一种可穿戴生物传感监测装置、系统及方法

本发明涉及穿戴设备，尤其涉及的是一种可穿戴生物传感监测装置、系统及方法。

背景技术：

1、人体的运动过程经历了复杂的生理和生化变化，因此单一的生理参数检测无法完整描述运动过程中身体机能状态。

2、目前市面上支持运动监测的穿戴式生物传感监测设备主要侧重于监测用户的脉率、心率、心电图和步数等生理参数，对于钠离子和葡萄糖等生化参数不能监测，因而现有穿戴式生物传感监测设备无法对运动过程中的身体机能状态进行完整的描述。

3、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可穿戴生物传感监测装置、系统及方法，以解决现有穿戴式生物传感监测设备对于钠离子和葡萄糖等生化参数不能监测导致的无法对运动过程中的身体机能状态进行完整的描述的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种可穿戴生物传感监测装置，其包括：葡萄糖检测模块、钠离子检测模块、温度检测模块、心率检测模块、电源模块与控制模块；其中，

4、所述葡萄糖检测模块与所述控制模块连接，用于检测葡萄糖信号并反馈至所述控制模块；

5、所述钠离子检测模块与所述控制模块连接，用于检测钠离子信号并反馈至所述控制模块；

6、所述温度检测模块与所述控制模块连接，用于检测温度信号并反馈至所述控制模块；

7、所述心率检测模块与所述控制模块连接，用于检测心率信号并反馈至所述控制模块；

8、所述控制模块分别与所述葡萄糖检测模块、所述钠离子检测模块、所述温度检测模块以及所述心率检测模块连接，用于根据所述葡萄糖信号、所述钠离子信号、所述温度信号与所述心率信号得到葡萄糖参数、钠离子参数、温度参数与心率参数；

9、所述电源模块分别与所述葡萄糖检测模块、所述钠离子检测模块、所述温度检测模块、所述心率检测模块以及所述控制模块连接，用于为所述葡萄糖检测模块、所述钠离子检测模块、所述温度检测模块、所述心率检测模块以及所述控制模块供电。

10、本发明的进一步设置，所述控制模块包括：微控制器、模数转换单元与无线单元；其中，

11、所述模数转换单元分别与所述葡萄糖检测模块、所述钠离子检测模块、所述温度检测模块以及所述心率检测模块连接，用于将所述葡萄糖信号、所述钠离子信号、所述温度信号与所述心率信号转换为数字信号传输至所述微控制器；

12、所述微控制器用于根据所述葡萄糖信号、所述钠离子信号、所述温度信号与所述心率信号转换得到的数字信号进行换算处理后得到葡萄糖参数、钠离子参数、温度参数与心率参数；

13、所述微控制器还用于根据所述心率参数控制可穿戴生物传感监测装置的工作模式；

14、其中，当所述心率参数小于等于预设心率参数阈值时，所述微控制器每间隔第一预设时间被唤醒，当所述心率参数大于所述预设心率参数时，所述微控制器每间隔第二预设时间被唤醒；

15、所述无线单元与所述微控制器连接，用于将所述葡萄糖参数、所述钠离子参数、所述温度参数与所述心率参数发送至移动终端。

16、本发明的进一步设置，所述葡萄糖检测模块包括：葡萄糖传感器与葡萄糖检测单元；所述葡萄糖检测单元与所述葡萄糖传感器连接；

17、其中，所述葡萄糖检测单元包括：跨阻放大电路、反相器与第一低通滤波电路；

18、所述跨阻放大电路分别与所述葡萄糖传感器以及所述反相器连接，用于将传感器电流信号转换为传感器电压信号；

19、所述反相器分别与所述跨阻放大电路以及所述第一低通滤波电路连接，用于将所述传感器电压信号进行反相后输出反相传感器电压信号至所述第一低通滤波电路；

20、所述第一低通滤波电路分别与所述反相器以及所述控制模块连接，用于将所述反相传感器电压信号进行率滤噪处理后输出至所述控制模块。

21、本发明的进一步设置，所述钠离子检测模块包括：钠离子传感器与钠离子检测单元；所述钠离子检测模块与所述钠离子传感器连接；

22、其中，所述钠离子检测单元包括：缓冲电路、第一差分放大电路与第二低通滤波电路；

23、所述缓冲电路分别与所述钠离子传感器以及所述第一差分放大电路连接，用于检测所述钠离子传感器两个电极之间的电压信号；

24、所述第一差分放大电路分别与所述缓冲电路以及所述第二低通滤波电路连接，用于将所述钠离子传感器两个电极之间的电压信号进行放大处理并输出第一放大信号至所述第二低通滤波电路；

25、所述第二低通滤波电路分别与所述第一差分放大电路以及所述控制模块连接，用于将所述第一放大信号进行滤噪处理后输出至所述控制模块。

26、本发明的进一步设置，所述温度检测模块包括：温度传感器与温度检测单元；所述温度检测单元与所述温度传感器连接；

27、其中，所述温度检测单元包括：惠斯通电桥电路、第二差分放大电路与第三低通滤波电路；

28、所述惠斯通电桥电路分别与所述温度传感器以及所述第二差分放大电路连接，用于将根据所述温度传感器的温度变化输出的电压信号至所述第二差分放大电路；

29、所述第二差分放大电路分别与所述惠斯通电桥电路以及所述第二低通滤波电路连接，用于将根据所述温度传感器的温度变化输出的电压信号放大处理后输出第二放大信号至所述第二低通滤波电路；

30、所述第二低通滤波电路分别与所述第二差分放大电路以及所述控制模块连接，用于将所述第二放大信号进行滤噪后输出至所述控制模块。

31、本发明的进一步设置，所述心率检测模块包括：心率传感器与心率检测单元；所述心率检测单元与所述心率传感器连接；

32、其中，所述心率检测单元包括：滤波电路与放大电路；

33、所述心率传感器与所述滤波电路连接，用于发出光源、接收经人体组织反射后的反射光并将所述反射光转换为电信号输出；

34、所述滤波电路分别与所述心率传感器以及所述放大电路连接，用于对所述心率传感器输出的电信号进行滤噪处理后输出低频信号至所述放大电路；

35、所述放大电路分别与所述滤波电路以及所述控制模块连接，用于对所述低频信号进行放大后输出第三放大信号至所述控制模块。

36、本发明的进一步设置，所述电源模块包括：锂电池与电源管理单元；其中，

37、所述锂电池与所述电源管理单元连接；

38、所述电源管理单元分别与所述葡萄糖检测模块、所述钠离子检测模块、所述温度检测模块、所述心率检测模块以及所述控制模块连接，用于为所述葡萄糖检测模块、所述钠离子检测模块、所述温度检测模块、所述心率检测模块以及所述控制模块供电。

39、基于同样的发明构思，本发明还提供了一种可穿戴生物传感监测系统，其包括移动终端以及如上述所述的可穿戴生物传感监测装置；其中，

40、所述可穿戴生物传感监测装置与所述移动终端无线连接，用于将所述葡萄糖参数、所述钠离子参数、所述温度参数与所述心率参数发送至所述移动终端；

41、所述移动终端用于对所述葡萄糖参数、所述钠离子参数、所述温度参数与所述心率参数进行实时显示并根据所述葡萄糖参数、所述钠离子参数、所述温度参数与所述心率参数得到生理信号与生化信号曲线。

42、基于同样的发明构思，本发明还提供了一种应用于上述所述的可穿戴生物传感监测装置的可穿戴生物传感监测方法，其包括：

43、通过葡萄糖检测模块、钠离子检测模块、温度检测模块、心率检测模块分别检测葡萄糖信号、钠离子信号、温度信号与心率信号并反馈至控制模块；

44、所述控制模块根据所述葡萄糖信号、所述钠离子信号、所述温度信号与所述心率信号得到葡萄糖参数、钠离子参数、温度参数与心率参数；

45、所述控制模块将所述葡萄糖参数、所述钠离子参数、所述温度参数与所述心率参数发送至移动终端进行实时显示。

46、本发明的进一步设置，还包括：

47、所述控制模块根据所述心率参数控制可穿戴生物传感监测装置的工作模式；其中，当所述心率参数小于等于预设心率参数阈值时，所述控制模块每间隔第一预设时间被唤醒，当所述心率参数大于所述预设心率参数时，所述控制模块每间隔第二预设时间被唤醒。

48、本发明所提供的一种可穿戴生物传感监测装置、系统及方法，装置包括：葡萄糖检测模块、钠离子检测模块、温度检测模块、心率检测模块、电源模块与控制模块；其中，所述葡萄糖检测模块用于检测葡萄糖信号并反馈至所述控制模块；所述钠离子检测模块用于检测钠离子信号并反馈至所述控制模块；所述温度检测模块用于检测温度信号并反馈至所述控制模块；所述心率检测模块用于检测心率信号并反馈至所述控制模块；所述控制模块用于根据所述葡萄糖信号、所述钠离子信号、所述温度信号与所述心率信号得到葡萄糖参数、钠离子参数、温度参数与心率参数；所述电源模块用于为所述葡萄糖检测模块、所述钠离子检测模块、所述温度检测模块、所述心率检测模块以及所述控制模块供电。本发明通过将葡萄糖检测模块、钠离子检测模块、温度检测模块、心率检测模块集成在一个可穿戴装置上，以实现生理参数(温度参数与心率参数)和生化参数(葡萄糖参数与钠离子参数)的连续、动态监测，从而能够对用户运动过程中的身体机能状态进行完整性的描述。