[发明专利]确定人体的感应电压暴露的可穿戴设备和方法

说明书

公开了一种用于确定人体对人体上的低电压波动或感应静电变化的感应电压暴露的可穿戴设备和方法。可穿戴设备包括形成天线的至少一部分的导电元件，并且包括连接到可穿戴设备的导电元件的RF‑DC转换器，用于收集输入处的AC电压(V_in)形式的RF能量和感应静电变化，而RF‑DC转换器在输出处提供DC电压(V_out)。该可穿戴设备还包括连接到该RF‑DC转换器的输出以确定设备穿戴者身体的感应电压暴露的控制单元。

技术领域

本发明涉及一种可穿戴设备以及一种用于确定人体对低电压波动或人体上的感应静电变化的感应电压暴露的方法，并且涉及一种用于确定人体对RF辐射和感应静电的变化的人体的感应电压暴露的可穿戴设备的用途。

已知人体可容易用静电来充电且对于对人体产生不良影响的RF辐射非常敏感。

穿着鞋子或躺在床上的人不会电气接地，因为鞋或床将人与地面隔离。静电是一种高压电且是物体表面的正和负电荷量的不平衡。围绕这些电荷总是存在强电场，并且所述电场被认为是没有电流的电压。这个电压实际上很难测量，因为普通电压表的电阻将在数千分之一秒内使人体放电。

人类通过射频(RF)辐射(称为无线或微波辐射)暴露于“电磁污染(Electrosmog)”。RF辐射是一种电磁辐射且被包含在电磁频谱上3kHz至300GHz的频率范围中。由于RF辐射是非电离带，因此没有足够的能量来打破分子间的化学键，因此其不引起人体内的生物化学变化。尽管如此，根据最近的研究，RF辐射对人是有害的。与从3kHz至300GHz的频率范围中的RF场暴露相关联的已确立的不利健康效应涉及由短期暴露引起的组织升温和神经刺激(诸如睡眠障碍、头痛等)的发生。

背景技术

存在许多公开用于检测和监视RF和/或电磁辐射的不同类型的设备的文献来源。

作为US2002/075189公开的美国专利申请公开了一种用于测量电磁场或射频或微波的辐射检测设备。所述辐射检测设备被附连到诸如帽子之类的屏蔽RF的可穿戴服装，或诸如眼镜之类的可穿戴配件，并被用于检测护罩的效率。操作频率是通过调谐或固定天线的规格以及通过调谐恰适的晶体检测器的阻抗来确定的。该设备的天线装置接收电磁能量或射频能量，并将其转换成在天线设备输出端子端口处输出的RF电信号，该端口被连接到晶体检测器装置，该晶体检测器装置在所述晶体检测器输出端子端口处生成经转换的监视DC电压信号。激励指示器装置作为将所述监视DC电压信号输入转换为验证指示器装置输出形式的换能装置操作。

欧洲专利申请EP-0600143涉及一种可穿戴电磁辐射监视器，该电磁辐射监视器可包括当RF辐射超过预设阈值时可听且可视的警报。没有对将该电路直接集成在可穿戴设备中的可能性做出参照。

其他已知现有技术是指用于为低功率传感器节点并在通信基础设施中收集能量的RF-DC转换，然而，它在可穿戴设备中的使用未在已知现有技术公开中被公开。实际上，可穿戴设备在这个应用领域并不是如此有吸引力，因为只有非常小的能量可被收集。

公开的文档“Textile Antennas as Hybrid Energy Harvesting Platforms(作为混合能量收集平台的织物天线)”(Lemey Sam等人，IEEE论文集-IEEE美国纽约，第102卷，第11期，2014年11月1日，第1833-1857页)公开了其中硬件被结合以收集光和热身体能量的织物天线的一些实施例。还作出了对关于RF能量收集的一些已知著作的参照，但是所公开的实施例不利用这种能量收集。天线被用于在明确定义的频带上传送由传感器检测的信号。硬件由存储在微能量电池(micro-energy cell)中的所收集能量供电。此文档陈述了，人体的接近导致天线的增益降低，并且必须保证与测试人员的身体的零交互。

WO 85/01358公开了一种用于监视多个频带处对个体的RF辐射暴露的设备。该设备可以通过不导电销和闩锁组件附连到用户的衣服。