一种便携式脉搏监测器的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于医疗器械领域，提供了一种便携式脉搏监测器，包括外壳，外壳上设有显示屏，还包括集成在外壳内的电路板以及与所述电路板电连接的光检测芯片，所述光检测芯片包括光发射器和光敏传感器，所述电路板上设有信号处理电路、控制电路以及显示电路；所述光发射电路发射的光线经过人体内的血管反射给所述光敏传感器；所述光敏传感器的输出端连接所述信号处理电路的输入端；所述信号处理电路的输出端连接所述控制器的输入端；所述控制电路的输出端连接所述显示电路的控制端，本实用新型与现有技术相比，利用反射式光学脉搏传感器采集脉搏数据，不需要采用导线连接，占用的空间小，可以很方便的戴在手腕上，随时检测自己的身体情况。
【专利说明】一种便携式脉搏监测器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于医疗器械领域，尤其涉及一种便携式脉搏监测器。
【背景技术】
[0002]当今社会，人们越来越推崇健康的生活习惯，更加关心自己身体的健康状况，也会去购买很多穿戴式设备来加强监测自己的身体数据。现有的穿戴式人体生命特征参数监测仪结构较为复杂，且大多数为有线连接，导线一般较长，这种连接方式一方面导致人体触感较硬，穿戴不舒适；另一方面用于连接各部分的导线在日常生活中与皮肤经常性的摩擦，这些摩擦拉扯会导致监测仪偏离皮肤测量点，引入运动噪声。另外头戴式的医疗监护系统虽然导线很少，精度较高，但是佩戴不美观且造价较高，只适合在特定场所对患者进行生命体征监测，如医院病房等，适用范围局限性较大。
实用新型内容
[0003]本实用新型为解决现有技术中的穿戴式人体生命特征参数监测仪结构复杂的缺陷，提供一种便携式脉搏检测仪。
[0004]本实用新型实施例一种便携式脉搏监测器，包括外壳，外壳上设有显示屏，还包括集成在外壳内的电路板以及与所述电路板电连接的光检测芯片，所述光检测芯片包括光发射器和光敏传感器，所述电路板上设有信号处理电路、控制电路以及显示电路；
[0005]所述光发射电路发射的光线经过人体内的血管反射给所述光敏传感器；
[0006]所述光敏传感器的输出端连接所述信号处理电路的输入端，所述光敏传感器将所述光信号转换成模拟电信号并发送给所述信号处理电路；
[0007]所述信号处理电路的输出端连接所述控制器的输入端，所述信号处理电路将所述模拟电信号进行放大滤波后转换成数字电信号并发送给所述控制电路；
[0008]所述控制电路的输出端连接所述显示电路的控制端，所述控制电路根据所述数字电信号通过控制显示电路在显示屏上显示心率信息。
[0009]所述光发射电路为LED灯。
[0010]所述信号处理电路包括依次连接的放大电路、滤波电路以及模数转换电路，所述放大电路的输入端为所述信号处理电路的输入端，所述模数转换电路的输出端为所述信号处理电路的输出端。
[0011]所述控制电路是单片机、CPLD或者FPGA，所述控制电路根据接收的数字电信号的频率大小向所述显示器发送打开或关闭的控制信号。
[0012]所述便携式脉搏监测器还包括硅加速度传感器，所述硅加速度传感器的控制端连接所述控制电路的输出端，所述控制电路根据接收的数字电信号的频率大小向所述硅加速度传感器发送打开或关闭的控制信号。
[0013]所述控制电路包括模数转换器、比较器以及第一可控开关，所述模数转换器的输入端为所述控制电路的输入端，所述模数转换器的输出端连接所述比较器的第一端，所述比较器的第二端为基准电压端，所述比较器的输出端连接所述第一可控开关的控制端，所述第一可控开关的输出端连接所述显示电路的控制端。
[0014]所述便携式脉搏监测器还包括硅加速度传感器，所述硅加速度传感器的控制端连接所述控制电路的输出端，所述控制电路号包括第二可控开关，所述第二可控开关的控制端连接所述比较器的输出端，所述比较器的输出端连接所述硅加速度传感器的控制端。
[0015]所述便携式脉搏监测器还包括腕带，所述腕带与所述外壳连接并形成环状结构。
[0016]本实用新型实施例与现有技术相比，利用反射式光学脉搏传感器采集脉搏数据，不需要采用导线连接，占用的空间小，可以很方便的戴在手腕上，随时检测自己的身体情况,此外加工成本低,便于批量生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型实施例提供的一种便携式脉搏监测器的实施例结构示意图；
[0018]图2是本实用新型实施例提供的一种便携式脉搏监测器的另一实施例结构示意图；
[0019]图3是本实用新型实施例提供的一种便携式脉搏监测器中的LED灯和光敏传感器反射光线原理图；
[0020]图4是本实用新型实施例提供的一种便携式脉搏监测器中的控制电路另一实施例结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0022]本实用新型实施例提供一种便携式脉搏监测器，请参见图1，包括外壳，外壳上设有显示屏106，还包括集成在外壳内的电路板以及与电路板电连接的光检测芯片，光检测芯片包括光发射器101和光敏传感器102，电路板上设有信号处理电路103、控制电路104以及显示电路105 ；
[0023]光发射器101发射的光线经过人体内的血管反射给光敏传感器102 ；
[0024]光敏传感器102的输出端连接信号处理电路103的输入端，光敏传感器102将光信号转换成模拟电信号并发送给信号处理电路103 ；
[0025]信号处理电路103的输出端连接控制器的输入端，信号处理电路103将模拟电信号进行放大滤波后转换成数字电信号并发送给控制电路104 ；
[0026]控制电路104的输出端连接显示电路105的控制端，控制电路104根据数字电信号通过控制显示电路105在显示屏106上显示心率信息。
[0027]便携式脉搏监测器还包括腕带，腕带与外壳连接并形成环状结构。通过腕带可以将便携式脉搏监测器戴在手腕上，便于携带。
[0028]本实用新型实施例的工作过程如下:光发射器101向人体的皮肤发出一定频率的光，光经过皮肤以后会有一部分被毛细血管反射，另一部分则是直接透过了毛细血管，光敏传感器102通过采集被毛细血管反射的光线，并将采集的光信号转换成电信号发送给信号处理电路103，信号处理电路103进行放大过滤以及数模转换后发给控制电路104，控制电路104依据电流信号的脉冲频率，算出心率，通过显示电路105显示在显示屏106上。
[0029]本实用新型实施例与现有技术相比，利用反射式光学脉搏传感器采集脉搏数据，不需要采用导线连接，占用的空间小，可以很方便的戴在手腕上，可以随时检测自己的身体情况,也可以使穿戴式设备变得更加人性化,此外加工成本低,便于批量生产。
[0030]本实用新型一种便携式脉搏监测器提供另一实施例，如图2和图3所示，光发射电路为LED灯，LED灯放射出来的光在一定的波段范围内，光敏传感器102仅对该波段的光有很强的吸收能力，并将吸收的光信号转化为电流信号。
[0031]进一步的，信号处理电路103包括依次连接的放大电路111、滤波电路112以及模数转换电路113，放大电路111的输入端为信号处理电路103的输入端，模数转换电路113的输出端为信号处理电路103的输出端。信号处理电路103将光敏传感器102输出的电信号放大后传给滤波电路112进行过滤，再将过滤后的该信号经A/D转换电路模数转换。
[0032]控制电路104是单片机、CPLD或者FPGA，控制电路104根据接收的数字电信号的频率大小向显示器发送打开或关闭的控制信号。具体地，控制单元是单片机，编程灵活、调试方便。具体地，控制单元是CPLD，执行速度快，控制响应灵敏。具体地，控制单元是FPGA，系统功耗小，控制速度快。控制电路104依据电流信号的脉冲频率，计算出心率值，将心率值与预设值进行比较，当心率值小于预设值时，控制电路104发出控制信号发出关闭显示屏106的信号，当心率值大于预设值时，控制电路104发出控制信号发出打开显示屏106的信号。
[0033]便携式脉搏监测器还包括硅加速度传感器114，硅加速度传感器114的控制端连接控制电路104的输出端，控制电路104根据接收的数字电信号的频率大小向硅加速度传感器114发送打开或关闭的控制信号。
[0034]控制电路104的另一种实施例，请参阅图4，包括数模转换器、比较器以及第一可控开关，数模转换器的输入端为控制电路104的输入端，数模转换器的输出端连接比较器的第一端，比较器的第二端为基准电压端，比较器的输出端连接第一可控开关的控制端，第一可控开关的输出端连接显示电路105的控制端。所述数模转换器将接收到的数字电信号转换成模拟电压信号发送给所述比较器，比较器将接收到的电压值与基准电压值进行比较，当接收到的电压值小于基准电压值时，比较器发出控制信号控制第一可控开关断开，由于第一可控开关断开使显示屏关闭。
[0035]便携式脉搏监测器还包括硅加速度传感器114，硅加速度传感器114的控制端连接控制电路104的输出端，控制电路104号包括第二可控开关，第二可控开关的控制端连接比较器的输出端，比较器的输出端连接硅加速度传感器114的控制端。比较器接收到的电压值小于基准电压值时，比较器发出控制信号控制第一可控开关断开的同时控制第二可控开关断开，由于第二可控开关断开使硅加速度传感器关闭。
[0036]具体的，在开发产品的时候可以制定相应的工作模式，根据人的不同的生活和行为状况来对嵌入式系统中的装置进行开关控制，根据人们平时的生活规律，人在白天的时候心率相对于睡觉时候的心率更杂乱，当人进入深度睡眠的时候，脉搏变的平缓，心率更加齐整，如:白天人在运动时，可以控制打开加速硅的采集，打开屏幕显示数据，但是晚上人在睡眠，就可以关断加速硅的采集，关闭屏幕，节省资源，另外MCU的省电模式的切换等都可以通过这种方式来控制。通过切换不同的工作模式可以加大穿戴式设备的使用的时间，也可以加大穿戴式设备的数据的准确性。
[0037]本实用新型实施例与现有技术相比，现有技术中的切换工作模式的技术必须通过手动执行一定的命令来切换工作模式，或者是根据习惯来确定工模式切换的时间。在准确度上没有十分准确，而且如果采用手动，比较容易遗忘，导致数据处理起来没有很强的说明性。心率是人体的心脏在一分钟时间内的跳动次数，而心脏的每一次脉动都使得手指毛细血管的麦芽发生微弱的改变，利用反射式光学脉搏可以检测到这种变化，通过算法来得到心率值。根据人体脉搏的特征，人在睡眠的时候脉搏更加稳定，更具有规律性，容易判断人是在睡眠中还是在深睡眠中，依据人的睡眠状况来切换穿戴式设备的工作模式，对数据做出不同的处理。反射式光学脉搏传感器能够定时测得人体的脉搏数，这种体积小的脉搏检测的传感器更容易嵌入在穿戴式设备中，方便测量脉搏的数据。相比普通的切换工作模式的方法，本设计有更强的自动性和便携性，不需要用户考虑切换模式的问题，就能利用不同的工作模式得到更准确的数据。
[0038]进一步的，所述便携式脉搏监测器还包括输入端与控制电路相连的Zigbee通信模块，控制电路对接收的信号进行进一步处理后通过Zigbee通信模块打包送至远程终端进行监控。
[0039]本实用新型利用反射式光学脉搏采集脉搏数据，将采集得到的数据进行算法的处理，分析用户现在的状态，切换工作方式。本实用新型的优点:可以将该穿戴设备制造成手表的形状戴在手腕上，占用的空间小、成本底以及功耗小、无需用户操作，无需另外添加外设，通过算法就能实现。设备在利用反射式光学脉搏来进行数据的采集的时候，一方面能将这些采集的数据用来检测自己的身体情况，另一方面也可以用来将穿戴式设备变得更加人性化，不需用户操心穿戴式设备的工作模式，让穿戴式设备发挥其最大的作用。
[0040]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种便携式脉搏监测器，包括外壳，外壳上设有显示屏，其特征在于，还包括集成在外壳内的电路板以及与所述电路板电连接的光检测芯片，所述光检测芯片包括光发射器和光敏传感器，所述电路板上设有信号处理电路、控制电路以及显示电路； 所述光发射电路发射的光线经过人体内的血管反射给所述光敏传感器； 所述光敏传感器的输出端连接所述信号处理电路的输入端，所述光敏传感器将光信号转换成模拟电信号并发送给所述信号处理电路； 所述信号处理电路的输出端连接所述控制电路的输入端，所述信号处理电路将所述模拟电信号进行放大滤波后转换成数字电信号并发送给所述控制电路； 所述控制电路的输出端连接所述显示电路的控制端，所述控制电路根据所述数字电信号通过控制显示电路在显示屏上显示心率信息。
2.如权利要求1所述的便携式脉搏监测器，其特征在于，所述光发射电路为LED灯。
3.如权利要求1所述的便携式脉搏监测器，其特征在于，所述信号处理电路包括依次连接的放大电路、滤波电路以及模数转换电路，所述放大电路的输入端为所述信号处理电路的输入端，所述模数转换电路的输出端为所述信号处理电路的输出端。
4.如权利要求1所述的便携式脉搏监测器，其特征在于，所述控制电路是单片机、CPLD或者FPGA，所述控制电路根据接收的数字电信号的频率大小向所述显示电路发送打开或关闭的控制信号。
5.如权利要求4所述的便携式脉搏监测器，其特征在于，还包括硅加速度传感器，所述硅加速度传感器的控制端连接所述控制电路的输出端，所述控制电路根据接收的数字电信号的频率大小向所述硅加速度传感器发送打开或关闭的控制信号。
6.如权利要求1所述的便携式脉搏监测器，其特征在于，所述控制电路包括模数转换器、比较器以及第一可控开关，所述模数转换器的输入端为所述控制电路的输入端，所述模数转换器的输出端连接所述比较器的第一端，所述比较器的第二端为基准电压端，所述比较器的输出端连接所述第一可控开关的控制端，所述第一可控开关的输出端连接所述显示电路的控制端。
7.如权利要求6所述的便携式脉搏监测器，其特征在于，还包括硅加速度传感器，所述硅加速度传感器的控制端连接所述控制电路的输出端，所述控制电路号包括第二可控开关，所述第二可控开关的控制端连接所述比较器的输出端，所述比较器的输出端连接所述娃加速度传感器的控制端。
8.如权利要求1所述的便携式脉搏监测器，其特征在于，还包括腕带，所述腕带与所述外壳连接并形成环状结构。
【文档编号】A61B5/02GK203763063SQ201420048924
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】龚浩文 申请人:深圳市宏电技术股份有限公司