WO2013044856A1 - 无线心率监测系统 - Google Patents

Abstract

一种无线心率监测系统，包括无线心率装置(101)、无线收发器(102)和处理机(103)；无线心率装置(101)通过无线收发器(102)连接处理机(103)，用于采集和存储心率数据，并向无线收发器(102)发送心率数据；无线收发器(102)连接处理机(103)，用于向处理机(103)发送心率数据；无线收发器(102)包括控制模块(201)、与控制模块(201)连接的第一无线收发模块(202)、第二无线收发模块(203)和第三收发模块(204)，第一无线收发模块(202)用于接收即时心率数据，第二无线收发模块(203)用于接收存储的心率数据，第三收发模块(204)用于向处理机(103)发送心率数据；处理机(103)接收并分析心率数据。本发明监测范围大，各无线心率装置有独立编码，且具有存储心率数据和同时上传即时心率数据与存储的心率数据的功能，避免用户的心率数据的丢失。

Description

无线心率监测系统 技术领域

本发明涉及一种无线心率监测系统。

背景技术

随着生活水平的提高，人们越来越重视身体的健康状况，越来越多的人走 入健身房， 进行各项体育运动。 目前， 人们对体育运动的认识开始不断加深， 渐渐意识到科学运动的重要性，且普遍认为应根据自身的身体情况来选择运动 量。 但是， 大多数人并没有自己身体健康状况的数据库， 也不能在运动中实时 监测自身生理机能的状况， 因此， 大多数人对身体情况缺乏了解。 此外， 对于 需要运动减肥的人来说， 如何根据自身情况安排科学合理的运动显得尤为重 要。如果能在运动中监测身体的心率数据，根据心率变化来科学安排运动强度 和运动量， 那对于减肥无疑是个艮大的帮助。 现在， 一般的健身场所还只是筒 单提供健身器材， 通过健康教练的经验指导来服务客户， 这显然还是不够的， 健身场所还需要通过提供客户身体的健康数据来进一步完善服务，保证客户的 健康科学的运动。

目前在一些发达国家，健身场所开始应用无线心率监测设备， 主要采用带 有基于 5.3ΚΗζ频率的无线发射模块的采集装置进行心率数据的传输， 心率数 据的接收装置也主要是一些带有无线接收功能的健身器材、手表等。但是这些 心率监测设备存在如下问题： 监测范围小； 各心率采集装置采集的心率数据在 传输过程中出现沖突； 采集装置没有对心率数据进行存储的功能，在采集的心 率数据无法上传时， 心率数据丟失。

发明内容

本发明实施例提供一种无线心率监测系统，用于解决目前无线心率监测系 统存在的监测范围小，各心率采集装置采集的心率数据在传输过程中出现沖突 的问题，还用于解决在心率采集装置采集的心率数据无法上传时， 心率数据丟 失的问题。

一种无线心率监测系统包括无线心率装置、 无线收发器和处理机； 无线心率装置通过无线收发器连接处理机；

无线心率装置用于采集和存储心率数据， 并向无线收发器发送心率数据； 无线收发器连接处理机， 用于向处理机发送心率数据；

无线收发器包括控制模块、与控制模块连接的第一无线收发模块、第二无 线收发模块和第三收发模块， 第一无线收发模块用于接收即时心率数据， 第二 无线收发模块用于接收存储的心率数据，第三收发模块用于向处理机发送心率 数据；

处理机接收并分析心率数据。

无线心率装置包括： 胸带、 设于胸带上的主机和电极。

主机包括：

信号采集放大模块、 信号处理模块、 主控模块、 存储模块和收发模块； 信号采集放大模块的输入端连接电极， 用于放大心率信号；

信号采集放大模块的输出端连接信号处理模块，用于向信号处理模块输出 心率信号；

信号处理模块连接收发模块， 用于将心率信号处理成心率数据， 并向收发 模块输出心率数据；

主控模块连接收发模块， 用于控制心率数据的发送；

主控模块还用于设置用户编码， 以区分不同用户的心率数据；

主控模块还连接信号处理模块，用于控制信号处理模块输出的心率数据的 存储；

存储模块连接主控模块， 用于存储心率数据；

收发模块用于向无线收发器发送心率数据。

当收发模块与无线收发器断连时， 主控模块将心率数据输入存储模块。 当 收发模块与无线收发器连接时，主控模块将存储模块存储的心率数据以及即时 心率数据通过收发模块发送给无线收发器。

优选的， 收发模块为基于 ANT+协议的 2.4GHz频率的射频收发模块或蓝牙 模块。

优选的， 第一无线收发模块为基于 ANT+协议的 2.4GHz频率的射频收发模 块或蓝牙模块； 第二无线收发模块为基于 ANT+协议的 2.4GHz频率的射频收发 模块或蓝牙模块。

第三收发模块包括 WIFI模块和有线传输模块中的至少一个。

处理机包括处理主机，处理主机通过数据线连接无线收发器的有线传输模 块， 用于接收无线收发器发送的心率数据。

处理机还包括与处理主机连接的无线路由器，无线路由器为 WIFI路由器， WIFI路由器用于接收无线收发器的 WIFI模块发送的心率数据。

本发明实施例的优点在于：

该无线心率监测系统可使用多个无线收发器进行中继转发， 监测范围大； 各无线心率装置均有各自的编码，不会造成采集的心率数据沖突混乱的问 题；

在用户处于监测范围外时， 无线心率装置存储用户的心率数据，在重新回 到监测范围内时， 无线心率装置不仅上传即时心率数据， 同时还上传存储的心 率数据， 不会造成心率数据的丟失， 保证了用户所采集的心率数据的完整性。 附图说明

图 1是本发明实施例无线心率监测系统结构示意图；

图 2是本发明实施例无线收发器结构示意图；

图 3是本发明实施例无线心率胸带结构示意图；

图 4是本发明实施例无线心率胸带电路模块示意图；

图 5是本发明实施例处理机结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种无线心率监测系统， 以下进行详细说明。

如图 1所示， 一种无线心率监测系统， 包括无线心率装置 101、 无线收发器

102和处理机 103。 无线心率装置 101通过无线收发器 102连接处理机 103 , 用于 采集和存储心率数据， 并向无线收发器 102发送心率数据。无线收发器 102连接 处理机 103 , 用于向处理机 103发送心率数据。 处理机 103通过无线收发器 102 接收并分析心率数据。

如图 2所示， 无线收发器 102包括控制模块 201、与控制模块 201连接的第一 无线收发模块 202、 第二无线收发模块 203和第三收发模块 204, 第一无线收发 模块 202块用于接收即时心率数据，第二无线收发模块 203用于接收存储的心率 数据， 第三收发模块 204用于向处理机发送心率数据， 该心率数据包括第一无 线收发模块 202接收的即时心率数据和第二无线收发模块 203接收的存储的心 率数据。 第三收发模块 204包括 WIFI模块和有线传输模块中的至少一个， 有线 传输模块可以是串行数据传输模块。

下面对无线心率装置进行详细介绍。

如图 3所示， 无线心率装置包括： 胸带 301、 设于胸带 301上的主机 302及电 极， 电极包括第一电极 303和第二电极 304, 电极紧贴用户胸部， 用于采集用户 心脏跳动所产生微细的电位变化信号， 即用于采集心率信号。该无线心率装置 也可以称作无线心率胸带。

如图 4所示， 主机包括： 信号采集放大模块 402、 信号处理模块 403 , 主控 模块 404、 存储模块 405和收发模块 406。

信号采集放大模块 402的输入端连接电极 401 , 用于放大心率信号； 信号采 集放大模块 402的输出端连接信号处理模块 403 , 用于向信号处理模块 403输出 心率信号； 信号处理模块 403连接收发模块 406, 用于将心率信号处理成心率数 据， 并向收发模块 406输出该心率数据， 该心率数据为数字信号。

主控模块 404连接收发模块 406, 用于控制心率数据的发送； 主控模块 404 还用于设置用户编码， 以区分不同用户的心率数据； 具体的， 可通过对主控模 块烧录独立的用户编码，使各无线心率装置向无线收发器上传的心率数据都带 有用户编码信息，避免各心率数据沖突。主控模块 404还连接信号处理模块 403 , 用于控制信号处理模块 403输出的心率数据的存储。

存储模块 405连接主控模块 404, 用于存储心率数据。

收发模块 406用于向无线收发器发送心率数据。

当收发模块 406与无线收发器断连时，主控模块 404控制信号处理模块 403 , 将心率数据输入存储模块 405。 当收发模块 406与无线收发器连接时， 主控模块 404将即时心率数据以及存储模块 405存储的心率数据通过收发模块 406发送给 无线收发器。 以下详细介绍处理机。

处理机包括处理主机，处理主机通过数据线连接无线收发器的第三收发模 块， 第三收发模块为有线传输模块， 该处理主机用于接收无线收发器发送的心 率数据。 例如， 处理主机通过串行数据总线 （USB, Universal Serial Bus )连 接无线收发器的第三收发模块， 第三收发模块可以为串行数据传输模块， 则处 理主机通过 USB线接收无线收发器的心率数据。

优选的， 收发模块 406为基于 ANT+协议的 2.4GHz频率的射频收发模块。 相应的， 无线收发器中的第一无线收发模块为基于 ANT+协议的 2.4GHz频率的 射频收发模块； 第二无线收发模块为基于 ANT+协议的 2.4GHz频率的射频收发 模块。

以下结合应用事例对本发明做进一步说明。

若佩戴无线心率胸带的用户离开无线收发器的信号收发范围，无线心率胸 带中的收发模块与无线收发器中的第一无线收发模块和第二无线收发模块断 连， 则无线心率胸带的主机将此时采集的即时心率数据存储于存储模块中。 当 用户重新回到无线收发器的信号收发范围时，无线心率胸带的收发模块与无线 收发器的的第一无线收发模块和第二无线收发模块重新建立连接，则无线心率 胸带的主机将采集的即时心率数据直接发送给无线收发器第一无线收发模块， 同时， 还将存储模块中存储的心率数据发送给无线收发器第二无线收发模块。 由于无线收发器具有两个无线收发模块，可以快速的在同一时间接收即时心率 数据和存储的心率数据。无线收发器接收到的心率数据通过 USB数据线输入到 处理机的处理主机中， 处理主机接收并分析心率数据。

本发明无线心率监测系统中的无线心率胸带具有存储心率数据的功能，这 是现有的无线心率监测系统所不具备的，它保证了所采集的心率数据都能完整 的保存下来， 同时能够及时的传输给处理机分析处理，避免因用户离开监测系 统的网络监测范围， 造成采集的心率数据丟失。

由于基于 ANT+协议的 2.4GHz频率的射频收发模块覆盖的范围有限， 在大 面积的应用场所，单个无线收发器不能完整覆盖， 这时可以采用多个无线收发 器， 而且这些无线收发器含有 WIFI模块。 优选的， 第一无线收发模块为基于 ΑΝΤ+协议的 2.4GHz频率的射频收发模 块；

优选的， 第二无线收发模块为基于 ANT+协议的 2.4GHz频率的射频收发模 块；

优选的， 第三无线收发模块为 WIFI模块。

如图 5所示，处理机包括处理主机 501和与处理主机连接的无线路由器 502 , 无线路由器 502为 WIFI路由器， WIFI路由器用于接收所述无线收发器的 WIFI 模块发送的心率数据。

本实施例是通过无线收发器中的第三无线收发模块， 即 WIFI模块， 与处 理机中的 WIFI路由器建立连接， 并传输无线收发器接收到的心率数据。 处理 机通过 WIFI路由器， 获得监测范围内的所有用户的心率数据。

显然，本发明无线心率监测系统可以通过设置多个无线收发器来扩大监测 的区域范围。

以上无线心率胸带主机中的收发模块还可以为蓝牙模块。相应的， 无线收 发器中的第一无线收发模块为蓝牙模块， 第二无线收发模块为蓝牙模块。 系统 的其他部分可参见上述实施例的说明， 这里不再赘述。

为了满足具有基于 5.3KHz频率的射频接收功能的接收终端也能够从无线 心率胸带中获得心率数据， 无线心率胸带可以增加基于 5.3KHz频率的无线收 发模块， 该基于 5.3KHz频率的无线收发模块可连接信号处理模块， 接收信号 处理模块输出的心率数据。 例如， 具有基于 5.3KHz频率射频功能的无线心率 胸带可以与具有该 5.3KHz频率射频功能的手机、 手表、 MP3、 MP4和健身器材 等连接使用。

本发明中的处理机在获得用户的心率数据后，可以通过分析软件分析用户 的健康状况， 形成用户的健康 告， 再通过因特网络， 将健康 告发送到用户 的电子邮箱。 当然用户也可以登陆到系统， 查看自己的健康信息。 处理主机还 可以安装相关软件， 通过显示装置， 显示用户心率、 消耗卡路里、 最高心率百 分比、 运动时间， 以及设置用户运动互动比赛积分， 排名等。

本发明中的无线心率胸带结构筒单， 非常适合健身人员的佩戴， 而且本发 明系统覆盖范围大， 可设于健身场所内， 可容纳多人同时使用， 用户和教练可 以通过处理机连接的大屏幕看到用户的心率数据， 随时监测用户的心率变化。

以上对本发明实施例所提供的一种无线心率监测系统进行了详细介绍，本 明只是用于帮助理解本发明的系统及其核心思想； 同时，对于本领域的一般技 术人员， 依据本发明的思想， 在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处， 综上， 本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

权 利 要 求

1、 一种无线心率监测系统， 其特征在于： 包括无线心率装置、 无线收发 器和处理机；

所述无线心率装置通过无线收发器连接处理机；

所述无线心率装置用于采集和存储心率数据，并向所述无线收发器发送心 率数据；

所述无线收发器连接所述处理机， 用于向所述处理机发送心率数据； 所述无线收发器包括控制模块、与控制模块连接的第一无线收发模块、第 二无线收发模块和第三收发模块，所述第一无线收发模块用于接收即时心率数 据， 所述第二无线收发模块用于接收存储的心率数据， 所述第三收发模块用于 向所述处理机发送心率数据；

所述处理机接收并分析心率数据。

2、根据权利要求 1所述的一种无线心率监测系统， 其特征在于， 所述无线 心率装置包括： 胸带、 设于胸带上的主机和电极。

3、 根据权利要求 2所述的一种无线心率监测系统， 其特征在于， 所述主机包括：

信号采集放大模块、 信号处理模块、 主控模块、 存储模块和收发模块； 所述信号采集放大模块的输入端连接所述电极， 用于放大心率信号； 所述信号采集放大模块的输出端连接所述信号处理模块，用于向所述信号 处理模块输出心率信号；

所述信号处理模块连接收发模块， 用于将心率信号处理成心率数据， 并向 收发模块输出心率数据；

所述主控模块连接收发模块， 用于控制心率数据的发送；

所述主控模块还用于设置用户编码， 以区分不同用户的心率数据； 所述主控模块还连接所述信号处理模块，用于控制所述信号处理模块输出 的心率数据的存储；

所述存储模块连接所述主控模块， 用于存储心率数据；

所述收发模块用于向所述无线收发器发送心率数据。

4、根据权利要求 3所述的一种无线心率监测系统， 其特征在于， 当所述收 发模块与所述无线收发器断连时， 所述主控模块将心率数据输入存储模块。 当 所述收发模块与所述无线收发器连接时，所述主控模块将所述存储模块存储的 心率数据以及即时心率数据通过所述收发模块发送给所述无线收发器。

5、根据权利要求 3所述的一种无线心率监测系统， 其特征在于， 所述收发 模块为基于 ANT+协议的 2.4GHz频率的射频收发模块或蓝牙模块。

6、根据权利要求 1所述的一种无线心率监测系统， 其特征在于， 所述第一 无线收发模块为基于 ANT+协议的 2.4GHz频率的射频收发模块或蓝牙模块； 所 述第二无线收发模块为基于 ANT+协议的 2.4GHz频率的射频收发模块或蓝牙 模块。

7、 根据权利要求 1所述的一种无线心率监测系统， 其特征在于， 所述第三 收发模块包括 WIFI模块和有线传输模块中的至少一个。

8、根据权利要求 1至 7任一项所述的一种无线心率监测系统， 其特征在于， 所述处理机包括处理主机，所述处理主机通过数据线连接所述无线收发器的有 线传输模块， 用于接收所述无线收发器发送的心率数据。

9、 根据权利要求 8所述的一种无线心率监测系统， 其特征在于， 所述处理 机还包括与处理主机连接的无线路由器， 所述无线路由器为 WIFI路由器， 所 述 WIFI路由器用于接收所述无线收发器的 WIFI模块发送的心率数据。