一种能随时监测心脏健康的智能手表的制作方法

文档序号:15524531发布日期:2018-09-25 20:21阅读:238来源:国知局

本实用新型属于智能手表技术领域,具体涉及一种能随时监测心脏健康的智能手表。



背景技术:

随着科技的发展,人们的生活水平不断提高,对生活质量的要求越来越高,对自身的健康运动状况也更加关注。因此,随之催生出穿戴式智能设备,其实现了对日常穿戴物品的智能化设计和开发,例如常见的眼镜、手套、手表、服饰及鞋等,其中,智能手表就是发展比较迅速的一大类型。

许多老年人甚至中年人都存在心脏健康的问题,因此,一款能随时监测心脏健康的智能手表成为此类人群的必需品。

现有技术中虽然也出现了许多能监测心率的智能手表、手表之类的设备,但存在监测精度低或分析结果不全面等问题。



技术实现要素:

为了解决现有技术中许多能监测心率的智能手表、手表之类的设备存在的监测精度低或分析结果不全面等问题,本实用新型提供了一种随时监测心脏健康的智能手表。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现:

一种能随时监测心脏健康的智能手表,包括表盘和设于表盘两端的表带,所述表盘上表面设有显示屏,所述表盘的右侧面设有语音通话按钮和SOS按钮;

所述表盘内部设置有心率传感器和光敏传感器,表盘下表面上开设有圆形开孔,所述光敏传感器透过所述开孔与皮肤接触,所述光敏传感器包括绿色LED灯,所述绿色LED灯与心率传感器的位置前后对应;所述绿色LED灯与表盘电路中的感光光电二极管相连接,并与心率传感器相连,用于测量光电容积脉搏波;

所述表盘内部还设置有生物感应模拟前端芯片和微控制器,所述生物感应模拟前端芯片的一端与所述微控制器连接,另一端与所述心率传感器和光敏传感器连接;所述生物感应模拟前端芯片用于收集所述心率传感器和光电容积脉搏波发出的生物信号;再将收集的生物信号传送至微控制器,经过微控制器分析后将结果显示在所述显示屏上;

所述生物感应模拟前端芯片上还设置有心跳间隔侦测电路以及静态随机存储器,用于最佳化睡眠时心律监控的功耗;所述生物感应模拟前端芯片上还设置有内置晶体振荡器,用于透过外置晶体提供高精度的时钟;

所述表盘内部还设置有GSM通讯模块、SIM卡、温度传感器、GPS定位装置、语音提醒装置,以及电源装置;所述音通话按钮、SOS按钮、GSM通讯模块、SIM卡、温度传感器、GPS定位装置、语音提醒装置均与微控制器相连接,并由电源装置提供电源。

进一步地,所述心率传感器集成了可编程功率放大器、右腿驱动放大器,以及一个可传感并数字化心率信号的模拟数字转换器。

进一步地,所述光敏传感器包括接收端与发送端,所述发送端包括 LED 驱动器,透过驱动器与外部升压组件,可点亮外部 LED 并提供 LED 所需的电压控制;由 LED 发出的光线,穿透或从皮肤反射回来,由光电二极管与接收端接收。

进一步地,所述接收端包含一个跨阻型放大器、可编程增益放大器、环境数模转换器以及一个模拟数字转换器,可将接收到的信号增幅并转换为数字信号。

进一步地,还包括自动报警装置,所述自动报警装置和微控制器相连接,当生物感应模拟前端芯片检测指标超出正常值时,所述智能手表通过GSM通讯模块和SIM卡,自动向外发出紧急求助信号,该求助信号包含GPS信息,将用户所处的详细位置以文字的形式发给至少一个手机用户。

进一步地,所述智能手表内置有音乐播放器和蓝牙装置,所述蓝牙装置与微控制器连接,用户通过蓝牙耳机播放音乐。

进一步地,所述表盘的左侧面设有用于给电源装置充电的充电接口。

本实用新型的有益效果:

1.本实用新型的智能手表通过设置生物感应模拟前端芯片,通过控制器控制生物感应模拟前端芯片收集心率传感器和光电容积脉搏波发出的生物信号,能够实现对心率、血压的精准测量;

2. 本实用新型的智能手表测量的心率、血压等数据,以心电图(包含心率变异、中风机率、心情分析、猝死机率等)、高低血压值等数据形式直接呈现在屏幕上,方便佩戴者实时监控其身体健康指数;

3. 本实用新型的智能手表通过设置生物感应模拟前端芯片,使用者不需透过手机,可直接在手表上测量并读到血压、心率、压力/疲劳程度、以及身体年龄等信息;

4. 本实用新型的智能手表通过设置心跳间隔侦测电路以及静态随机存储器,用于最佳化睡眠时心律监控的功耗;静态随机存储器是一种具有静止存取功能的内存,不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。因此,根据心跳间隔侦测电路对心跳间隔时间的监测,利用静态随机存储器能够使睡眠时心率监控的功耗降到最低;

5. 本实用新型的智能手表通过设置自动报警装置,当生物感应模拟前端芯片检测指标超出正常值时,所述智能手表通过GSM通讯模块和SIM卡,自动向外发出紧急求助信号,该求助信号包含GPS信息,将用户所处的详细位置以文字的形式发给至少一个手机用户;

6. 本实用新型的智能手表右侧面设置的SOS按钮,方便在监测到心脏出现严重问题或佩戴者身体出现严重不适症状时按下SOS按钮,紧急求救;

7. 本实用新型的智能手表通过设置蓝牙装置,佩戴者在运动过程中通过蓝牙耳机可实现运动的同时享受音乐。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的手表正面结构示意图;

图2是本实用新型的手表背面结构示意图;

图3是本实用新型的手表的内部控制示意图;

图中:1、表盘;2、表带;3、显示屏;4、语音通话按钮;5、SOS按钮;6、心率传感器;7、光敏传感器;8、开孔;9、生物感应模拟前端芯片;10、微控制器;11、心跳间隔侦测电路;12、静态随机存储器;13、晶体振荡器;14、GSM通讯模块;15、SIM卡;16、GPS定位装置;17、语音提醒装置;18、电源装置;19、自动报警装置;20、音乐播放器;21、蓝牙装置。

具体实施方式

为了解决现有技术中许多能监测心率的智能手表、手表之类的设备存在的监测精度低或分析结果不全面等问题,本实用新型提供了一种随时监测心脏健康的智能手表。

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效,详细说明如下。

实施例1:

一种能随时监测心脏健康的智能手表,包括表盘1和设于表盘1两端的表带2,表盘1上表面设有显示屏3,表盘1的右侧面设有语音通话按钮4和SOS按钮5。语音通话按钮4方便快速的接打电话,SOS按钮5便在监测到心脏出现严重问题或佩戴者身体出现严重不适症状时按下SOS按钮5,紧急求救。

表盘1内部设置有心率传感器6,心率传感器6集成了可编程功率放大器、右腿驱动放大器,以及一个可传感并数字化心率信号的模拟数字转换器。

在表盘1下表面与皮肤接触的一侧设置有光敏传感器7和光敏传感器7,表盘1下表面上开设有圆形开孔8,光敏传感器7透过开孔8与皮肤接触,光敏传感器7包括绿色LED灯,绿色LED灯与心率传感器6的位置前后对应;绿色LED灯与表盘1电路中的感光光电二极管相连接,并与心率传感器6相连,用于测量光电容积脉搏波;光敏传感器7包括接收端与发送端,发送端包括 LED 驱动器,透过驱动器与外部升压组件,可点亮外部 LED 并提供 LED 所需的电压控制;由 LED 发出的光线,穿透或从皮肤反射回来,由光电二极管与接收端接收。接收端包含一个跨阻型放大器、可编程增益放大器、环境数模转换器以及一个模拟数字转换器,可将接收到的信号增幅并转换为数字信号。

表盘1内部还设置有生物感应模拟前端芯片9和微控制器10,生物感应模拟前端芯片9的一端与微控制器10连接,另一端与心率传感器6和光敏传感器7连接;生物感应模拟前端芯片9用于收集心率传感器6和光电容积脉搏波发出的生物信号;再将收集的生物信号传送至微控制器10,经过微控制器10分析后将结果显示在显示屏3上。包括血压、连续心跳、以及心电图(包含心率变异、R-R Peak、中风机率、心情分析、猝死机率等)、压力/疲劳程度、以及身体年龄,这些数据会被储存在手机APP里,每笔数据皆可传给医生做为诊断参考依据。

生物感应模拟前端芯片9上还设置有心跳间隔侦测电路11以及静态随机存储器12,用于最佳化睡眠时心律监控的功耗;静态随机存储器12是一种具有静止存取功能的内存,不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。因此,根据心跳间隔侦测电路11对心跳间隔时间的监测,利用静态随机存储器12能够使睡眠时心率监控的功耗降到最低。

生物感应模拟前端芯片9上还设置有内置晶体振荡器13,用于透过外置晶体提供高精度的时钟;

表盘1内部还设置有GSM通讯模块14、SIM卡15、温度传感器、GPS定位装置16、语音提醒装置17,以及电源装置18;音通话按钮、SOS按钮5、GSM通讯模块14、SIM卡15、温度传感器、GPS定位装置16、语音提醒装置17均与微控制器10相连接,并由电源装置18提供电源。

还包括自动报警装置19,自动报警装置19和微控制器10相连接,当生物感应模拟前端芯片9检测指标超出正常值时,智能手表通过GSM通讯模块14和SIM卡15,自动向外发出紧急求助信号,该求助信号包含GPS信息,将用户所处的详细位置以文字的形式发给至少一个手机用户。

实施例2:

在实施例1的基础上,本实施例的能随时监测心脏健康的智能手表音乐播放器20和蓝牙装置21,蓝牙装置21与微控制器10连接,用户通过蓝牙耳机可以播放音乐,佩戴者在运动过程中通过蓝牙耳机可实现运动的同时享受音乐。

另外,在表盘1的左侧面设有用于给电源装置18充电的充电接口,以便智能手表电量耗尽前及时充电,使手表继续监测心脏健康。

下面介绍下光学心率测量的原理:

当LED光射向皮肤,透过皮肤组织反射回的光被光敏传感器7接受并转换成电信号再经过AD转换成数字信号,简化过程:光---> 电 ---> 数字信号。

之所以选择绿光作为光源是考虑到以下几个特点:

1. 皮肤的黑色素会吸收大量波长较短的波;

2. 皮肤上的水分也会吸收大量的UV和IR部分的光;

3. 进入皮肤组织的绿光(500nm)-- 黄光(600nm)大部分会被红细胞吸收;

4. 红光和接近IR的光相比其他波长的光更容易穿过皮肤组织;

5. 血液要比其他组织吸收更多的光;

6. 相比红光,绿(绿-黄)光能被氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白吸收;

总体来说,绿光-红光能作为测量光源。但绿光作为光源得到的信号更好,信噪比也比其他光源好些。高端产品会根据情况自动使用换绿光、红光和IR多种光源。

当光照透过皮肤组织然后再反射到光敏传感器7时光照有一定的衰减的。像肌肉、骨骼、静脉和其他连接组织等等对光的吸收是基本不变的(前提是测量部位没有大幅度的运动),但是血液不同,由于动脉里有血液的流动,那么对光的吸收自然也有所变化。当我们把光转换成电信号时,正是由于动脉对光的吸收有变化而其他组织对光的吸收基本不变,得到的信号就可以分为直流DC信号和交流AC信号。提取其中的AC信号,就能反应出血液流动的特点,进而获得监测数据。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本实用新型的保护范围。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1