KR910002092B1

KR910002092B1 - Wirless heart beat pulse monitering device

Info

Publication number: KR910002092B1
Application number: KR1019890008097A
Authority: KR
Inventors: 서경진
Original assignee: 주식회사 세광플레져; 안영철
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1991-04-03
Also published as: KR910000085A

Abstract

The device is used for measuring the exercise dat a e.g. calorific value of phyical load during exercise, average heart rate, exercise intensity. The exercise data measure comprises a strap being worn round an exerciser chest, a sensor sensing cardiac pulses, a circuit for detecting, amplifying and oscillating the sensed cardiac pulse signal, a circuit (A) for wirelessly transmitting the oscillated signal, a circuit (3) for receiving the signal from the circuit (A), a micro-processor (4) for computing the exercise data by use of the detected cardiac pulse signal and input data e.g. weight, age, heart rate, keys (5) selecting (c) mode function, an input function and a reset function, and a clock (6) having a stop-watch function.

Description

Momentum measurement device of wireless detection method

제1도는 본 발명의 전체 브럭 다이어 그램.1 is an overall block diagram of the present invention.

제2도는 본 발명의 송신부의 세부 회로도.2 is a detailed circuit diagram of a transmitter of the present invention.

제3도는 본 발명의 수신부의 세부 회로도.3 is a detailed circuit diagram of a receiver of the present invention.

제4도는 본 발명의 계통도.4 is a schematic diagram of the present invention.

제5도는 본 발명의 사용상태도.5 is a use state of the present invention.

제6도는 본 발명의 모니터 구성도.6 is a monitor configuration diagram of the present invention.

제7도의 (a)도 내지 (n)도는 본 발명의 디스프레이 상태의 예시도.7 (a) to (n) are exemplary views of the display state of the present invention.

[발명의 상세한 설명] ·[Detailed Description of the Invention] ·

본 발명은 운동시 개인이 착용하여 심장의 맥동을 검출하고 이를 무선으로 모니터 본체에 송출하여 운동량이나 칼로리 소모상태, 운동점수, 운동후 회복을 최저 및 최고 맥박률, 평균심장 박동률등을 무선으로 검출, 측정 할 수 있도록한 무선방식의 운동 측정장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 가슴에 착용하여 심장의 맥동(맥박)을 검출하는 스트랩의 맥박 검출 신호를 무선으로 모니터 본체에 송출 할 수 있게 하여 운동시 사용자가 행동의 제약을 받지 않는 편안한 상태로 운동량등을 검출 할수 있도록 함과 동시에 코오드등의 접속 불량등에 의한 검출불안정 상태를 배제 시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention detects the pulsation of the heart worn by the individual during exercise and sends it wirelessly to the monitor body to wirelessly detect the minimum and maximum pulse rate, average heart rate, such as exercise amount, calories burned state, exercise score, recovery after exercise In particular, the present invention relates to a wireless type of motion measuring device that can measure, in particular the present invention is to be able to wirelessly transmit the pulse detection signal of the strap to detect the pulsation (pulse) of the heart worn on the chest to the monitor body It allows the user to detect the momentum in a comfortable state without being restricted by the behavior and at the same time excludes the unstable state due to the poor connection of the cord.

일반적으로 종래 휴대용 운동량 측정기에 있어서는 대체로 센서 어셈블리를 가슴 또는 손가락에 부착하고 모니터를 허리 또는 손목에 찬 상태에서 사용하도록 된 휴대용 운동량 측정기에 있어서는 모니터에 내장된 메모리부에 성별, 몸무게, 보폭등의 데이타를 입력 시켜 준 다음 사용자가 일정한 보폭으로 달리면 진동센서에 의해 발자국수(구보나 도보 횟수)를 검출하여 미리 입력된 보폭을 곱하여 거리를 산출하고 크리스탈발진 회로를 이용해 측정하는 경과시간으로 거리를 나누어 속도를 구해내어 해당 속에 따라 메모리 회로에 기억되어 있는 속도에 따른 산소 소비량 데이타에서 산소 소비량을 읽어낸 다음 일정공식에 의해 칼로리 소비량을 산출하여 나타나는 방법의 장치가 제공되고 있으나, 이는 산소 소비량을 산출하는 방법이 달린 거리를 시간으로 나눈 값인 속도를 구해내어야만 칼로리 소모량을 산출해 낼수 있는 관계로 걷기 또는 달리기이외의 불규칙적인 속도의 운동이나 일을 하였을 경우에는 운동량의 산출이 불가능할 뿐만아니라 운동강도의 측정 또한 어려워 효율적이고도 정확한 측정이 불가능한 결함이 있었다.In general, in the conventional portable exercise monitor, the sensor assembly is generally attached to the chest or the finger and the monitor is used while the waist or wrist is held, and in the memory unit built into the monitor, data such as sex, weight, and stride length are included. If the user runs with a certain stride length, the vibration sensor detects the number of footsteps (gubo or walking count), multiplies the stride length in advance, calculates the distance, and divides the distance by the elapsed time measured by the crystal oscillation circuit. The method of calculating the calorie consumption by calculating a calorie consumption by reading the oxygen consumption data from the oxygen consumption data according to the speed stored in the memory circuit according to the corresponding method is provided, but it is a method of calculating the oxygen consumption. Run down the street Since the calorie consumption can be calculated only by calculating the speed divided by the liver, it is impossible to calculate the amount of exercise in addition to the exercise or work at irregular speeds other than walking or running. There was a defect that cannot be accurately measured.

이와 같은 점을 감안하여 간단히 체중을 입력시킨 상태에서 수분간 휴식을 취하면 휴식시 심장박동을 측정하여 사용자의 운동시 심장 박동율에 따른 에어로빅 점수산출식을 연산하고 이를 이용해 운동시 가슴의 심장부에 착용한 스트랩에 의해 맥박수가 검출되면 스트랩의 맥박 검출신호가 코오드를 타고 모니터에 입력되어 에어로빅 점수가 계산되고 심장의 분당 평균 박동량을 계산하여 디스플레이 함으로서 정확히 그 운동량을 검출토록 하는 장치도 제공된 바 있으나, 이는 검출스트랩과 모니터 사이를 유선으로 연결하여 측정하게 하여 사용자의 활동에 많은 제약을 받게 되는 한편 과격한 행동이나 운동에 의하여 코오드의 불안정한 접속상태를 유발하게 되어 측정에 많은 오차가 발생되거나 측정 불가능한 상태를 유발케 되는 사용상의 결함이 있었다.Taking this into consideration, if you take a break for a few minutes while entering your weight, you can measure your heart rate at rest and calculate the aerobic score calculation according to your heart rate during exercise. When a pulse rate is detected by a strap, a pulse detection signal of a strap is inputted to a monitor through a code to calculate an aerobic score, and calculate and display an average heartbeat per minute of the heart. Wired connection between the detection strap and the monitor causes a lot of restrictions on the user's activity, and an unstable connection state of the cord is caused by violent actions or movements, resulting in many errors in the measurement or an unmeasurable state. Use defects there was.

따라서 본 발명은 상기과 같은 종래 유선 검출 방식의 불편과 결함을 제거하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명은 가슴의 심장부에 착용하는 스트랩과 손목에 주모니터 장치 사이의 맥박 검출 신호 송수신을 무선 방식으로 이루어지게 하여 착용자의 행동 제약이나 코오드 접속 불량등으로 인한 운동량의 측정 오차 발생을 제거하여 정확한 운동량을 측정할 수 있도록 함에 그 목적이 있는 것이다.Therefore, the present invention has been made to eliminate the inconvenience and defects of the conventional wired detection method as described above, the present invention is to wirelessly transmit and receive the pulse detection signal between the main monitor device to the wrist strap and wrist worn on the heart of the chest. The purpose is to remove the measurement error of the exercise amount due to the behavioral constraints of the wearer or poor connection to the cord to measure the exact amount of exercise.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 가슴의 심장부에 착용되는 스트랩에 심장의 맥동을 검출하여 이를 무선방식으로 송출하는 송신부와, 이 송신부의 신호를 수신하여 마이크로 프로세서에 입력시켜 주기위한 수신부와 이 수신된 맥동신호와 각종 모드를 나타내기 위한 키수단에 의하여 각종 테이타 신호를 연산, 기억 처리 하는 마이크로 프로세서와, 미이크로 프로세서의 신호에 따라 각종 데이타를 표시하기 위한 디스프레이부로 구성하여 가슴에 착용한 스트랩으로의 심장맥동 신호를 무선으로 송출받아 운동에 필요한 데이타를 나타낼 수 있도록 한 것으로, 이를 첨부한 도면에 따라 그 실시 상태를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.In order to achieve the above object, the present invention provides a transmitter for detecting a heart pulsation on a strap worn on the heart of the chest and transmitting it wirelessly, a receiver for receiving a signal from the transmitter and inputting the signal to a microprocessor. It consists of a microprocessor that calculates and stores various data signals by means of keyed pulsation signals and key means, and a display unit for displaying various data according to the signal of the microprocessor. The cardiac pulsation signal is transmitted to the wireless to indicate the data necessary for exercise, according to the accompanying drawings to explain the state in more detail as follows.

제1도는 본 발명의 전체적인 개요를 나타낸 브럭 다이어 그램이고, 제2도 및 제3도 본 발명의 송수신부를 나타낸 것으로, 본 발명은 가슴 심장부분에 밴드로 착용하는 스트랩(1)에는 심장의 맥동을 검출하는 센서(S)와 이 센서(S)에서 검출된 신호를 검파, 증폭하고 이 증폭된 신호를 2000-3000HZ의 주파수와 발진하기 위한 주파스 발진회로(2)와 이 발진신호를 무선 송출하는 코일(L₁)로 구성된 무선송신부(A)와, 무선송신부(A)의 신호를 무선수신하여 기억 내장된 각종 데이타를 나타내기 위한 수신모니터부(B)로 구성되어 있다.Figure 1 is a block diagram showing the overall outline of the present invention, Figures 2 and 3 show the transceiver of the present invention, the present invention is a strap (1) worn as a band on the heart region of the chest to the pulsation of the heart The sensor S to detect and the signal detected by the sensor S are detected and amplified, and the frequency oscillating circuit 2 for oscillating the amplified signal with a frequency of 2000-3000HZ and the radio signal is transmitted out wirelessly. A wireless transmitter A composed of a coil L ₁ and a receiver monitor B for wirelessly receiving signals from the wireless transmitter A and displaying various data stored therein.

수신모니터부(B)는 팔목에 착용할 수 있는 시계의 형태로 구성되며, 무선송신부(A)로 부터의 맥동 검출신호를 수신하기 위한 수신회로(3)와 이 수신 신호에 따라 각종 데이타 예로서 사용자의 몸무게 나이 휴식시 맥박률, 건강상태등의 데이타가 입력되어 운동강도, 운동중 최고 맥박률, 평균맥박률, 운동 중 칼로리소비량, 운동량 스코어 등을 연산처리하는 마이크로 프로세서(4)와 모오드키(Sw₁), 리셋트(Sw₂), 입력키(Sw₃) 및 셋트(Sw₄)를 구비한 키 수단(5)과 현재시각 및 스톱위치의 기능을 갖는 클럭수단(6)과 모든 데이타를 디스프레이하기 위한 디스프레이수단(7)으로 구비되어 있다.The reception monitor unit B is configured in the form of a watch that can be worn on the wrist, and includes a reception circuit 3 for receiving a pulsation detection signal from the radio transmitter A and various data examples according to the reception signal. Microprocessor (4) and mode that calculates exercise intensity, peak pulse rate during exercise, average pulse rate, calories burned during exercise, exercise score, etc. Key means 5 having a key Sw ₁ , a reset Sw ₂ , an input key Sw ₃ and a set Sw ₄ and a clock means 6 having the function of the current time and stop position and all It is provided with the display means 7 for displaying data.

따라서 본 발명은 가슴에 착용한 스트랩(1)의 무선송신부(A)의 센서(S)에 의한 심작박동수를 검출하여 무선으로 수신모니터부(B)에 송출하여 제4도의 계통도에서 나타나는 바와 같이 시계기능, 심장박동률(BPM), 운동강도율(%), 운동중 최고 맥박률(BPMㆍMAX), 평균심장박동률(AVERAGE BPM), 칼로리소모량(CAL), 운동점수(SCORE), 스톱워치 (1/100sec), 운동후 회복률(△T), 리콜기능(RECALL) 와 최저 및 최고 맥박을 검출시 경고 기능등을 디스프레이수단(7)을 통해 표시하도록 되어 있다.Therefore, the present invention detects the heart rate by the sensor S of the wireless transmitting unit A of the strap 1 worn on the chest and transmits it to the receiving monitor unit B wirelessly, as shown in the schematic diagram of FIG. Function, heart rate (BPM), intensity of exercise (%), maximum pulse rate during exercise (BPM and MAX), average heart rate (AVERAGE BPM), calorie consumption (CAL), exercise score (SCORE), stopwatch (1 / 100 sec), recovery rate after exercise (ΔT), recall function (RECALL) and a warning function for detecting the minimum and maximum pulses are displayed through the display means (7).

이하 본 발명의 각종 기능 표시 및 검출 작동 상태를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, various functional display and detection operation states of the present invention will be described in detail.

*데이타 입력 기능* Data input function

본 발명에 있어 수신 모니터부(B)는 제6도에 도시된 바와 같이 대체로 팔뚝시계 형태로 구성되어 있고 전면에 디스프레이수단(7)과 키수단(5)이 표현되어 있다.In the present invention, as shown in FIG. 6, the reception monitor unit B is generally configured in the form of a forearm clock, and the display means 7 and the key means 5 are represented on the front surface.

따라서 평상시에는 클럭수단(6)에 의하여 현재시각 시, 분, 초를 나타낸다.Therefore, the clock means 6 usually shows the present time hour, minute and second.

그 표시 수단은 제7도의 (a)도와 같다.The display means is the same as in FIG.

이와 같은 상태에서 제5도에 도시된 바와 같이 스트랩(1)을 가슴에 착용하면 무선송신부(A)의 센서(S)에 심장박동수가 검출되고, 신호는 검파, 증폭되어 주파수 발진회로(2)에 의하여 소정의 검출신호가 코일(L₁)을 통해 무선으로 송출되어 수신모니터부(B)로 송출되어 현재 시각 시, 분과 동시에 초(sec)표시 의치에 현재의 심장 맥동수가 제7도의 (b)도와 같이 나타난다.In this state, as shown in FIG. 5, when the strap 1 is worn on the chest, the heart rate is detected by the sensor S of the wireless transmitter A, and the signal is detected and amplified so that the frequency oscillation circuit 2 The predetermined detection signal is transmitted wirelessly through the coil L ₁ and transmitted to the reception monitor unit B so that the current heart pulsation number is displayed on the denture display device at the same time as the hour, minute, and second. Appears as

이러한 상태에서 운동 또는 건강 상태를 측정하고자할때, 먼저 수신모니터부(B)의 키수단(5)의 스위치(Sw₁-Sw₄)중 모오드키(Sw₁)을 1회 누르면 커셔(S₁)이 나타나고, 이때 입력키(Sw₃)를 눌러 몸무게를 입력시켜 주면 현재 시각 시, 분과 초표시 위치에 몸무게가 제7도의 (c)도와 같이 나타내며 마이크로 프로세서에 입력되게 된다.When trying to measure the movement or physical condition in such a state, the first reception pressed once for all odd key (Sw ₁₎ of the switch (Sw ₁ -Sw ₄₎ of the monitor portion (B) key means (5) of keosyeo (S ₁ ) is displayed. At this time, if the user inputs the weight by pressing the input key (Sw ₃ ), the weight is displayed in the minute and second display position as shown in (c) of FIG. 7 and is input to the microprocessor.

이와 같은 상태에서 다시 모오드키(Sw₂)를 누르면 커셔(S₂)가 나타나고 이때 다시 입력키(Sw₃)를 눌러 자신의 나이를 입력시켜 주면 제7도의 (d)도와 같이 초표시 위치에 나이가 나타나고 기억된다.If you press the mode key (Sw ₂ ) in this state again, the cursor (S ₂ ) appears. At this time, press the input key (Sw ₃ ) again to enter your age. Age appears and is remembered.

다시 모오드키(Sw₁)를 눌러주면 커셔(S₃)가 나타나고 이때 입력키(Sw₃)를 눌러 휴식시 맥박수를 입력시키거나 스트랩(1) 착용시 자동으로 입력되며, 다시 모우드키(Sw₁)을 눌러 커셔(S₄)가 나타나면 자신의 건강상태를 상, 중, 하로 조작하여 입력시켜 준다.Pressing the mode key (Sw ₁ ) again, the cursor (S ₃ ) appears, and at this time, press the input key (Sw ₃ ) to enter the pulse rate at rest or automatically enter it when the strap (1) is worn. ₁ ) Press the cursor button to display (S ₄ ) and input your health status by operating up, down and down.

이와 같은 상태로 되면 다시 제7도의 (a)도와 같은 상태로 디스프레이수단(7)은 환원되고 수신 메모리부(B)의 마이크로프로세서(4)에는 몸무게, 나이, 휴식시 맥박률 및 건강상태의 데이타가 입력되어 메모리된다.In this state, the display means 7 is reduced to the state shown in FIG. 7A and the data of the weight, age, pulse rate at rest, and health state are stored in the microprocessor 4 of the receiving memory unit B. FIG. Is input and memorized.

*운동 측정기능* Movement measurement function

이와 같은 상태에서 스트랩(1)을 착용한 후 운동을 실시하고 운동중 키수단(5)의 모오드키(Sw₁)을 누르면 측정시의 맥박수와 운동강도(%)가 나타나는데, 이때의 산출은After wearing the strap 1 in such a state, the exercise is performed, and pressing the mode key Sw ₁ of the key means 5 during exercise shows the pulse rate and exercise intensity (%) at the time of measurement.

여기서 K는 상수로서 220이며, 이때의 디스프레이 수단(7)의 표시는 제7도의Where K is a constant as 220, and the display of the display means 7 at this time is shown in FIG.

(g)도와 같다.Same as (g).

다시 모오드키(Sw₁)를 재차누르면 운동중 최고 맥박수와 현재 맥박수가 제7도의 (h)도와 같이 나타난다.If you press the mode key again (Sw ₁ ), the maximum pulse rate and the current pulse rate during the exercise are shown as (h) of FIG.

다시 모오드키(Sw₁)를 누르면 현재 맥박수와 평균 맥박수가 나타나며(운동중 총맥박수÷운동시간(분)) 그때의 표시는 제7도의 (i)도와 같다.Pressing the mode key (Sw ₁ ) again shows the current pulse rate and the average pulse rate (total pulse rate ÷ exercise time (minutes) during exercise). The display at that time is shown in (i) of FIG.

다시 모오드키(Sw₁)을 누르면 칼로리 소비량과 현재의 맥박수가 제7도의 (j)도와 같이 나타나며, 다시모오드키(Sw₁)을 누르면 스톱위치의 기능이 되는데(제7도 (k)도 참조) 이때 제7도의 (g)도 내지 (j)도의 기능 표시시 운동점수(score)가 함께 나타나고 과도한 운동시 경보를 발하게 된다.If you press the mode key (Sw ₁ ) again, the calorie consumption and current pulse rate will be shown as (j) of Fig. 7, and if you press the mode key (Sw ₁ ) again, it will function as the stop position (Fig. 7 (k) At this time, when the function of Figs. 7 (g) to 7 (j) is displayed, a score is also displayed and an excessive exercise alarm is issued.

이와 같이 측정한후 즉 운동을 끝내려면 키수단(5)의 셋트키(Sw₄)를 누르면 상기의 모든 측정기능이 정지되며 아래와 같은 기능 동작, 즉 운동후 회복률과 회복시의 맥박률이 계속 측정되게 되는바, 그 기능은 다음과 같다.After the measurement, that is, to end the exercise, press the set key (Sw ₄ ) of the key means (5) to stop all of the above measurement function, and the following function operation, that is, recovery rate after exercise and pulse rate at recovery The function is as follows.

*운동후 회복을 측정Measure recovery after exercise

모오드키(Sw₁)를 누르면 제7도의 (k)도와 같이 커셔(△T)가 나타나며 운동후 회복시간이 분, 초로 나타나며 회복률 정도가 표시된다.When the mode key Sw ₁ is pressed, a cursor (△ T) appears as shown in (k) of FIG. 7, and the recovery time after the exercise is displayed in minutes and seconds, and the recovery rate is displayed.

이때 회복시간은 운동중 최저 맥박률에서 휴식시 맥박률로 복귀 할때까지의 시간이다.The recovery time is the time from the lowest pulse rate during exercise to the pulse rate at rest.

*Recall 기능* Recall function

상기 기능동작후 다시 모오드키(Sw₁)를 누르면 시간 우측에 "+" 또는 "-"의 커셔가 나타나고 하단에 맥박률이 표시됨과 동시에 입력기(Sw₃)를 누르면 시간대의 맥박률이 나온다.(제7도의 (m),(n)도 참조) 이와 같은 상태에서 리셋트키(Sw₂)를 3-8초간 누르면 시각을 제외한 모든 측정치가 삭제되어 다음 동작상태로 대기 하게 된다.After pressing the function key Sw ₁ again, the cursor of "+" or "-" appears on the right side of the time, the pulse rate is displayed at the bottom, and the pulse rate of the time zone is displayed when the input device Sw ₃ is pressed. (Refer also to (m) and (n) in FIG. 7) In this state, if you press the reset key (Sw ₂ ) for 3-8 seconds, all measurement values except for time will be deleted and will wait for the next operation.

이와 같은 본 발명은 무선 방식으로 사용자의 맥박수를 검출하고 이를 수신 모니터부에 무선 송출함과 동시에 사용시 자신의 체중, 나이, 평상시 맥박률, 건강 상태등을 입력시켜 준 다음 맥박수 변화에 따라 운동량등을 검출 할 수 있게 되어 종래 유선 검출 방식에 비하여 운동시 행동에 제약을 받지 않고 정확히 각종 운동상태를 측정할수 있는 효과를 지닌 것이다.The present invention detects the user's pulse rate in a wireless manner and transmits it wirelessly to the receiving monitor, and at the same time, inputs his weight, age, usual pulse rate, health state, etc., in accordance with the change in pulse rate, and the like. It is possible to detect, compared to the conventional wired detection method has the effect that can accurately measure a variety of exercise conditions without being restricted in behavior during exercise.

Claims

The strap (1), which is worn as a band on the heart of the chest, has a sensor that detects pulsation of the heart.

(S) and the detection of the detected signal from the sensor (S), amplified and the amplified signal is frequency oscillation circuit for oscillating at a frequency of 2000-3000HZ (2) and the oscillation signal reut wireless transmission coils (L ₁ A wireless transmitter (A) consisting of a), a receiver circuit (3) for receiving a pulsation detection signal from the wireless transmitter (A), and data such as a user's weight, age, pulse rate at rest, and health status Microprocessor (4), mode key (Sw ₁ ), reset (Sw ₂ ), input key (calculating the exercise intensity, peak pulse rate during exercise, average percentage rate, calorie consumption during exercise, exercise score, etc.) Sw ₃ ) and a key means 5 having a set Sw ₄ , a clock means 6 having a function of the present time and stop position, and a display means 7 for displaying all data. Momentum measurement device of wireless detection method.