一种带心率监测的超低功耗智能手表的实现方法

技术领域

本发明涉及心率监测技术领域，具体是一种带心率监测的超低功耗智能手表的实现方法。

背景技术

心率是指正常人安静状态下每分钟心跳的次数，一般为60～100次/分，可因年龄、性别或其他生理因素产生个体差异，一般来说，年龄越小，心率越快，老年人心跳比年轻人慢，女性的心率比同龄男性快，心率变化与心脏疾病密切相关，如果心率出现过快或过慢，应及早进行详细检查，心率是最为重要的人体体征信息，心率的监测主要有两种方法，一种是基于ECG黄金标准法，另外一种是基于PPG原理的方法，目前，市面上大部分智能手表、健康监测手环都是采用非侵入式光电容积描记法(PPG)监测血容量的变化，其使用的光电传感器主要由两部分组成包括发光二极管和光电探测器，利用LED灯发出黄、绿、红不同波长的光，经过皮肤组织的投射、反射，由光电探测器对所获得的光信号转化成电信号，对数据进行处理、分析，实现对人体的心率、心率变异性、血氧饱和度、乳酸阈值等生理信号进行监测和分析。

申请公布号为CN114469011A的发明专利，包括可穿戴监测设备，所述可穿戴监测设备包括双温度数字传感器、通讯单元、显示单元和系统微处理控制器，所述双温度数字传感器、通讯单元和显示单元分别与系统微处理控制器相连接，所述可穿戴监测设备还包括壳体，所述壳体内设置有电路板，系统微处理控制器设置于电路板上。

现有技术中主要采用PPG传感器进行监测，体积较大、材质坚硬，不适合长期佩戴，另外，佩戴者在剧烈运动或者有强烈的环境光噪声干扰时，严重影响传感器提取生理信息的准确性，进而影响相应信号监测，基于此，我们提出一种带心率监测的超低功耗智能手表的实现方法，以优化现有技术中的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带心率监测的超低功耗智能手表的实现方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带心率监测的超低功耗智能手表的实现方法，包括手表和柔性脉搏波传感器，所述手表包括表带和表头，所述表头上设置有信号采集模块、AD数模转换模块、中央处理单元和数据存储显示模块，所述柔性脉搏波传感器的输出端与信号采集模块的输入端连接，所述信号采集模块的输出端与AD数模转换模块的输入端连接，所述AD数模转换模块的输出端与中央处理单元的输入端连接，所述中央处理单元的输出端与数据存储显示模块的输入端连接。

作为本发明进一步的方案：所述AD数模转换模块为AD数模转换芯片。

作为本发明再进一步的方案：所述信号采集模块具有对微弱的心率生理信号进行滤波和放大的功能，然后经过滤波器处理。

作为本发明再进一步的方案：所述数据存储显示模块可以对监测的心率数据进行存储和显示，可以将心率数据实时在表头上显示出来。

一种带心率监测的超低功耗智能手表的实现方法，其方法步骤如下：

S1：将柔性脉搏波传感器固定在表头底部与人体手臂皮肤的接触面上；

S2：通过柔性脉搏波传感器对心率生理信号进行收集；

S3：通过信号采集模块和AD数模转换模块对收集的信号进行处理；

S4：通过中央处理单元处理后，将心率数据显示出来供人员查看。

所述S1中，首先是将柔性脉搏波传感器固定安装在表头底部与人体手臂皮肤的接触面上，使柔性脉搏波传感器可以与人体皮肤贴合。

所述S2中，将安装有柔性脉搏波传感器的手表佩戴在使用者的手腕上，通过柔性脉搏波传感器来收集使用者微弱的心率生理信号，然后通过柔性脉搏波传感器将收集的心率生理信号传递到信号采集模块中。

所述S3中，通过信号采集模块对接收到的微弱的心率生理信号进行滤波和放大处理后，再经过滤波器处理，通过滤波器对信号进行处理后，再将信号传递至AD模数转换模块，通过AD模数转换模块将信号转换成数字信号。

所述S4中，通过AD模数转换模块转换成的数字信号再传递至中央处理单元，由中央处理单元将心率数据进行整合处理后，再将整合处理后的心率数据传递至数据存储显示模块，最后由数据存储显示模块在表头上将心率数据显示出来。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明带心率监测的超低功耗智能手表的实现方法中，通过手表、表带、表头、柔性脉搏波传感器、信号采集模块、AD数模转换模块、中央处理单元和数据存储显示模块的配合使用，采用柔性佩戴的方式，使得使用者在长期佩戴使用的过程中不易出现不适感，适合长期佩戴对人员的心率进行监测，通过采用柔性脉搏波传感器进行信号收集，再通过信号采集模块对接收到的微弱的心率生理信号进行滤波和放大处理后，进而经过滤波器处理，对信号进行优化处理，并通过AD模数转换模块转换成和中央处理单元处理后，由数据存储显示模块将实时的心率监测数据显示出来，整体功耗低，本方法保证了心率监测数据提取的准确性，且不易因为外部因素而造成干扰，与传统的PPG传感器监测方式相比，本方法的整体使用稳定性好，数据精准可靠。

附图说明

图1为带心率监测的超低功耗智能手表的实现方法的流程图。

图2为带心率监测的超低功耗智能手表的实现方法中的局部示意图。

图3为带心率监测的超低功耗智能手表的结构示意图。

图4为带心率监测的超低功耗智能手表的实现方法中前级放大电路的原理图。

图5为带心率监测的超低功耗智能手表的实现方法中滤波器的原理图。

图中所示：手表1、表带101、表头102、柔性脉搏波传感器2、信号采集模块3、AD数模转换模块4、中央处理单元5、数据存储显示模块6。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～5，本发明实施例中，一种带心率监测的超低功耗智能手表的实现方法，包括手表1和柔性脉搏波传感器2，手表1包括表带101和表头102，表头102上设置有信号采集模块3、AD数模转换模块4、中央处理单元5和数据存储显示模块6，柔性脉搏波传感器2的输出端与信号采集模块3的输入端连接，信号采集模块3的输出端与AD数模转换模块4的输入端连接，AD数模转换模块4的输出端与中央处理单元5的输入端连接，中央处理单元5的输出端与数据存储显示模块6的输入端连接。

表头102固定连接于表带101上，表带101为柔性表带，AD数模转换模块4为AD数模转换芯片，信号采集模块3具有对微弱的心率生理信号进行滤波和放大的功能，然后经过滤波器处理，滤波器可以对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到有效信号，数据存储显示模块6可以对监测的心率数据进行存储和显示，可以将心率数据实时在表头102上显示出来，供人员查看心率数据，柔性脉搏波传感器固定安装于表头102底部与人体手臂皮肤的接触面上，柔性脉搏波传感器2可以有效地将外部刺激转化为电信号用来监测身体健康状况，柔性可穿戴电子传感器的信号转换机制主要分为压阻、电容和压电三大部分。

一种带心率监测的超低功耗智能手表的实现方法，其方法步骤如下：

S1：将柔性脉搏波传感器固定在表头底部与人体手臂皮肤的接触面上；

S2：通过柔性脉搏波传感器对心率生理信号进行收集；

S3：通过信号采集模块和AD数模转换模块对收集的信号进行处理；

S4：通过中央处理单元处理后，将心率数据显示出来供人员查看。

S1中，首先是将柔性脉搏波传感器固定安装在表头底部与人体手臂皮肤的接触面上，使柔性脉搏波传感器可以与人体皮肤贴合。

S2中，将安装有柔性脉搏波传感器的手表佩戴在使用者的手腕上，通过柔性脉搏波传感器来收集使用者微弱的心率生理信号，然后通过柔性脉搏波传感器将收集的心率生理信号传递到信号采集模块中。

S3中，通过信号采集模块对接收到的微弱的心率生理信号进行滤波和放大处理后，再经过滤波器处理，通过滤波器对信号进行处理后，再将信号传递至AD模数转换模块，通过AD模数转换模块将信号转换成数字信号。

S4中，通过AD模数转换模块转换成的数字信号再传递至中央处理单元，由中央处理单元将心率数据进行整合处理后，再将整合处理后的心率数据传递至数据存储显示模块，最后由数据存储显示模块在表头上将心率数据显示出来，使用者通过显示出来的心率数据可以实时了解自己的心率情况。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。