心率检测装置及可穿戴设备的制作方法

本发明实施例涉及监测技术领域，尤其涉及一种心率检测装置及可穿戴设备。

背景技术：

随着可穿戴设备的发展和人们生活水平的不断提高，各种可穿戴设备如智能手表、智能手环的使用越来越普及，越来越多的可穿戴设备拥有心率检测的功能。

通常情况下，可穿戴设备上设置有光学传感器，可穿戴设备可以通过LED灯照亮皮肤上的毛细血管，检测血液流动速度，从而得到佩戴者的心跳频率。

但是，光学传感器非常容易受到光纤、潮湿、皮肤异状等因素的影响，导致在利用可穿戴设备进行心跳频率检测时，得到的检测结果误差较大，可靠性较低。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种心率检测装置及可穿戴设备，实现了利用骨传感器根据心跳的声波信号得到待测者的心跳频率，解决了由于采用光学传感器非常容易受到光纤、潮湿、皮肤异状等因素的影响，导致在利用可穿戴设备进行心跳频率检测时，得到的检测结果误差较大，可靠性较低的问题。

本发明实施例提供一种心率检测装置，包括骨传感器和处理器；

所述骨传感器采集传导至自身的待处理声波信号，对所述待处理声波信号进行分析，以获取预设频段的声波信号，将所述预设频段的声波信号转化成对应的音频电波信号；

其中，所述预设频段是根据心跳在骨传导作用下所形成的声波信号的频率设定的；

所述处理器用于根据所述音频电波信号计算心跳频率。

进一步地，上述所述的心率检测装置中，所述骨传感器包括声波采集模块、分析模块和转化模块；

所述声波采集模块用于采集传导至所述骨传感器自身的待处理声波信号；

所述分析模块用于对所述待处理声波信号进行分析，以获取预设频段的声波信号；

所述转化模块用于将所述预设频段的声波信号转化成对应的音频电波信号。

进一步地，上述所述的心率检测装置中，所述分析模块包括检测单元和匹配单元；

所述检测单元用于检测所述待处理声波信号的频率；

所述匹配单元用于将所述待处理声波信号的频率与所述预设频段进行匹配，获取所述预设频段的声波信号。

进一步地，上述所述的心率检测装置中，所述检测单元具体用于：

通过对所述待处理声波信号进行放大处理的方式，检测所述待处理声波信号的频率。

进一步地，上述所述的心率检测装置中，所述处理器包括记录模块和计算模块；

所述记录模块用于根据所述音频电波信号，生成心跳次数信号并记录产生所述心跳次数信号的起始时间和结束时间；

所述计算模块用于根据所述心跳次数信号、所述起始时间和所述结束时间，计算所述心跳频率。

进一步地，上述所述的心率检测装置，还包括存储器；

所述存储器用于存储所述心跳频率、所述起始时间和所述结束时间。

进一步地，上述所述的心率检测装置，还包括显示屏；

所述显示屏用于显示所述心跳频率。

进一步地，上述所述的心率检测装置，还包括报警器；

所述报警器用于当所述计算模块得到的所述心跳频率未在指定范围值内时，进行报警提示。

进一步地，上述所述的心率检测装置，还包括通讯模块；

所述通讯模块用于向终端发送所述心跳频率。

本发明还提供一种可穿戴设备，包括如上任一所述的心率检测装置。

本发明实施例的心率检测装置及可穿戴设备，通过利用骨传感器采集传导至自身的待处理声波信号，对待处理声波信号进行分析，以获取预设频段的声波信号，将预设频段的声波信号转化成对应的音频电波信号，其中，预设频段是根据心跳在骨传导作用下所形成的声波的频率设定的；处理器根据骨传感器得到的音频电波信号计算心跳频率，实现了利用骨传感器根据心跳的声波信号得到待测者的心跳频率。本发明实施例的技术方案，能够避免受到光纤、潮湿、皮肤异状等因素的影响，得到的检测结果误差较小，可靠性较高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明实施例的一部分，本发明实施例的示意性实施例及其说明用于解释本发明实施例，并不构成对本发明实施例的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的心率检测装置实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例的心率检测装置实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例具体实施例及相应的附图对本发明实施例技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，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，都属于本发明实施例保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明实施例各实施例提供的技术方案。

实施例一

图1为本发明实施例的心率检测装置实施例一的结构示意图，如图1所示，本发明实施例的心率检测装置可以包括骨传感器10和处理器11。

通常情况下，声音传导时分为气传导和骨传导两种传导方式，其中，骨传导是指声音通过骨头传导，使人能够通过骨头听到声音。例如，在骨传导作用下，自己讲话时能够听到自己的声音、捂住耳朵时牙齿咬东西时能够听到声音、刷牙时能够听到刷牙的声音、饥饿时能够听到胃发出的声音等。

上述各声音的声波信号的频率位于人耳可听到的范围，一般为20-16000HZ，而人体内还会发出一些声音，如心跳声音等，这些声音的声波信号的频率位于人耳不可听到的范围，一般为0.0001-20HZ，但这些声音同样会通过骨传导的方式进行声音传播。因此，本发明实施例的心率检测装置，可以根据骨传导的原理，利用骨传感器10接收并采集心跳发出的声波信号，最终获取心跳频率，实现检测心跳频率。

在一个具体实现过程中，骨传感器10与处理器11连接，骨传感器10采集传导至自身的待处理声波信号，对该待处理声波信号进行分析，以获取预设频段的声波信号，将预设频段的声波信号转化成对应的音频电波信号，其中，预设频段是根据心跳在骨传导作用下所形成的声波信号的频率设定的；骨传感器10向处理器11发送得到的频电波信号，处理器11用于接收到骨传感器10发送的音频电波信号后，根据该音频电波信号计算心跳频率。

例如，本发明实施例的心率检测装置与待测者的身体相接触，优选地，将心率检测装置中的骨传感器10与待测者的皮肤接触，从而保证能够待测者体内的声波信号能够有效的传输到骨传感器10上。由于待测者心脏跳动、待测者说话等原因，待测者体内会产生振动，并形成的相应的声波信号，这些声波信号可以通过骨传导的方式传导至骨传感器10上，当待测者体内的声波信号通过骨传导方式传输至骨传感器10后，骨传感器10对待测者体内传输过来的声波信号进行采集，作为待处理声波信号，并对待处理声波信号进行分析，得到待处理声波信号的频率。

本发明实施例中，由于心跳产生的声波信号为人耳不可听到的声音，而说话发出的声波信号或者胃发出的声波信号为人耳可以听到的声音，所以可以将预设频段设置为0.0001-20HZ，当骨传感器10得到待处理声波信号的频率之后，与预设频段进行匹配，从而将待处理声波信号中大于20HZ等声波信号进行过滤，得到心跳的声波信号，并将心跳的声波信号转化成对应的音频电波信号，以便处理器进行模-数转换或者数-模转换，处理器11根据该音频电波信号，生成心跳信号并记录产生心跳次数信号的起始时间和结束时间。

在一个具体实现过程中，当处理器11每接收到骨传感器10发送的音频电波信号时，会生成一次心跳信号，并记录此时的时间作为起始时间，当生成心跳信号的次数达到设定的第一阈值后，停止生成心跳信号，并记录此时的时间作为结束时间，然后得到总的记录时长，将记录的心跳次数与总的记录时长作除法运算，并进行相关转换计算，即可得到待测者的心跳频率。

例如，本发明实施例中设定的第一阈值为5次，处理器11生成5次心跳信号所用的总时长为5s，此时可以得到待测者的心跳频率为1次/秒，进一步转换计算之后，得到待测者的心跳频率为60次/分。

本发明实施例中，为了更精确的得到待测者的心跳频率，在检查待测者心跳频率时，检测多次心跳频率，当检测次数达到设定的第二阈值后，计算检测的多次心跳频率的平均值，将该平均值作为待测者的心跳频率。

例如，本发明实施例中，第二阈值可以设定为3次，第二阈值之间时间间隔可以设定为2s，当第一次得到的心跳频率为60次/分，经过2s后开始进行第二次检测，第二次得到的心跳频率为70次/分，经过2s后开始进行第二次检测，第三场得到的心跳频率为80次/分，此时可以得到待测者的心跳频率为70次/分。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二等描述阈值，但这些阈值不应限于这些术语，这些术语仅用来将阈值彼此区分开。例如在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一阈值也可以被称为第二阈值，同理第二阈值也可以被称为第一阈值。

本发明实施例的心率检测装置，通过利用骨传感器10采集传导至自身的待处理声波信号，对待处理声波信号进行分析，以获取预设频段的声波信号，将预设频段的声波信号转化成对应的音频电波信号，其中，预设频段是根据心跳在骨传导作用下所形成的声波的频率设定的；处理器11根据骨传感器10得到的音频电波信号计算心跳频率，实现了利用骨传感器10根据心跳的声波信号得到待测者的心跳频率。本发明实施例的技术方案，能够避免受到光纤、潮湿、皮肤异状等因素的影响，得到的检测结果误差较小，可靠性较高。

进一步地，上述实施例中，预设频段并不限制于一个，实际应用过程中，预设频段还可以为两个或者多个，例如，心跳正常跳动状态下所对应的第一预设频段，人体运动后的心跳加速跳动状态下所对应的第二预设频段等，孕妇中胎儿的心跳对应的第三预设频段等。

具体地，由于一个人在未运动状态下和运动状态下心跳频率是不同的，其发出的声波信号的频率也是不同的；孕妇的心跳频率与胎儿的心跳频是不同的，由孕妇的心跳形成的声波信号的频率与由胎儿的心跳形成的声波信号的频率也是不同，所以，本发明实施例的心率检测装置可以根据实际经验设定不同的频段，当骨传感器10得到待处理声波信号的频率之后，分别与各预设频段进行匹配，从而可以得到不同状态下，待测者的心跳频率，或者若待测者为孕妇，还可以得到孕妇中胎儿的心跳频率。

实施例二

图2为本发明实施例的心率检测装置实施例二的结构示意图，如图2所示，本发明实施例的心率检测装置，在图1所示实施例的基础上进一步更加详细地对本发明的技术方案进行描述。

如图2所示，本发明实施例的心率检测装置中，骨传感器10可以包括声波采集模块101、分析模块102和转化模块103，各模块之间可以实现数据交互。

声波采集模块101用于采集传导至骨传感器10自身的待处理声波信号，例如本发明实施例中声波采集模块101可以使用声音采集麦克实现。

分析模块102用于对声波采集模块101采集的待处理声波信号进行分析，以获取预设频段的声波信号，其中，预设频段是根据心跳在骨传导作用下所形成的声波信号的频率设定的。

具体地，如图2所示，分析模块102可以包括检测单元1021和匹配单元1022，检测单元1021用于检测待处理声波信号的频率，本发明实施例中，由于心跳形成的声波信号的声音比较低，所以检测单元1021可以通过对待处理声波信号进行放大处理的方式，检测待处理声波信号的频率。例如，可以采用信号放大器对待处理声波信号进行放大处理，进而方便对待处理声波信号的频率进行检测。

匹配单元1022用于将待处理声波信号的频率与预设频段进行匹配，获取预设频段的声波信号。转化模块103用于将预设频段的声波信号转化成对应的音频电波信号。详细工作原理请参考上述实施例相关描述，在此不再赘述。

如图2所示，本发明实施例的心率检测装置中，处理器11可以包括控制模块111、记录模块112和计算模块113。

控制模块111与骨传感器10的声波采集模块101连接，在需要检测待测者心跳频率时，可以通过控制模块111向声波采集模块101发送控制指令，控制声波采集模块101开始工作。本发明实施例中，控制模块111还可以根据实际需求设置一个检测周期，如30min、60min或者90min等。当达到检测周期时，控制模块111启动，并向声波采集模块101发送控制指令，控制声波采集模块101开始工作。

记录模块112分别与控制模块111、计算模块113和骨传感器10中的转化模块103连接，控制模块111控制记录模块112工作，记录模块112用于根据音频电波信号，生成心跳次数信号并记录产生心跳次数信号的起始时间和结束时间；计算模块113用于根据记录模块112记录的心跳次数信号、起始时间和结束时间，计算心跳频率，各模块的工作原理，请参考上述相关记载，在此不再赘述。

为了能够直观的查看检测结果，如图2所示，本发明实施例的心率检测装置，还可以包括显示屏12，显示屏12与计算模块113连接，显示屏12用于显示计算模块113得到的心跳频率。

如图2所示，在一个具体实现过程中，本发明实施例的心率检测装置，还可以包括报警器13，报警器13用于当计算模块113得到的心跳频率未在指定范围值内时，进行报警提示。

例如，心跳频率通常与人体健康相关，但每个人的健康状况是不同的，但健康的判断标准是一致的，因此，可以设定一个范围值作为健康判断标准，当检测到待测者的心跳频率位于该范围值内，说明待检测者的身体状况良好，而当处理器11得到的心跳频率未在指定范围值内时，说明待检测者的身体状况可能存在异常，为了能够及时通知相关人员，可以通过报警器13进行报警提示，例如，可以通过发出声音提示相关人员，或者，通过闪光灯闪烁提示相关人员，本发明实施例不做具体限制。

在一个具体实现过程中，若本发明实施例中的待测者为老人、孕妇、儿童或者行动不便的病人等，为了能够使待测者的监护人实时了解待测者的心跳频率状况，本发明实施例的心率检测装置还可以包括通讯模块14，通讯模块14与监护人的终端之间能够建立通讯连接，通讯模块14用于向监护人的终端发送心跳频率。

具体地，本发明实施例中，通讯模块14与监护人的终端之间可以采用无线方式实现通讯，例如，本发明实施例中无线通讯可以包括但不限制于蓝牙通讯、红外通讯、无线保真(WIreless-Fidelity，Wi-Fi)通讯或者近场通信(Near Field Communication，NFC)通讯。

实际应用中，本发明实施例的心率检测装置，还可以通过通讯模块14将骨传感器10采集传导至自身的待处理声波信号直接发送给终端，由终端完成后续处理，得到心跳频率，详细工作原理请参考上述相关记载，在此不再赘述。

为了能够查看待测者心跳频率的历史记录，以及，防止心率检测装置与终端之间通讯不及时的状况，本发明实施例的心率检测装置，还可以包括存储器15，存储器15用于存储心跳频率、起始时间和结束时间。

例如，可以通过存储的心跳频率、起始时间和结束时间，对待测者的健康状况进行评估等，或者，心率检测装置的通讯模块14与终端之间不能建立通讯连接时，通讯模块14不再向终端发送相关数据，等心率检测装置的通讯模块14与终端之间再次建立通讯连接之后，通讯模块14从存储器15内获取相关数据，再发送给终端。

需要说明的是，通讯模块14还可以向监护人的终端发送该心跳频率对应的时间信息，以使监护人能够清晰的了解待测者某个时段的健康状况。另外，还可以由终端通过通讯模块14从存储器15内获取待测者的心跳频率及其对应的时间信息等相关数据，本发明实施例不做具体限制。

本发明实施例的心率检测装置，通过骨传导的方式检测待测者的心跳频率，误差较小，可靠性较高，检测方便，无任何副作用。

本发明实施例还提供一种可穿戴设备，包括如图1或图2所示的心率检测装置，例如本发明实施例的可穿戴设备可以包括但不限制于智能手环、智能手边等。

本发明实施例以智能手环为例对本发明的技术方案进行描述，具体地，可以在本智能手环中安装一个心率检测应用程序，将智能手环佩戴在待测者的手腕上，若需要检测待测者的心跳频率，可以在比较安静的环境下启动心率检测应用程序，并点击开始检测心跳频率，或者自动触发开始检测心跳频率，之后完成检测心跳频率的相关操作，如计算心跳频率、存储心跳频率等操作，详细请参考上述相关记载，在此不再赘述。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。