头戴式生理参数监测装置的制作方法

本实用新型涉及智能穿戴技术领域，尤其涉及一种头戴式生理参数监测装置。

背景技术：

目前，心率是非常重要的人体生理参数，反映心脏和心血管系统运行状况的一项指标，在临床诊断治疗、康复医学、运动训练、家庭监护，以及包括心理学等领域在内的生命健康基础研究方面有着重要的应用。随着国民生活水平的提高以及健康意识增强，越来越多人开始注重各种体育运动，以增强自身体质，比如长跑。合理的运动量或者是心脏负荷强度，以及适时的运动时间，是科学锻炼应该强调的，运动量不够则达不到锻炼效果，过量运动则会引起过度疲劳甚至导致机体损伤，心率的实时监测则为科学锻炼提供了重要的参数依据，能够指导平时的锻炼或训练，做到合理科学的运动量，除此之外，心率指标还可以评估运动后身体疲劳程度及肌体恢复情况。目前市场上可以购买的可穿戴心率检测仪器主要有基于心电信号和光学血氧信号两种，前者心电信号容易受到运动肌电干扰，且构造复杂较昂贵；后者主要是集成在手环或手表形式穿戴在手腕，如苹果手环、小米手环等，虽然廉价且非常普及，但由于肢体运动造成的干扰无法检测到实时准确的心率信息。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种头戴式生理参数监测装置，其能更准确的检测到人体在运动状态下的生理参数。

一种头戴式生理参数监测装置，包括头戴结构、和设置于头戴结构处的心率检测模块、主控模块、电源模块、通信模块和反馈模块；所述电源模块、心率检测模块、通信模块和反馈模块均与主控模块电性连接；

所述通信模块用于与智能终端设备进行通信，本案例中通信模块集成在主控模块内部，所述心率检测模块基于光电脉搏波原理，用于检测佩戴所述监测装置的用户的心率信号，所述主控模块将提取到的心率信息通过集成在内部的通信模块发送到智能终端设备，并根据检测到的心率信息判断是否启动反馈模块以提示用户信息。

进一步地，所述头戴结构为头带或者帽子；所述头戴结构处还设置有活动卡扣或者伸缩带，所述活动卡扣或者伸缩带用于调节头戴结构的松紧程度。

进一步地，还包括与主控模块电性连接的运动信息模块和定位模块，所述运动信息模块为三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器用于对用户进行计步以及对用户进行姿态检测，所述定位模块用于对用户进行定位。

进一步地，所述通信模块即为蓝牙模块，集成在主控模块内部；所述心率检测模块为心率传感器；所述心率传感器的型号为max86150；所述运动信息模块、定位模块、心率检测模块、主控模块、电源模块、通信模块和反馈模块均设置于柔性电路板上；所述柔性电路板与头戴结构固定连接。

进一步地，所述柔性电路板通过透明硅胶固定内嵌于头戴结构的内侧，当用户佩戴所述监测装置时，所述透明硅胶上的心率检测模块与用户的头部贴合以检测用户的心率信号；所述反馈模块为微型蜂鸣器或者振动器；所述主控模块的型号为da14580。

进一步地，所述头戴结构为不透光头戴结构，当用户佩戴所述监测装置时，所述心率检测模块与用户头部贴合以检测用户的心率信息。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的头戴式生理参数监测装置通过头戴结构将检测装置较好的贴合于额头部位，由于人体运动时头部跟躯干相对运动小很多，进而使得在整个监测过程中检测到的数据更为精确。

附图说明

图1为实施例一的头戴式生理参数监测装置电路原理框图；

图2为实施例一的头戴式生理参数监测装置后视图；

图3为实施例一的头戴式生理参数监测装置前视图；

图4为实施例一的佩戴头戴式生理参数监测装置的效果图。

附图标记：1、心率检测模块；2、电源模块；3、主控模块；4、电源连接线；5、运动信息模块；6、反馈模块；7、伸缩带；8、头戴结构。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种头戴式生理参数监测装置，包括头戴结构8、和设置于头戴结构8处的心率检测模块1，主控模块3，电源模块2，运动信息模块5，通信模块和反馈模块6；所述电源模块2，心率检测模块1，运动信息模块5，通信模块和反馈模块6均与主控模块3电性连接；电源连接线4将电源模块2与其他各模块电性连接，所述电源模块2还可以是电源管理模块，其用于负责给各模块供电及电量提示、充电等。

所述通信模块用于与智能设备进行通信，所述心率检测模块1用于检测佩戴所述监测装置的用户的心率信号，所述主控模块将提取到的心率信息通过集成其内部的通信模块发送至外部智能终端设备，并根据检测到的心率信息判断是否发送启动反馈模块6以提示用户生理及运动信息。

所述头戴结构8为头带或者帽子；所述头戴结构8处还设置有活动卡扣或者伸缩带7，所述活动卡扣或者伸缩带7用于调节头戴结构8的松紧程度。除了上述的结构外，还可以是其他的自有设计，其主要目的是为了使得该监测装置舒适地穿戴于用户的头部。

还包括与主控模块3电性连接的运动信息模块和定位模块，所述运动信息模块为三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器用于对用户进行计步以及对用户进行姿态检测，所述定位模块用于对用户进行定位。

所述通信模块为蓝牙模块，所述心率检测模块1为心率传感器；所述心率传感器的型号为max86150；所述运动信息模块、定位模块、心率检测模块1、主控模块3、电源模块2、通信模块和反馈模块6均设置于柔性电路板上；所述柔性电路板与头戴结构8固定连接。各模块均采用柔性电路板设计并集成在柔软的硅胶上，硅胶内嵌在具有一定弹性的丝质头带上，保证与人体有良好的贴合的同时有较好的舒适性，头带后部有调节松紧程度的魔术贴松紧带。所述柔性电路板通过透明硅胶固定内嵌于头戴结构8的内侧，当用户佩戴所述监测装置时，所述透明硅胶内的心率检测模块1与用户的头部皮肤贴合以检测用户的心率信号；所述反馈模块6为微型蜂鸣器或者振动器；所述主控模块3的型号为da14580。在本实施例中，通信模块可以是独立模块，也可以是直接集成在主控模块内部，其主要功能为实现与外部设备的通信。在本实施例中优选的，采用将通信模块集成在主控模块内部的形式来提高器件的集成度。

如图4所示，打开头带上电源模块2开关，由头带处的蓝牙通信单元(主控模块3)与手机蓝牙(app应用程序)进行通信配对，配对成功后由使用者手持app设置好测量模式后发送开始测量指令，与主控模块3即单片机系统接收到指令后启动心率模块、运动信息模块5开始采集工作，直到主控模块3接收到手机app发送过来的停止采集指令或关闭电源模块2开关即停止采集工作；期间主控模块3将采集到的数据进行处理分析，将得到心率与运动状态信息(步数)由蓝牙通信(集成在主控芯片内部)实时发送，手机端蓝牙接收信息并进行显示分析及保存处理，对参数指标通过反馈模块6进行实时反馈。整个使用过程要求手机不离身或者保持10米以内的距离

本实施例的装置既能在一般运动中可穿戴，且同时能提供准确稳定的人体心率测量参数的智能设备，该设备既能实时上传测量数据，又能将数据进行分析并把结果进行反馈和保存，为使用者提供运动时的参考。

本实用新型中心率测量是基于光电血氧信号，跟手环或者手表不同的是硬件设施集成在头带、太阳帽等头戴式物件上，由于人体运动时头部跟躯干相对运动小很多，同时头带等头戴物可以很好的贴合额头部位，在一般运动项目如跑步、健走、爬山等运动(非身体接触对抗运动项目)上都有很好的抗运动干扰能力，同时在光学通路上采取屏蔽可见光措施；本实用新型硬件上采用高集成模拟信号芯片、加速度传感器、超低功耗单片机(集成了蓝牙数据传送模块)、可充电聚合物锂电池等，在电路设计上采用柔性电路板，并集成在透明硅胶上、同时将硅胶模块集成在头带、帽子等头戴物上。使用者固定好头带并调节好头带后部的松紧带，使得头带佩戴松紧合适，打开手机app及蓝牙即可使用。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。