模拟人体生理信号的装置和测试生理信号采集器的方法与流程

本发明涉及模拟生理信息领域，特别涉及一种模拟人体生理信号的装置和测试生理信号采集器的方法。

背景技术：

非穿戴式的生理信号传感器利用人体的震动信号分析人体的心跳、呼吸、辗转、鼾症、低通气等生理信息，不同于ecg(心电图)、皮肤电传感、光传感，其只感测人体运动或安静时的体震，不管是大的辗转，还是十分微弱的心跳、呼吸、鼾症的扰动，在对这类传感器进行检测的时候，需要模拟人体相应的体震信号。体震信号不仅有时非常微弱，而且，其中的呼吸信号频率极低，心跳信号的频率在一赫兹左右，其模拟起来十分困难，有人用马达周期性的转动来模拟体震信号，由于其马达自身震动易造成干扰，呼吸、心跳难以独立调节，鼾症的频率和强度难以模拟等原因，一直不能满足检测的要求。

技术实现要素：

本发明的主要目的为提出一种模拟人体生理信号的装置和测试生理信号采集器的方法，旨在准确模拟人体生理信号以及提高对被测生理信号采集器进行性能测试的准确性。

本发明提出的模拟人体生理信号的装置，包括驱动模块以及扬声器，所述驱动模块与所述扬声器连接；

所述驱动模块输出预设的复合驱动信号驱动所述扬声器工作；其中，所述复合驱动信号为模拟人体生理信号的电信号。

进一步地，所述复合驱动信号至少包括呼吸驱动信号、心跳驱动信号以及鼾症驱动信号中的一种或多种。

进一步地，所述驱动模块包括数字电路以及复合输出电路。

所述数字电路，合成指定的人体生理信号；

所述复合输出电路，将所述数字电路合成的人体生理信号转换成模拟信号并复合输出给所述扬声器。

进一步地，所述扬声器包括信号放大电路以及扬声器驱动子模块，所述信号放大电路对接收的复合驱动信号进行放大处理，经过放大处理的复合驱动信号驱动所述扬声器驱动子模块工作。

进一步地，所述扬声器为动圈式扬声器或动铁式扬声器；

进一步地，还包括控制模块，所述控制模块与所述驱动模块连接；

所述控制模块控制所述驱动模块合成预设的复合驱动信号，所述控制模块接收被测生理信号采集器的采集信号。

进一步地，还包括连接块，所述驱动模块通过所述连接块与被测生理信号采集器连接。

本发明提出的测试生理信号采集器的方法，包括：

控制扬声器发出模拟人体生理信号的第一震动信号作用在被测生理信号采集器上；

获取所述被测生理信号采集器采集的第二震动信号，并将所述第二震动信号转换成对应的测试人体生理信号；

将所述测试人体生理信号与所述模拟人体生理信号进行比对，并根据比对结果判断所述被测生理信号采集器是否为良品。

进一步地，所述将所述测试人体生理信号与所述模拟人体生理信号进行比对，并根据比对结果判定所述被测生理信号采集器是否为良品，包括：

若所述测试人体生理信号与所述模拟人体生理信号处于误差范围内，则判定所述被测生理信号采集器为良品；

若所述测试人体生理信号与所述模拟人体生理信号不处于误差范围内，则判定所述被测生理信号采集器为非良品。

进一步地，所述将所述测试人体生理信号与所述模拟人体生理信号进行比对，并根据比对结果判定所述被测生理信号采集器是否为良品的步骤之后，包括：

生成检测报告。

本发明的有益效果为：所述驱动模块将合成的复合驱动信号发送至所述扬声器，驱动扬声器工作，使得所述扬声器产生对应复合驱动信号的震动，其中震动包括频率以及幅度，该震动即可以模拟人体生理信号产生的震动信号；现有技术中利用马达周期性的转动来模拟人体生理信号产生的震动，由于马达自身震动会对模拟人体生理信号造成干扰，而在发明中，利用扬声器工作产生与模拟人体生理信号对应的震动，准确的模拟了人体生理信号。所述扬声器还与被测生理信号采集器连接，将模拟人体生理信号传输至被测生理信号采集器，然后由被测生理信号采集器生成测试人体生理信号，最后将模拟的人体生理信号与测试人体生理信号进行比较，用于判定被测生理信号采集器是否为良品，利用模拟的人体生理信号来测试生理信号采集器的性能，提高了对被测生理信号采集器进行性能测试的准确性。

附图说明

图1为本发明一实施例中的模拟人体生理信号的装置的结构框图；

图2为本发明一实施例中的模拟人体生理信号的装置的结构示意图；

图3为本发明一实施例中的测试生理信号采集器的方法的步骤示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1以及图2，本发明一实施例中的模拟人体生理信号的装置，包括驱动模块10以及扬声器20，上述驱动模块10与上述扬声器20连接；上述驱动模块10用于输出复合驱动信号，上述复合驱动信号为对应模拟人体生理信号的电信号，其中复合驱动信号可以是上述驱动模块根据预设的程序控制数字电路合成，也可以是接收外部的控制指令控制数字电路合成。上述驱动模块10将合成的复合驱动信号发送至上述扬声器20，驱动扬声器20工作，使得上述扬声器20产生对应复合驱动信号的震动，其中震动包括频率以及幅度，该震动即可以模拟人体生理信号产生的震动信号；现有技术中利用马达周期性的转动来模拟人体生理信号产生的震动，由于马达自身震动会对模拟人体生理信号造成干扰，而在本实施例中，利用扬声器20工作产生与模拟人体生理信号对应的震动，准确的模拟了人体生理信号。上述扬声器20还与被测生理信号采集器连接，将模拟人体生理信号传输至被测生理信号采集器，然后由被测生理信号采集器生成测试人体生理信号，最后将模拟的人体生理信号与测试人体生理信号进行比较，用于判定被测生理信号采集器是否为良品，利用模拟的人体生理信号来测试生理信号采集器的性能，提高了对被测生理信号采集器进行性能测试的准确性。

本实施例中的复合驱动信号至少包括模拟人体生理信号中的呼吸驱动信号、心跳驱动信号以及鼾症驱动信号的一种或是多种，还可以包括辗转信号以及低通气信号等。上述驱动模块10输出复合驱动信号至扬声器20，驱动扬声器20工作，分别产生与复合驱动信号中的呼吸驱动信号、心跳驱动信号以及鼾症驱动信号一一对应的震动。扬声器20将产生的呼吸驱动信号、心跳驱动信号以及鼾症驱动信号对应的复合震动传输至被测生理信号采集器，来测试被测生理信号采集器。

本实施例中的驱动模块10包括数字电路以及复合输出电路，上述数字电路用于合成指定的模拟人体生理信号，比如呼吸驱动信号、心跳驱动信号以及鼾症驱动信号。数字电路合成的呼吸驱动信号为低频正弦波信号，其具体为频率范围是0.1hz-0.5hz的低频正弦波信号，低频正弦波信号可以通过数字电路独立调节；数字电路合成的心跳驱动信号为脉冲，其具体为频率范围是5hz-10hz的脉冲，上述心跳驱动信号对应的脉冲可以通过数字电路来独立调节器其间隔，成为心率调整的必要条件；数字电路合成鼾症驱动信号为正弦波信号，其具体频率范围40hz-150hz的正弦波信号。上述复合输出电路将上述数字电路合成的模拟人体生理信号的电信号先转换成模拟信号，然后对模拟信号进行复合，输出给扬声器20。

本发明实施例中的扬声器20包括信号放大电路以及扬声器驱动子模块，扬声器20具体可以为动圈式扬声器或动铁式扬声器。信号放大电路的工作频率范围为0-200hz。信号放大电路用于接收复合驱动信号，复合驱动信号不足以驱动扬声器驱动子模块工作，需要通过信号放大电路对接收的复合驱动信号进行放大处理，放大处理的复合驱动信号驱动扬声器驱动子模块工作，产生对应复合驱动信号的震动，实现了准确的模拟人体生理信号。

本发明实施例中的模拟人体生理信号的装置还包括控制模块30。上述控制模块30具体为微处理器，上述控制模块30发出模拟人体生理信号指令给驱动模块10，驱动模块10根据接收的模拟人体生理信号合成预设的复合驱动信号，输出复合驱动信号至扬声器20，驱动扬声器20工作，分别产生与复合驱动信号对应的震动。

上述控制模块30还接收被测生理信号采集器的采集信号，被测生理信号采集器为检测人体生理信号的检测装置；将扬声器20模拟人体生理信号对应的震动传输至被测生理信号采集器，来测试被测生理信号采集器，其中模拟的人体生理信号至少包括呼吸驱动信号、心跳驱动信号以及鼾症驱动信号。具体的，本实施例中的模拟人体生理信号的装置还包括连接块40，上述连接块40的一端与扬声器驱动子模块连接，具体为与扬声器驱动子模块中的音圈纸架或是纸盆连接，上述连接块40的另一端与被测生理信号采集器接触。扬声器20通过连接块40与被测生理信号采集器连接，将模拟人体生理信号对应的震动传输至被测生理信号采集器。优选地，连接块40可设置为海绵等柔性物。

被测生理信号采集器对模拟人体生理信号的装置输出的震动进行检测，并将检测信号发送至控制模块10，控制模块10将检测信号转换成对应的测试人体生理信号，并将测试人体生理信号与模拟的人体生理信号进行比对，并根据比对结果，判定上述被测生理信号采集器是否为良品；若上述测试人体生理信号与上述模拟人体生理信号处于误差范围内，则上述被测生理信号采集器为良品；若上述测试人体生理信号与上述模拟人体生理信号不处于误差范围内，则上述被测生理信号采集器为检测结果不符合标准的非良品。上述控制模块30还将被测生理信号采集器的测试人体生理信号，以及测试人体生理信号与模拟人体生理信号的比对结果进行存储，并生成检测报告，便于对上述被测生理信号采集器的检测结果进行评估，以及对被测生理信号采集器进行改进，以提高被测生理信号采集器测试的精确性；还可以根据多次存储的结果用于进行统计，便于后续的研究；同时还可以进行建档管理，便于后续的查看。

参照图3，本发明还提出了一种测试生理信号采集器的方法，包括：

步骤s1，控制扬声器发出模拟人体生理信号的第一震动信号作用在被测生理信号采集器上；

步骤s2，获取上述被测生理信号采集器采集的第二震动信号，并将上述第二震动信号转换成对应的测试人体生理信号；

步骤s3，将上述测试人体生理信号与上述模拟人体生理信号进行比对，并根据比对结果判断上述被测生理信号采集器是否为良品。

在步骤s1中，上述控制模块30发出模拟人体生理信号指令给上述驱动模块10，驱动模块10根据模拟人体生理信号指令的合成预设的复合驱动信号，模拟人体生理信号至少包括模拟人体生理信号中的呼吸驱动信号、心跳驱动信号以及鼾症驱动信号的一种或是多种。输出合成的复合驱动信号至上述扬声器20，复合驱动信号驱动扬声器20工作产生第一震动信号，第一震动信号具体为与复合驱动信号对应的震动，将第一震动信号发送至被测生理信号采集器。

在步骤s2中，被测生理信号采集器对接收的第一震动信号进行检测，并产生第二震动信号输出至控制模块30，第二震动信号为被测生理信号采集器检测复合驱动信号对应的震动之后得到的电信号，控制模块30接收被测生理信号采集器发送的第二震动信号，并将上述第二震动信号转换成对应的测试人体生理信号。

在步骤s3中，控制模块30将测试人体生理信号与上述模拟人体生理信号进行比对，并根据比对结果，判定上述被测生理信号采集器是否为良品。

上述控制模块30发出模拟人体生理信号指令给上述驱动模块10，驱动模块10根据模拟人体生理信号指令的合成预设的复合驱动信号；驱动模块10输出合成的复合驱动信号至上述扬声器20，利用扬声器20工作产生与模拟人体生理信号对应的震动；上述扬声器20还与被测生理信号采集器连接，将模拟人体生理信号传输至被测生理信号采集器，然后由被测生理信号采集器生成测试人体生理信号发送至上述控制模块30；控制模块30最后将模拟的人体生理信号与测试人体生理信号进行比较，用于判定被测生理信号采集器是否为良品，利用模拟的人体生理信号来测试生理信号采集器的性能，提高了对被测生理信号采集器进行性能测试的准确性。

本实施例中的上述将上述测试人体生理信号与上述模拟人体生理信号进行比对，并根据比对结果判定上述被测生理信号采集器是否为良品的步骤s3，包括；

若上述测试人体生理信号与上述模拟人体生理信号进行对比，上述测试人体生理信号与上述模拟人体生理信号的差值处于误差范围内，则判定被测生理信号采集器为良品；

若上述测试人体生理信号与上述模拟人体生理信号进行对比，上述测试人体生理信号与上述模拟人体生理信号的差值不处于误差范围内，则判定被测生理信号采集器为检测结果不符合标准的非良品。

本实施例中的上述将上述测试人体生理信号与上述模拟人体生理信号进行比对，并根据比对结果判定上述被测生理信号采集器是否为良品的步骤s3之后，包括：

步骤s4，并生成检测报告。

在步骤s4中，上述控制模块30还将被测生理信号采集器的测试人体生理信号，以及测试人体生理信号与模拟人体生理信号的比对结果进行存储，并生成检测报告，便于对上述被测生理信号采集器的检测结果进行评估，以及对被测生理信号采集器进行改进，以提高被测生理信号采集器测试的精确性；还可以根据多次存储的结果用于进行统计，便于后续的研究；同时还可以进行建档管理，便于后续的查看。

综上所述，上述驱动模块10将合成的复合驱动信号发送至上述扬声器20，驱动扬声器20工作，使得上述扬声器20产生对应复合驱动信号的震动，其中震动包括频率以及幅度，该震动即可以模拟人体生理信号产生的震动信号；现有技术中利用马达周期性的转动来模拟人体生理产生的震动，由于马达自身震动会对模拟人体生理信号造成干扰，而在本实施例中，利用扬声器20工作产生与模拟人体生理信号对应的震动，准确的模拟了人体生理信号。上述扬声器20还与被测生理信号采集器连接，将模拟人体生理信号传输至被测生理信号采集器，然后由被测生理信号采集器生成测试人体生理信号，最后将模拟的人体生理信号与测试人体生理信号进行比较，用于判定被测生理信号采集器是否为良品，利用模拟的人体生理信号来测试生理信号采集器的性能，提高了对被测生理信号采集器进行性能测试的准确性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。