感器，所述测试光敏传感器接收所述待测光源发出的光信号。

优选的，所述测试光源和所述待测光源为相同颜色的单色LED。

优选的，所述测试光源和所述待测光源为绿色LED。

可选的，所述上位机与所述第一通信模块无线通信连接，所述上位机与所述第二通信模块无线通信连接。

可选的，所述上位机与所述第一通信模块有线通信连接，所述上位机与所述第二通信模块无线通信连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型所提供的可穿戴设备心率传感模块测试系统，测试模式、测试条件均可以动态调整，使得测试过程更为灵活并可以模拟可穿戴设备佩戴状态下的运行场景。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1 为本实用新型所提供的可穿戴设备心率传感模块测试系统第一种实施例的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的可穿戴设备心率传感模块测试系统第二种实施例的结构示意图；

图3为如图1所示的可穿戴设备心率传感模块测试系统的电路连接示意框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为解决现有技术中可穿戴设备出厂检测时发射端和接收端同时测试，测试条件单一，无法模拟出真实的使用场景，也无法确定是发射端故障或者接收端故障，导致测试效率相对较低的问题，一种新设计的可穿戴设备心率传感模块测试系统如图1所示。参照图1，这种测试系统主要包括作为载体的测试基座10，作为配套发射端的测试光源11以及作为配套接收端的测试光敏传感器12。测试光源11和测试光敏传感器12分别固定设置在测试基座10上。测试光源11和测试光敏传感器12可以凸出于测试基座10的端面设置，也可以置于测试基座10中并采用透明材料封装。测试光源11对应待测可穿戴设备传感模块中的待测光敏传感器21，测试光源11可朝向待测光敏传感器21发光。而测试光敏传感器12则对应待测可穿戴设备心率传感模块中的待测光源22，测试光敏传感器12可接收待测光源22发出的光信号。测试基座10上的测试光源11以及测试光敏传感器12可以分别独立驱动，测试光源11配合待测可穿戴设备心率传感模块中的待测光敏传感器21进行测试，测试光敏传感器12配合可穿戴设备心率传感模块中的待测光源22进行测试，或者同时进行测试，测试模式、测试条件均可以动态调整，使得测试过程更为灵活并可以模拟可穿戴设备佩戴状态下的运行场景。

在一些可选的实施方式中，受限于不同的可穿戴设备的工业设计造型，不同待测可穿戴设备心率传感模块中的待测光源22以及待测光敏传感器21之间的距离可能不同，为了便于调整，在测试基座10上可以设置有滑轨（图中未示出），测试光源11和测试光敏传感器12与滑轨滑动连接，根据待测光源22以及待测光敏传感器21之间的距离调整测试光源11和测试光敏传感器12之间的距离。测试时，还可以配套设置支架（图中未示出），并将待测可穿戴设备心率传感模块，或者设置有心率传感模块的待测可穿戴设备固定设置于支架上。支架可以与测试基座10固定连接，待测可穿戴设备心率传感模块固定设置与支架上的设定位置处，以固定待测可穿戴设备心率传感模块与测试基座10之间的距离。支架上还可以设置电机，电机驱动待测可穿戴设备按照一定频率动作，形成动态的测试场景。除了支架之外，还可以在测试基座10上设置第一卡接结构16，在待测可穿戴设备一侧设置与第一卡接接口配合的第二卡接结构25，测试时，第一卡接结构16和第二卡接接口卡合连接，以固定待测可穿戴设备心率传感模块与测试基座10之间的距离。优选的，第一卡接结构16和第二卡接结构25中的一者为向外伸出的凸出部，另一者为卡槽。

为实现独立驱动检测，测试基座10还包括第一通信模块13。与之对应的，可穿戴设备心率传感模块测试系统中还包括上位机30。上位机30分别通信连接第一通信模块13，以及通信连接待测可穿戴设备心率传感模块中的第二通信模块23。通信连接的具体方式包括有线通信连接或者无线通信连接，即上位机30可以与第一通信模块13进行有线通信或者无线通信，同时还可以与第二通信模块23进行有线通信或者无线通信。无线通信可以是一对一的通信模式，或者通过局域网中的一个或多个服务器通信，或者通过云服务器通信。由于可穿戴设备中通常选择蓝牙低功耗片上系统作为主控芯片24，因此，上位机30优选与第二通信模块23无线通信连接。

如图3所示，为了形成测试光源11的独立驱动路径，测试基座10中还设置有驱动电路17和处理芯片14。驱动电路17电连接测试光源11，处理芯片14的第一输出端口OUT1电连接驱动电路17，处理芯片14的第一输入端口IN1电连接第一通信模块13。上位机30生成并输出第一测试信号至第一通信模块13，处理芯片14经由第一通信模块13接收第一测试信号，生成并输出第一驱动信号至驱动电路17，驱动电路17驱动测试光源11朝向待测光敏传感器21发光。上位机30与第一通信模块13之间可以采用无线通信连接，也可以采用有线通信连接。例如在测试基座10上设置有串行接口，通过通信线缆连接上位机30。实际测试时，由驱动电路17驱动的测试光源11的光强可以是连续变化的，变化的光强可以模拟出实际使用场景中动态的、经由人体反射后由待测光敏传感器21接收到的光信号，待测光敏传感器21接收到测试光源11所形成的、具有连续变化发射强度的光信号后，进行信号处理和放大，由主控芯片24计算出虚拟的心率值，从而测试待测光敏传感器21是否可以正常工作。主控芯片24也可以将处理和放大后的信号通过第二通信模块23传输至上位机30，由上位机30进行计算，测试待测光敏传感器21是否可以正常工作。基于测试光源11的独立驱动路径，还可以进行无光测试，处理芯片14保持测试光源11不发光，测试待测可穿戴设备心率传感模块的底噪；或者进行有光测试，驱动电路17测试光源11发出不同强度的光，待测光敏传感器21接收到测试光源11所形成的，具有不同发射强度的多组光信号后，进行信号处理和放大，分析采样信号的强度和质量。

参照图3，对应的，为了形成测试光敏传感器12的独立驱动路径，测试基座10中还设置有模拟信号放大电路15。模拟信号放大电路15一端电连接测试光敏传感器12，另一端电连接处理芯片14的第二输入端口IN2，处理芯片14的第二输出端口OUT2电连接第一通信模块13，处理芯片14的第三输出端口OUT3电连接测试光敏传感器12。上位机30生成并输出第二测试信号至第一通信模块13，处理芯片14经由第一通信模块13接收第二测试信号，生成并输出第二驱动信号至测试光敏传感器12，测试光敏传感器12接收待测光源22发出的光信号，形成对待测光源22的独立检测路径。在另一侧，上位机30与第二通信模块23无线通信连接。对待测光源22进行检测时，主控芯片24经由第二通信模块23接收待测光源22测试信号，以使得待测光源22发射设定强度的光信号，测试光敏传感器12即接收到光信号，并由模拟信号放大电路15对其处理，传输到处理芯片14进行计算；处理芯片14也可以通过第二输出端口OUT2将模拟信号放大电路15处理后的信号经由第一通信模块13输出至上位机30，由上位机进行计算，以检测待测光源22是否可以正常工作。

测试光源11和待测光源22均为单色LED，由于红光LED信号反馈微弱而非常容易受到外界干扰而造成测量数据不准确，测试光源11和待测光源22优选为绿色LED，绿色LED采样的信号信噪比高，容易检测，不容易受到运动、佩戴状态以及环境光的影响。与之配合的，驱动电路17即选用常见的LED驱动电路，在此不对LED驱动电路进行进一步限定，处理芯片14可以由单片机芯片或者其它可以实现同样功能的集成电路实现。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种可穿戴设备心率传感模块测试系统，其特征在于，包括：

测试基座，所述测试基座包括：

测试光源，所述测试光源设置在所述测试基座上，所述测试光源对应待测可穿戴设备心率传感模块中的待测光敏传感器，所述测试光源可朝向所述待测光敏传感器发光；和

测试光敏传感器，所述测试光敏传感器设置在所述测试基座上，所述测试光敏传感器对应待测可穿戴设备心率传感模块中的待测光源，所述测试光敏传感器可接收所述待测光源发出的光信号。

2.根据权利要求1所述的可穿戴设备心率传感模块测试系统，其特征在于，

所述测试基座还包括第一通信模块；

所述可穿戴设备心率传感模块测试系统还包括：

上位机，所述上位机分别通信连接所述第一通信模块，以及通信连接待测可穿戴设备心率传感模块中的第二通信模块。

3.根据权利要求2所述的可穿戴设备心率传感模块测试系统，其特征在于，

所述测试基座还包括：

驱动电路，所述驱动电路电连接所述测试光源；和

处理芯片，所述处理芯片的第一输出端口电连接所述驱动电路，所述处理芯片的第一输入端口电连接所述第一通信模块。

4.根据权利要求3所述的可穿戴设备心率传感模块测试系统，其特征在于：

所述测试基座还包括：

模拟信号放大电路，所述模拟信号放大电路一端电连接所述测试光敏传感器，另一端电连接所述处理芯片的第二输入端口，所述处理芯片的第二输出端口电连接所述第一通信模块；所述处理芯片的第三输出端口电连接所述测试光敏传感器。

5.根据权利要求4所述的可穿戴设备心率传感模块测试系统，其特征在于：

所述上位机生成并输出第一测试信号至所述第一通信模块，所述处理芯片经由所述第一通信模块接收所述第一测试信号，生成并输出第一驱动信号至所述测试光源，所述测试光源朝向所述待测光敏传感器发光。

6.根据权利要求4所述的可穿戴设备心率传感模块测试系统，其特征在于：

所述上位机生成并输出第二测试信号至所述第一通信模块，所述处理芯片经由所述第一通信模块接收所述第二测试信号，生成并输出第二驱动信号至所述测试光敏传感器，所述测试光敏传感器接收所述待测光源发出的光信号。

7.根据权利要求1至6任一项所述的可穿戴设备心率传感模块测试系统，

其特征在于：

所述测试光源和所述待测光源为相同颜色的单色LED。

8.根据权利要求7所述的可穿戴设备心率传感模块测试系统，

其特征在于：

所述测试光源和所述待测光源为绿色LED。

9.根据权利要求2至6任一项所述的可穿戴设备心率传感模块测试系统，

其特征在于：

所述上位机与所述第一通信模块无线通信连接，所述上位机与所述第二通信模块无线通信连接。

10.根据权利要求2至6任一项所述的可穿戴设备心率传感模块测试系统，

其特征在于：

所述上位机与所述第一通信模块有线通信连接，所述上位机与所述第二通信模块无线通信连接。

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