一种应用于智能手机的健康监控手环制造技术

本发明专利技术提出了一种应用于智能手机的健康监控手环，仪表盘内嵌入蓝牙模块、微型振动器和音频播放器；仪表盘还包括心率计和血氧计，心率计和血氧计采用同一结构分时复用的方式，设置在仪表盘背面与皮肤接触面，该结构包括在皮肤接触部设置的两个LED灯和感光元件；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。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出了一种应用于智能手机的健康监控手环，仪表盘内嵌入蓝牙模块、微型振动器和音频播放器；仪表盘还包括心率计和血氧计，心率计和血氧计采用同一结构分时复用的方式，设置在仪表盘背面与皮肤接触面，该结构包括在皮肤接触部设置的两个LED灯和感光元件；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。【专利说明】—种应用于智能手机的健康监控手环
本专利技术涉及电子领域，特别涉及一种应用于智能手机的健康监控手环。
技术介绍
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。 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。
技术实现思路
本专利技术提出一种应用于智能手机的健康监控手环，解决了将手机来电通过便携式装置进行提示的问题。 本专利技术的技术方案是这样实现的: 一种应用于智能手机的健康监控手环，整体为环状，其外表面为EVA材质包覆，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，所述心率计和血氧计采用同一结构分时复用的方式，设置在仪表盘背面与皮肤接触面，该结构包括在皮肤接触部设置的两个LED灯和感光元件； 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； 所述仪表盘还包括:运动检测模块，检测三维加速度和相对转角；蓝牙模块，连接到所述运动检测模块和数据中心服务器，数据终端服务器与家长手机端相连接； 所述运动检测模块包括三轴重力加速度传感器、陀螺仪和DSP处理器，DSP处理器包括积分器和滤波及优化模块；所述三轴重力加速度传感器输出X、Y、Z轴加速度数据信息，陀螺仪输出人体转角的角速率信息，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: Xg = (Σ P1 'i； ) (I)i = \ Pg = Yd Pi1 (2) / = 1 式中，i= l，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 (B) Pi = β? ' P,, (4) 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: β 1； β 2, β 3 满足 β ^ β 2+ 3 3 = I (5)_ 0.99,Ρ<2 β/ P,^ < P(6) 1 I / Αδ < /? < 10,2 / ρ, ρ > K} β 2 = β 3 = (1-β ι)/2 (J) 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。 可选地，所述蓝牙模块为蓝牙4.0 (BLE)通信模块。 可选地，还包括DSP处理器，DSP处理器与所述蓝牙模块相连接。 可选地，还包括DSP处理器为TMS320F2812DSP处理器。 本专利技术的有益效果是: (I)应用于智能手机的健康监控手环佩戴在手腕，方便佩戴； (2)外层包覆EVA材质，防水、无毒、无味； (3)内置DSP处理器，便于系统的更新。 【专利附图】【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本专利技术应用于智能手机的健康监控手环的结构示意图； 图2为本专利技术应用于智能手机的健康监控手环的电路控制框图； 图3为本专利技术运动检测模块的电路控制框图。 【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。 如图1、图2所示，本专利技术的一种应用于智能手机的健康监控手环，整体为环状，其外表面为EVA材质包覆，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，所述心率计和血氧计采用同一结构分时复用的方式，设置在仪表盘背面与皮肤接触面，该结构包括在皮肤接触部设置的两个LED灯和感光元件。 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。 所述仪表盘还包括:运动检测模块，检测三维加速度和相对转角；蓝牙模块，连接到所述运动检测模块和数据中心服务器，数据终端服务器与家长手机端相连接。 所述运动检测模块包括三轴重力加速度传感器、陀螺仪和DSP处理器，DSP处理器包括积分器和滤波及优化模块；所述三轴重力加速度传感器输出X、Y、Z轴加速度数据信息，陀螺仪输出人体转角的角速率信息，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，给出状态估计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于智能手机的健康监控手环，其特征在于，整体为环状，其外表面为EVA材质包覆，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，所述心率计和血氧计采用同一结构分时复用的方式，设置在仪表盘背面与皮肤接触面，该结构包括在皮肤接触部设置的两个LED灯和感光元件；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；所述仪表盘还包括：运动检测模块，检测三维加速度和相对转角；蓝牙模块，连接到所述运动检测模块和数据中心服务器，数据终端服务器与家长手机端相连接；所述运动检测模块包括三轴重力加速度传感器、陀螺仪和DSP处理器，DSP处理器包括积分器和滤波及优化模块；所述三轴重力加速度传感器输出X、Y、Z轴加速度数据信息，陀螺仪输出人体转角的角速率信息，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x1和估计误差的协方差矩阵p1；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x1，x2，x3及估计误差的协方差矩阵p1，p2，p3送到主滤波器，并同主滤波器的状态估计一起按式(1)和式(2)进行融合，得到全局最优估计和协方差矩阵：x^g=pg(Σi=13pi-1x^i)---(1)]]>pg=Σi=13pi-1---(2)]]>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x^i=x^g---(3)]]>pi=βi-1pg---(4)]]>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：β1,β2,β3满足β1+β2+β3＝1(5)β1=0.99,p≤22/p,2≤p≤51/p,5≤p≤102/p,p≥10---(6)]]>β2＝β3＝(1‑β1)/2   (7)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。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振宇，方清平，
申请(专利权)人：青岛康和食品有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37