一种应用于智能手机的健康监控方法
【专利摘要】本发明提出了一种应用于智能手机的健康监控方法，所述心率计和血氧计采用同一结构分时复用的方式：通过三轴重力加速度传感器输出X、Y、Z轴加速度数据信息；通过陀螺仪输出人体转角的角速率信息；通过DSP处理器的积分器将陀螺仪输出的角速率信息积分得到人体的相对转角；所述DSP处理器根据全局最优估计和协方差矩阵输出运动模式及运动统计，根据陀螺仪输出人体转角的角速率信息积分得到人体的相对转角；所述DSP处理器对转角数据、血氧饱和度值和计数器输出的心率值进行处理，输出经过调制的标准格式的心率数据和血氧饱和度数据；蓝牙模块连接到所述DSP处理器，将转角数据、心率数据和血氧饱和度数据传输到智能手机。
【专利说明】
一种应用于智能手机的健康监控方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子领域，特别涉及一种应用于智能手机的健康监控方法。
【背景技术】
[0002]随着人们工作、生活节奏的加快，如何充分利用时间，对自己身体进行体育锻炼，是人们越来越关注的问题。
[0003]而现代人对手机的依赖程度越来越高，即使在健身房中也手机不离手，锻炼的时候时刻关注是否有来电或者信息，如何将用户和手机之间的联系通过便携装置实现，既不耽误锻炼也不漏接关键来电，并将运动数据便捷显示给用户的运动监控装置，是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明提出一种应用于智能手机的健康监控方法，解决了将手机来电通过便携式装置进行提示的问题。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]一种应用于智能手机的健康监控方法，基于一手环，环中位置内嵌仪表盘，仪表盘内嵌入蓝牙模块、微型振动器和音频播放器；所述仪表盘还包括心率计和血氧计；包括以下步骤:
[0007]所述心率计和血氧计采用同一结构分时复用的方式:血氧检测模式，两个LED灯输出固定波长的光束，感光元件对经过皮肤、组织、血液漫反射回的光进行采集，将代表血氧饱和度值的光强度转换为电信号；心率检测模式，两个LED发出光照，感光元件接收反射光，DSP处理器的计数器对感光元件输出的电信号的频率进行计数，以获得心率值；
[0008]通过三轴重力加速度传感器输出X、Y、Z轴加速度数据信息；
[0009]通过陀螺仪输出人体转角的角速率信息；
[0010]通过DSP处理器的积分器将陀螺仪输出的角速率信息积分得到人体的相对转角；
[0011]所述滤波及优化模块包括第一子滤波器、第二子滤波器、第三子滤波器和主滤波器，第一子滤波器处理X轴加速度数据信息，并给出状态估计xl和估计误差的协方差矩阵Pl ;第二子滤波器处理Y轴加速度数据信息，给出状态估计χ2和估计误差的协方差矩阵ρ2 ;第三子滤波器处理Z轴加速度数据信息，给出状态估计χ3和估计误差的协方差矩阵Ρ3 ;所述状态估计xl，χ2, χ3及估计误差的协方差矩阵pl，p2，p3送到主滤波器，并同主滤波器的状态估计一起按式(I)和式(2)进行融合，得到全局最优估计和协方差矩阵:
[0012]- P ,, (X Pi1O (I)
? = I
3
[0013]Pg = Y, Pi 1 (2)
z=l
[0014]式中，i= l，2，3;
[0015]主滤波器的最优估计值对3个子滤波器的状态估计进行重置，即
[0016]Xi =Xg (3)
[0017]Pi= β-1iPg (4)
[0018]以重力垂直向下方位即Y轴作为分析基准量，自动调整P值的大小，具体的自适应算法为:
[0019]β !，β 2，β 3 满足 β !+β 2+β 3 = I (5).0.99, P < 2
【权利要求】
1.一种应用于智能手机的健康监控方法，基于一手环，环中位置内嵌仪表盘，仪表盘内嵌入蓝牙模块、微型振动器和音频播放器；所述仪表盘还包括心率计和血氧计；其特征在于，包括以下步骤: 所述心率计和血氧计采用同一结构分时复用的方式:血氧检测模式，两个LED灯输出固定波长的光束，感光元件对经过皮肤、组织、血液漫反射回的光进行采集，将代表血氧饱和度值的光强度转换为电信号；心率检测模式，两个LED发出光照，感光元件接收反射光，DSP处理器的计数器对感光元件输出的电信号的频率进行计数，以获得心率值； 通过三轴重力加速度传感器输出X、Y、Z轴加速度数据信息； 通过陀螺仪输出人体转角的角速率信息； 通过DSP处理器的积分器将陀螺仪输出的角速率信息积分得到人体的相对转角；所述滤波及优化模块包括第一子滤波器、第二子滤波器、第三子滤波器和主滤波器，第一子滤波器处理X轴加速度数据信息，并给出状态估计Xl和估计误差的协方差矩阵Pl ;第二子滤波器处理Y轴加速度数据信息，给出状态估计x2和估计误差的协方差矩阵p2 ;第三子滤波器处理Z轴加速度数据信息，给出状态估计x3和估计误差的协方差矩阵p3 ;所述状态估计xl，x2，x3及估计误差的协方差矩阵pi，p2，p3送到主滤波器，并同主滤波器的状态估计一起按式(I)和式(2)进行融合，得到全局最优估计和协方差矩阵:
式中，i = 1,2,3 ； 主滤波器的最优估计值对3个子滤波器的状态估计进行重置，即 Xi Xg (3) P, = P；' P,⑷ 以重力垂直向下方位即Y轴作为分析基准量，自动调整P值的大小，具体的自适应算法为:
所述DSP处理器根据全局最优估计和协方差矩阵输出运动模式及运动统计，根据陀螺仪输出人体转角的角速率信息积分得到人体的相对转角； 所述DSP处理器对转角数据、血氧饱和度值和计数器输出的心率值进行处理，输出经过调制的标准格式的心率数据和血氧饱和度数据； 蓝牙模块连接到所述DSP处理器，将转角数据、心率数据和血氧饱和度数据传输到智能手机。
2.如权利要求1所述的应用于智能手机的健康监控方法，其特征在于，所述蓝牙模块为蓝牙4.0 (BLE)通信模块。
3.如权利要求1所述的应用于智能手机的健康监控方法，其特征在于，还包括DSP处理器，DSP处理器与所述蓝牙模块相连接。
4.如权利要求3所述的应用于智能手机的健康监控方法，其特征在于，所述DSP处理器为 TMS320F2812 DSP 处理器。
【文档编号】A61B5/1455GK104173062SQ201410459648
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】宋永光, 吴联顺, 丁兆年 申请人:青岛永通电梯工程有限公司