一種便攜式脈搏監(jiān)測器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，提供了一種便攜式脈搏監(jiān)測器，包括外殼，外殼上設(shè)有顯示屏，還包括集成在外殼內(nèi)的電路板以及與所述電路板電連接的光檢測芯片，所述光檢測芯片包括光發(fā)射器和光敏傳感器，所述電路板上設(shè)有信號處理電路、控制電路以及顯示電路；所述光發(fā)射電路發(fā)射的光線經(jīng)過人體內(nèi)的血管反射給所述光敏傳感器；所述光敏傳感器的輸出端連接所述信號處理電路的輸入端；所述信號處理電路的輸出端連接所述控制器的輸入端；所述控制電路的輸出端連接所述顯示電路的控制端，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用反射式光學(xué)脈搏傳感器采集脈搏數(shù)據(jù)，不需要采用導(dǎo)線連接，占用的空間小，可以很方便的戴在手腕上，隨時(shí)檢測自己的身體情況。
【專利說明】一種便攜式脈搏監(jiān)測器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種便攜式脈搏監(jiān)測器。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今社會，人們越來越推崇健康的生活習(xí)慣，更加關(guān)心自己身體的健康狀況，也會去購買很多穿戴式設(shè)備來加強(qiáng)監(jiān)測自己的身體數(shù)據(jù)。現(xiàn)有的穿戴式人體生命特征參數(shù)監(jiān)測儀結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且大多數(shù)為有線連接，導(dǎo)線一般較長，這種連接方式一方面導(dǎo)致人體觸感較硬，穿戴不舒適；另一方面用于連接各部分的導(dǎo)線在日常生活中與皮膚經(jīng)常性的摩擦，這些摩擦拉扯會導(dǎo)致監(jiān)測儀偏離皮膚測量點(diǎn)，引入運(yùn)動(dòng)噪聲。另外頭戴式的醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)雖然導(dǎo)線很少，精度較高，但是佩戴不美觀且造價(jià)較高，只適合在特定場所對患者進(jìn)行生命體征監(jiān)測，如醫(yī)院病房等，適用范圍局限性較大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)中的穿戴式人體生命特征參數(shù)監(jiān)測儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺陷，提供一種便攜式脈搏檢測儀。
[0004]本實(shí)用新型實(shí)施例一種便攜式脈搏監(jiān)測器，包括外殼，外殼上設(shè)有顯示屏，還包括集成在外殼內(nèi)的電路板以及與所述電路板電連接的光檢測芯片，所述光檢測芯片包括光發(fā)射器和光敏傳感器，所述電路板上設(shè)有信號處理電路、控制電路以及顯示電路；
[0005]所述光發(fā)射電路發(fā)射的光線經(jīng)過人體內(nèi)的血管反射給所述光敏傳感器；
[0006]所述光敏傳感器的輸出端連接所述信號處理電路的輸入端，所述光敏傳感器將所述光信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號并發(fā)送給所述信號處理電路；
[0007]所述信號處理電路的輸出端連接所述控制器的輸入端，所述信號處理電路將所述模擬電信號進(jìn)行放大濾波后轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號并發(fā)送給所述控制電路；
[0008]所述控制電路的輸出端連接所述顯示電路的控制端，所述控制電路根據(jù)所述數(shù)字電信號通過控制顯示電路在顯示屏上顯示心率信息。
[0009]所述光發(fā)射電路為LED燈。
[0010]所述信號處理電路包括依次連接的放大電路、濾波電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述放大電路的輸入端為所述信號處理電路的輸入端，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端為所述信號處理電路的輸出端。
[0011]所述控制電路是單片機(jī)、CPLD或者FPGA，所述控制電路根據(jù)接收的數(shù)字電信號的頻率大小向所述顯示器發(fā)送打開或關(guān)閉的控制信號。
[0012]所述便攜式脈搏監(jiān)測器還包括硅加速度傳感器，所述硅加速度傳感器的控制端連接所述控制電路的輸出端，所述控制電路根據(jù)接收的數(shù)字電信號的頻率大小向所述硅加速度傳感器發(fā)送打開或關(guān)閉的控制信號。
[0013]所述控制電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、比較器以及第一可控開關(guān)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端為所述控制電路的輸入端，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述比較器的第一端，所述比較器的第二端為基準(zhǔn)電壓端，所述比較器的輸出端連接所述第一可控開關(guān)的控制端，所述第一可控開關(guān)的輸出端連接所述顯示電路的控制端。
[0014]所述便攜式脈搏監(jiān)測器還包括硅加速度傳感器，所述硅加速度傳感器的控制端連接所述控制電路的輸出端，所述控制電路號包括第二可控開關(guān)，所述第二可控開關(guān)的控制端連接所述比較器的輸出端，所述比較器的輸出端連接所述硅加速度傳感器的控制端。
[0015]所述便攜式脈搏監(jiān)測器還包括腕帶，所述腕帶與所述外殼連接并形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0016]本實(shí)用新型實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用反射式光學(xué)脈搏傳感器采集脈搏數(shù)據(jù)，不需要采用導(dǎo)線連接，占用的空間小，可以很方便的戴在手腕上，隨時(shí)檢測自己的身體情況,此外加工成本低,便于批量生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種便攜式脈搏監(jiān)測器的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種便攜式脈搏監(jiān)測器的另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種便攜式脈搏監(jiān)測器中的LED燈和光敏傳感器反射光線原理圖；
[0020]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種便攜式脈搏監(jiān)測器中的控制電路另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0022]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種便攜式脈搏監(jiān)測器，請參見圖1，包括外殼，外殼上設(shè)有顯示屏106，還包括集成在外殼內(nèi)的電路板以及與電路板電連接的光檢測芯片，光檢測芯片包括光發(fā)射器101和光敏傳感器102，電路板上設(shè)有信號處理電路103、控制電路104以及顯示電路105 ；
[0023]光發(fā)射器101發(fā)射的光線經(jīng)過人體內(nèi)的血管反射給光敏傳感器102 ；
[0024]光敏傳感器102的輸出端連接信號處理電路103的輸入端，光敏傳感器102將光信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號并發(fā)送給信號處理電路103 ；
[0025]信號處理電路103的輸出端連接控制器的輸入端，信號處理電路103將模擬電信號進(jìn)行放大濾波后轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號并發(fā)送給控制電路104 ；
[0026]控制電路104的輸出端連接顯示電路105的控制端，控制電路104根據(jù)數(shù)字電信號通過控制顯示電路105在顯示屏106上顯示心率信息。
[0027]便攜式脈搏監(jiān)測器還包括腕帶，腕帶與外殼連接并形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。通過腕帶可以將便攜式脈搏監(jiān)測器戴在手腕上，便于攜帶。
[0028]本實(shí)用新型實(shí)施例的工作過程如下:光發(fā)射器101向人體的皮膚發(fā)出一定頻率的光，光經(jīng)過皮膚以后會有一部分被毛細(xì)血管反射，另一部分則是直接透過了毛細(xì)血管，光敏傳感器102通過采集被毛細(xì)血管反射的光線，并將采集的光信號轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送給信號處理電路103，信號處理電路103進(jìn)行放大過濾以及數(shù)模轉(zhuǎn)換后發(fā)給控制電路104，控制電路104依據(jù)電流信號的脈沖頻率，算出心率，通過顯示電路105顯示在顯示屏106上。
[0029]本實(shí)用新型實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用反射式光學(xué)脈搏傳感器采集脈搏數(shù)據(jù)，不需要采用導(dǎo)線連接，占用的空間小，可以很方便的戴在手腕上，可以隨時(shí)檢測自己的身體情況,也可以使穿戴式設(shè)備變得更加人性化,此外加工成本低,便于批量生產(chǎn)。
[0030]本實(shí)用新型一種便攜式脈搏監(jiān)測器提供另一實(shí)施例，如圖2和圖3所示，光發(fā)射電路為LED燈，LED燈放射出來的光在一定的波段范圍內(nèi)，光敏傳感器102僅對該波段的光有很強(qiáng)的吸收能力，并將吸收的光信號轉(zhuǎn)化為電流信號。
[0031]進(jìn)一步的，信號處理電路103包括依次連接的放大電路111、濾波電路112以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路113，放大電路111的輸入端為信號處理電路103的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路113的輸出端為信號處理電路103的輸出端。信號處理電路103將光敏傳感器102輸出的電信號放大后傳給濾波電路112進(jìn)行過濾，再將過濾后的該信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0032]控制電路104是單片機(jī)、CPLD或者FPGA，控制電路104根據(jù)接收的數(shù)字電信號的頻率大小向顯示器發(fā)送打開或關(guān)閉的控制信號。具體地，控制單元是單片機(jī)，編程靈活、調(diào)試方便。具體地，控制單元是CPLD，執(zhí)行速度快，控制響應(yīng)靈敏。具體地，控制單元是FPGA，系統(tǒng)功耗小，控制速度快?？刂齐娐?04依據(jù)電流信號的脈沖頻率，計(jì)算出心率值，將心率值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)心率值小于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制電路104發(fā)出控制信號發(fā)出關(guān)閉顯示屏106的信號，當(dāng)心率值大于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制電路104發(fā)出控制信號發(fā)出打開顯示屏106的信號。
[0033]便攜式脈搏監(jiān)測器還包括硅加速度傳感器114，硅加速度傳感器114的控制端連接控制電路104的輸出端，控制電路104根據(jù)接收的數(shù)字電信號的頻率大小向硅加速度傳感器114發(fā)送打開或關(guān)閉的控制信號。
[0034]控制電路104的另一種實(shí)施例，請參閱圖4，包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、比較器以及第一可控開關(guān)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端為控制電路104的輸入端，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端連接比較器的第一端，比較器的第二端為基準(zhǔn)電壓端，比較器的輸出端連接第一可控開關(guān)的控制端，第一可控開關(guān)的輸出端連接顯示電路105的控制端。所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器將接收到的數(shù)字電信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號發(fā)送給所述比較器，比較器將接收到的電壓值與基準(zhǔn)電壓值進(jìn)行比較，當(dāng)接收到的電壓值小于基準(zhǔn)電壓值時(shí)，比較器發(fā)出控制信號控制第一可控開關(guān)斷開，由于第一可控開關(guān)斷開使顯示屏關(guān)閉。
[0035]便攜式脈搏監(jiān)測器還包括硅加速度傳感器114，硅加速度傳感器114的控制端連接控制電路104的輸出端，控制電路104號包括第二可控開關(guān)，第二可控開關(guān)的控制端連接比較器的輸出端，比較器的輸出端連接硅加速度傳感器114的控制端。比較器接收到的電壓值小于基準(zhǔn)電壓值時(shí)，比較器發(fā)出控制信號控制第一可控開關(guān)斷開的同時(shí)控制第二可控開關(guān)斷開，由于第二可控開關(guān)斷開使硅加速度傳感器關(guān)閉。
[0036]具體的，在開發(fā)產(chǎn)品的時(shí)候可以制定相應(yīng)的工作模式，根據(jù)人的不同的生活和行為狀況來對嵌入式系統(tǒng)中的裝置進(jìn)行開關(guān)控制，根據(jù)人們平時(shí)的生活規(guī)律，人在白天的時(shí)候心率相對于睡覺時(shí)候的心率更雜亂，當(dāng)人進(jìn)入深度睡眠的時(shí)候，脈搏變的平緩，心率更加齊整，如:白天人在運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以控制打開加速硅的采集，打開屏幕顯示數(shù)據(jù)，但是晚上人在睡眠，就可以關(guān)斷加速硅的采集，關(guān)閉屏幕，節(jié)省資源，另外MCU的省電模式的切換等都可以通過這種方式來控制。通過切換不同的工作模式可以加大穿戴式設(shè)備的使用的時(shí)間，也可以加大穿戴式設(shè)備的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0037]本實(shí)用新型實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比，現(xiàn)有技術(shù)中的切換工作模式的技術(shù)必須通過手動(dòng)執(zhí)行一定的命令來切換工作模式，或者是根據(jù)習(xí)慣來確定工模式切換的時(shí)間。在準(zhǔn)確度上沒有十分準(zhǔn)確，而且如果采用手動(dòng)，比較容易遺忘，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理起來沒有很強(qiáng)的說明性。心率是人體的心臟在一分鐘時(shí)間內(nèi)的跳動(dòng)次數(shù)，而心臟的每一次脈動(dòng)都使得手指毛細(xì)血管的麥芽發(fā)生微弱的改變，利用反射式光學(xué)脈搏可以檢測到這種變化，通過算法來得到心率值。根據(jù)人體脈搏的特征，人在睡眠的時(shí)候脈搏更加穩(wěn)定，更具有規(guī)律性，容易判斷人是在睡眠中還是在深睡眠中，依據(jù)人的睡眠狀況來切換穿戴式設(shè)備的工作模式，對數(shù)據(jù)做出不同的處理。反射式光學(xué)脈搏傳感器能夠定時(shí)測得人體的脈搏數(shù)，這種體積小的脈搏檢測的傳感器更容易嵌入在穿戴式設(shè)備中，方便測量脈搏的數(shù)據(jù)。相比普通的切換工作模式的方法，本設(shè)計(jì)有更強(qiáng)的自動(dòng)性和便攜性，不需要用戶考慮切換模式的問題，就能利用不同的工作模式得到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
[0038]進(jìn)一步的，所述便攜式脈搏監(jiān)測器還包括輸入端與控制電路相連的Zigbee通信模塊，控制電路對接收的信號進(jìn)行進(jìn)一步處理后通過Zigbee通信模塊打包送至遠(yuǎn)程終端進(jìn)行監(jiān)控。
[0039]本實(shí)用新型利用反射式光學(xué)脈搏采集脈搏數(shù)據(jù)，將采集得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行算法的處理，分析用戶現(xiàn)在的狀態(tài)，切換工作方式。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):可以將該穿戴設(shè)備制造成手表的形狀戴在手腕上，占用的空間小、成本底以及功耗小、無需用戶操作，無需另外添加外設(shè)，通過算法就能實(shí)現(xiàn)。設(shè)備在利用反射式光學(xué)脈搏來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集的時(shí)候，一方面能將這些采集的數(shù)據(jù)用來檢測自己的身體情況，另一方面也可以用來將穿戴式設(shè)備變得更加人性化，不需用戶操心穿戴式設(shè)備的工作模式，讓穿戴式設(shè)備發(fā)揮其最大的作用。
[0040]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式脈搏監(jiān)測器，包括外殼，外殼上設(shè)有顯示屏，其特征在于，還包括集成在外殼內(nèi)的電路板以及與所述電路板電連接的光檢測芯片，所述光檢測芯片包括光發(fā)射器和光敏傳感器，所述電路板上設(shè)有信號處理電路、控制電路以及顯示電路； 所述光發(fā)射電路發(fā)射的光線經(jīng)過人體內(nèi)的血管反射給所述光敏傳感器； 所述光敏傳感器的輸出端連接所述信號處理電路的輸入端，所述光敏傳感器將光信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號并發(fā)送給所述信號處理電路； 所述信號處理電路的輸出端連接所述控制電路的輸入端，所述信號處理電路將所述模擬電信號進(jìn)行放大濾波后轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號并發(fā)送給所述控制電路； 所述控制電路的輸出端連接所述顯示電路的控制端，所述控制電路根據(jù)所述數(shù)字電信號通過控制顯示電路在顯示屏上顯示心率信息。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式脈搏監(jiān)測器，其特征在于，所述光發(fā)射電路為LED燈。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式脈搏監(jiān)測器，其特征在于，所述信號處理電路包括依次連接的放大電路、濾波電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述放大電路的輸入端為所述信號處理電路的輸入端，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端為所述信號處理電路的輸出端。
4.如權(quán)利要求1所述的便攜式脈搏監(jiān)測器，其特征在于，所述控制電路是單片機(jī)、CPLD或者FPGA，所述控制電路根據(jù)接收的數(shù)字電信號的頻率大小向所述顯示電路發(fā)送打開或關(guān)閉的控制信號。
5.如權(quán)利要求4所述的便攜式脈搏監(jiān)測器，其特征在于，還包括硅加速度傳感器，所述硅加速度傳感器的控制端連接所述控制電路的輸出端，所述控制電路根據(jù)接收的數(shù)字電信號的頻率大小向所述硅加速度傳感器發(fā)送打開或關(guān)閉的控制信號。
6.如權(quán)利要求1所述的便攜式脈搏監(jiān)測器，其特征在于，所述控制電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、比較器以及第一可控開關(guān)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端為所述控制電路的輸入端，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述比較器的第一端，所述比較器的第二端為基準(zhǔn)電壓端，所述比較器的輸出端連接所述第一可控開關(guān)的控制端，所述第一可控開關(guān)的輸出端連接所述顯示電路的控制端。
7.如權(quán)利要求6所述的便攜式脈搏監(jiān)測器，其特征在于，還包括硅加速度傳感器，所述硅加速度傳感器的控制端連接所述控制電路的輸出端，所述控制電路號包括第二可控開關(guān)，所述第二可控開關(guān)的控制端連接所述比較器的輸出端，所述比較器的輸出端連接所述娃加速度傳感器的控制端。
8.如權(quán)利要求1所述的便攜式脈搏監(jiān)測器，其特征在于，還包括腕帶，所述腕帶與所述外殼連接并形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】A61B5/02GK203763063SQ201420048924
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】龔浩文 申請人:深圳市宏電技術(shù)股份有限公司