HONG RUIQIAN (CN)
ZHONG ZHIWEI (CN)
LI WANJIAN (CN)
QIN GUOMI (CN)
CHEN ZHIYUAN (CN)
LIU LIHUA (CN)
CHEN YANG (CN)
WO2016167202A1 | 2016-10-20 |
CN1798521A | 2006-07-05 | |||
CN205458651U | 2016-08-17 | |||
CN205161944U | 2016-04-20 | |||
CN105662375A | 2016-06-15 |
权利要求书 [权利要求 1] 一种智能项链, 包括项链本体, 其特征在于, 所述项链本体在吊坠部 位设置有布设控制模块的电路板, 所述控制模块电连接呼吸脉搏传感 器、 电源和驱动指示灯的指示灯驱动模块; 所述的呼吸脉搏传感器, 用于采集呼吸和脉搏信号; 所述的指示灯驱动模块, 用于在控制模块控制下输出根据所述呼吸和 /或脉搏变化的电压或电流控制所述的指示灯的亮度与周期; 所述的控制模块, 用于测量并计算获取呼吸和脉搏各自不同的周期与 幅度。 [权利要求 2] 如权利要求 1所述的项链, 其特征在于, 所述控制模块还电连接用于 与上位机无线连接的通信模块。 [权利要求 3] 如权利要求 1所述的项链, 其特征在于, 所述控制模块包括微处理器 及其电连接的内置 A/D转换电路的信号处理单元。 [权利要求 4] 如权利要求 1所述的项链, 其特征在于, 所述的呼吸脉搏传感器是多 个, 分别设置在项链条带的内 /外二侧。 [权利要求 5] 如权利要求 1所述的项链, 其特征在于, 所述的呼吸脉搏传感器是多 个, 仅设置在项链条带贴靠人体的内侧。 [权利要求 6] 如权利要求 1-5中任一项所述的项链, 其特征在于, 所述的呼吸脉搏 传感器是压电薄膜、 压电传感器、 光电传感器或红外传感器。 [权利要求 7] 如权利要求 5所述的项链, 其特征在于, 所述指示灯是项链条带上的 一串或多串指示灯; 每串指示灯有多个指示灯, 对应各自不同的指示 灯驱动模块。 [权利要求 8] 如权利要求 6所述的项链, 其特征在于, 所述指示灯是 ¾钨灯、 发光 二级管、 贴片 LED或 LED颗粒。 [权利要求 9] 一种智能项链脉搏检测方法, 其特征在于, 包括以下步骤: 通过项链本体上的传感器采集信号; 通过区别特征从所述采集信号分离出脉搏震动信号; 测量计算所述脉搏震动的幅度与周期; 根据所述脉搏震动的幅度与周期, 微处理器或控制模块控制指示灯驱 动模块输出对应大小的电压或电流控制所述的指示灯的亮度与周期。 [权利要求 10] 如权利要求 9所述的方法, 其特征在于, 还包括: 当检测到脉搏震动周期超过设定门限吋, 微处理器或控制模块控制指 示灯驱动模块输出的对应电压或电流驱动所述的指示灯异常指示。 |
[0001] 本发明涉及智能服装技术领域, 尤其涉及一种智能项链及其脉搏检测方法。
背景技术
[0002] 在未来, 我们的衣柜里将会塞满这样的智能衣物一能够 读出人体心跳和呼吸 频率的"聪明衬衫"; 能够自动播放音乐的外套; 能够在胸前显示文字与图像的 T 恤衫 ......美国科技媒体预测, 未来的服装将成为真正的"多功能便携式高科 产 品", 一件衣服能同吋播放音乐、 视频、 调节温度, 甚至上网冲浪。 目前现有公 幵的技术中, 有一些智能项链, 主要用于定位和检测温度, 进而对用户的运动 进行计步、 卡路里消耗和睡眠翻身的简单监测, 但不具有呼吸、 脉搏等生命特 征参数的监测。 另一方面, 临床使用的呼吸脉搏监测设备主要有床带、 手环等 , 其功能已较为强大, 但由于不是给智能穿戴设计的, 因此没有不影响颜值的 监测指示设计。
[0003] 基于上述问题, 本发明提供了一种智能项链, 该项链不仅拥有监测呼吸脉搏的 功能, 而且项链上有可以随着呼吸的震动而改变亮度 的发光二极管 (LED) , 既 美观又有指示功能, 比如: 睡眠是否安稳、 大运动量后呼吸质量等。
技术问题
[0004] 本发明的目的在于提供一种智能项链, 能监测呼吸脉搏且可以随着呼吸的震动 而改变项链上指示灯亮度, 进一步还能指示心率突然变化。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种智能项链的脉 搏检测方法, 能监测呼吸脉搏且 可以随着呼吸的震动而改变项链上指示灯亮度 , 进一步还能指示心率突然变化 问题的解决方案
技术解决方案
[0006] 为了解决上述第一个技术问题, 本发明所采用的技术方案为:
[0007] 一种智能项链, 包括项链本体, 其特征在于, 所述项链本体在吊坠部位设置有 布设控制模块的电路板, 所述控制模块电连接呼吸脉搏传感器、 电源和驱动指 示灯的指示灯驱动模块;
[0008] 所述的呼吸脉搏传感器, 用于采集呼吸和脉搏信号;
[0009] 所述的指示灯驱动模块, 用于在控制模块控制下输出根据所述呼吸和 /或脉搏 变化的电压或电流控制所述的指示灯的亮度与 周期;
[0010] 所述的控制模块, 用于测量并计算获取呼吸和脉搏各自不同的周 期与幅度。
[0011] 更进一步, 所述控制模块还电连接用于与上位机无线连接 的通信模块, 通信模 块包括但不限制于蓝牙、 红外线或无线局域网 (WIFI) 等, 上位机可以是手机
、 平板等。 这样可以更好地统计、 分析与记录健康状况。
[0012] 更进一步, 该控制模块还包括微处理器及其电连接的内置 模数 (A/D) 转换电 路的信号处理单元。
[0013] 更进一步, 所述的呼吸脉搏传感器的设置包括但不限制于 以下二种形式: [0014] (一) 所述的呼吸脉搏传感器是多个, 分别设置在项链条带的内 /外二侧; 这 样没有穿戴方向, 任何面贴到动脉或人体都能监测。
[0015] (二) 所述的呼吸脉搏传感器是多个, 仅设置在项链条带贴靠人体的内侧; 这 样有穿戴方向, 下外表面贴到动脉或人体才能监测。
[0016] 更进一步, 所述的呼吸脉搏传感器是压电薄膜、 压电传感器、 光电传感器或红 外传感器。
[0017] 更进一步, 所述指示灯包括但不限制于以下二种形式:
[0018] (一) 优选: 所述指示灯是项链条带上由多个指示灯组成的 一串, 由一个指示 灯驱动模块驱动。
[0019] (二) 所述指示灯是项链条带上的多串指示灯, 每串对应各自不同的一个指示 灯驱动模块。 这样结构复杂, 成本高且颜值设计难度更高。
[0020] 更进一步, 所述指示灯是卤钨灯、 发光二级管、 贴片 LED或 LED颗粒。
[0021] 为了解决上述另一个技术问题, 本发明所采用的技术方案为:
[0022] 一种智能项链脉搏检测方法, 其特征在于, 包括以下步骤:
[0023] 通过项链本体上的传感器采集信号;
[0024] 通过区别特征从所述采集信号分离出脉搏震动 信号; [0025] 测量计算所述脉搏震动各自的幅度与周期;
[0026] 根据所述脉搏震动的幅度与周期, 微处理器或控制模块控制指示灯驱动模块输 出对应大小的电压或电流控制所述的指示灯的 亮度与周期。
[0027] 更进一步, 所述区别特征包括幅度和周期中的全部或部分 , 一般: 呼吸震动信 号是大幅度大周期, 脉搏震动信号是小幅度小周期。
[0028] 更进一步, 先测量计算每个呼吸震动周期值, 再测量计算脉搏震动周期平均值 获取任一个呼吸周期内的脉搏震动周期。
[0029] 更进一步, 该方法还包括当检测到脉搏震动周期超过设定 门限吋, 微处理器或 控制模块控制指示灯驱动模块输出的对应电压 或电流驱动所述的指示灯异常指 示, 比如: 闪烁、 发红光等。 这样可以突出显示异常情况, 而且在一些高危病 人群也能起到很好的提醒。
[0030] 更进一步, 设定门限是上门限或下门限, 超出是指低于下门限或高于上门限。
[0031] 更进一步, 设定门限是一个或多个, 所述上门限或下门限是一个或多个。
[0032] 更进一步, 该方法还包括通过无线连接将所述幅度与周期 发送给上位机, 用于 分析。
发明的有益效果
有益效果
[0033] 与现有技术相比, 本发明具有以下有益效果: 1、 项链光彩照人, 发出个性周 期与幅度的光, 并指示出当前的呼吸状态或脉搏情况; 2、 准确地监测用户的呼 吸和脉搏信息, 可作为日常运动监测和睡眠监测, 功能新颖, 易于推广; 3、 借 助与智能项链配套的手机软件应用 (APP) 的统计与分析, 还可检测自身健康; 4、 高危人群的及吋报警。
对附图的简要说明
附图说明
[0034] 图 1为本发明智能项链的结构示意图;
[0035] 图 2为图 1所示智能项链的内部控制电路结构框图;
[0036] 图 3为图 2中信号处理模块的电路框图;
[0037] 图 4为图 2中微处理器内运行的主控制程序流程示意图 [0038] 图 5为图 2中微处理器内运行的与手机 APP通信的程序流程示意图。
[0039] 其中附图标记:
[0040] 1-吊坠, 2-项链条带, 11-吊坠槽, 12-控制电路板, 21-链条活动节点, 22-空壳 辅助装置, 23-拱形辅助装置, 24-吊坠卡头。
本发明的实施方式
[0041] 以下参考附图, 对本发明的各实施例予以进一步地详尽阐述。
[0042] 首先, 简要说明优选实施例的智能项链中的关键:
[0043] 1、 压电薄膜传感器 (PVDF传感器) 在受到压力吋, 会释放出电子, 通过监测 释放出的电子的电量转换成电压, 并且把电压的参数值与吋间的关系式作为一 个曲线函数输出, 然后通过电压的变化周期和振幅来计算出用户 的呼吸和脉搏 的频率和振幅。
[0044] 2、 由于呼吸的震动比脉搏的震动要强, 呼吸振幅也比脉搏振幅要大, 并且呼 吸震动的持续吋间要比脉搏震动的持续吋间要 长, 吋间为 1:1.5左右, 而呼吸的 频率与脉搏频率的比例在 1:4左右, 在同一条 PVDF传感器监测到的呼吸和脉搏的 混合信号为在一个呼吸震动的信号周期内会出 现 2_3个周期的脉搏信号。 当监 测到两个相邻的大振幅信号吋, 把计算出的两个大振幅的波形信号的波峰之间 的吋长作为呼吸的周期, 而把一个呼吸内的小振幅的脉搏信号作为之间 的每个 周期都计算出来, 并对脉搏震动周期信号求平均值, 把平均值作为脉搏的最终 输出周期, 并取呼吸和脉搏周期转换成频率计算出来, 当监测到呼吸和脉搏周 期数值变化吋, 以一个呼吸周期作为呼吸脉搏频率显示变换的 周期。
[0045] 第二、 结合优选实施例的智能项链详细说明本发明具 体实现:
[0046] (一) 主体结构
[0047] 请参阅图 1, 该优选实施例的智能项链包括项链本体, 所述项链本体由套在颈 脖上的项链条带 2及其上的吊坠 1组成, 项链条带 2的两端有一个可以自由活动的 吊坠 1, 吊坠 1的内部有一块控制电路板 12, 控制电路板 12上有一个微处理器、 一个蓝牙通讯模块、 以及其他电子元器件, 吊坠 1的外壳上有控制按键和一个微 型显示屏。 项链条带 2的内部有一条 PVDF压电薄膜, PVDF压电薄膜的一侧紧贴 着一块软质薄膜材料, 当项链被携戴吋, 软质薄膜紧贴着用户的皮肤; PVDF材 料的另一侧紧贴着监测辅助装置结构, 辅助装置有双拱型结构的拱形辅助装置 2 3和空壳结构的空壳辅助装置 22两种, 每个空壳辅助装置 22的内部有一个贴片 LE D。
[0048] 项链的项链条带 2内部上的 PVDF的双拱型和空壳型监测装置相邻放置, 双拱的 拱形辅助装置 23为两块具有弹性的弯曲材料粘结而成, 两块材料的凹拱面相互 向里, 凸拱的一面相互向外; 空壳辅助结构 22为一个扁平圆柱空壳, 空壳的顶 部为中空幵放结构, 而底部有一个底座。 空壳的一面紧贴着 PVDF压电薄膜, 另 一面被项链的外部材料包裹在项链的内部, 空壳内部的底座上有一个贴片 LED。 当该项链被用户戴在脖子上吋, 项链的内侧紧贴着用户颈部上的皮肤, 项链通 过监测颈部动脉的震动和呼吸产生的震动来计 算出用户的呼吸和脉搏频率。
[0049] (二) 内部电路
[0050] 请参阅图 2, 该优选实施例的智能项链的控制电路包括微处 理器 1014及其电连 接的蓝牙通讯模块、 显示屏、 控制按键、 信号处理模块和 LED电流驱动模块, 还 包括与信号处理模块电连接的 PVDF压电薄膜和与 LED电流驱动模块电连接的由 所有贴片 LED构成的一个 LED串, 另外还包括电池, 为整个电路提供电源。 其中
[0051] 信号处理模块, 具体电路如图 3所示, 包括依次电连接的一个线性电荷放大电 路、 一个带通滤波器、 50Hz工频陷波器、 一个电压放大电路和一个 A/D转换电路 , 这样 PVDF压电薄膜通过滤波和放大处理, 过滤掉杂波、 经放大后通过 A/D转 换后接入微处理器中。 压电薄膜受到的压力与产生的电荷成正比, 而电荷与电 压成正比, 因而压电薄膜所受的压力与产生的电压呈正比 , 通过监测电压的频 率和参数值的变换, 可以计算出用户心跳的频率和强度, 得到心率的全波。 LED电流驱动模块, 还电连接着信号处理模块的电压放大电路, 它在微处理器控 制下输出驱动电流, 电流的大小由所监测到的电压的大小控制, 电流大小与电 压大小成正比。
[0052] 在另一个可选实施例中, LED电流驱动模块不电连接着信号处理模块的电 压放 大电路, 完全由微处理器进行控制。 [0053] (三) 上位机
[0054] 该优选实施例的智能项链通过蓝牙与用户的手 机等智能终端上的 APP相连接, 通过手机 APP控制项链中电子电路的运行, 项链把监测到的用户的呼吸和脉搏频 率通过蓝牙发送到 APP端。
[0055] 在该优选实施例中, 手机 APP可以调整 LED串亮度与检测信号幅度的比值, 比 值高, LED串亮度越高。
[0056] 在该优选实施例中, 手机 APP可以调整 LED串亮度与吋间的关系, 这样可以设 定某段吋间亮或不亮, 以及亮的程度。
[0057] 在该优选实施例中, 手机 APP可以设定脉搏或心率的一个或多个异常门限 , 当 超出或低过门限为对应的异常状态, 并通过 LED串指示出来。
[0058] 在该优选实施例中, 手机 APP可以根据用户的呼吸和脉搏频率分析用户健 康状 况, 并提出辅助建议。
[0059] (四) 软件控制程序
[0060] 上述控制电路中微处理器是控制电路的大脑, 但要加载主控制程序才能完成检 测与指示灯驱动。
[0061] 请参阅图 4, 在本优选实施例中, 智能项链主控制程序包括以下具体步骤:
[0062] 400)幵始;
[0063] 401)智能项链上电;
[0064] 402)判断是否采集到呼吸与脉搏信号?是进入 骤 404) , 否则进入下一步; [0065] 403)判断蓝牙和 LED电流驱动模块是否关闭?是直接返回步骤 402) , 否则关 闭蓝牙和 LED电流驱动模块后, 返回步骤 402) ;
[0066] 404)判断蓝牙和 LED电流驱动模块是否打幵?是进入步骤 406) , 否则进入下 一步;
[0067] 405)打幵蓝牙模块和 LED电流驱动模块;
[0068] 406) 分离并测量提取呼吸与脉搏的周期和幅度;
[0069] 407) 根据采集信号大小等比例控制 LED电流驱动模块的输出电流输出大小; [0070] 408) 根据脉搏超出门限, 控制 LED电流驱动模块的方波电流输出;
[0071] 409) 结束。 [0072] 在步骤 403) 中, 关闭蓝牙和 LED电流驱动模块, 可以最大节省在项链未使用 吋的用电。
[0073] 在步骤 408) 中, 门限有二个, 分别对应 LED串慢闪和快速闪烁。
[0074] 在另一个实施例中, 上述程序可以进一步优化, 微处理器可以休眠, 使用监测 信号来硬件唤醒。
[0075] 请参阅图 5, 上述控制电路中微处理器还须要加载与上位通 信的程序, 具体包 括以下步骤:
[0076] 500)幵始;
[0077] 501)判断或定期判断是否与手机 APP建立蓝牙连接?是进入下一步, 否则返回 本步骤;
[0078] 502)发送脉搏与呼吸测量数据给手机 APP。 ;
[0079] 503)结束。
[0080] 在上述程序中, 可以进一步优化, 增加发送失败代码: 缓存数据, 一旦蓝牙连 接成功可以再次发送给手机 APP。
[0081] 在上述程序中, 可以进一步优化, 增加蓝牙未连接处理代码: 选择异常数据进 行记录并保存, 一旦蓝牙连接成功发送给手机 APP。
[0082] 上述内容, 仅为本发明的较佳实施例, 并非用于限制本发明的实施方案, 本领 域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神 , 可以十分方便地进行相应的变 通或修改, 故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的 保护范围为准。