[发明专利]基于光纤垫的生理参数检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种基于光纤垫的生理参数检测系统，其特征在于，包括：

光纤垫，感测人体作用于光纤的压力；

解析设备，其光纤连接至所述光纤垫，包括：

连接端子，包括：

发射装置，其连接所述光纤垫，发出某波长的光信号；

接收装置，其连接所述光纤垫，将经过所述光纤垫传输后的光信号转化为电流信号；以及

数据解析模块，包括依次电连接的：

信号放大模块，将所述接收装置输出的电流信号转换为电压信号；

高精度采样模块，采集所述信号放大模块输出的电压信号并放大；

微处理器，其连接所述发射装置的驱动模块和所述高精度采样模块，控制所述发射装置发出稳定波长的光信号，同时处理所述高精度采样模块接收的电压信号；以及

外设指示控制，指示所述解析设备与移动客户端或光纤垫的连接状态；

通信模块，传输所述微处理器发出的信号；

移动客户端，蓝牙连接至所述通信模块，显示和存储数据；以及

数据分析模块，网络连接至所述移动客户端，跟踪用户的生理参数信息，判断用户的生理状况并提供指导建议，所述生理参数包括心率；

所述数据解析模块用于心率检测，具体包括：

(11)统计分类满足3倍频关系的频率点；

(12)依据心率所处的频率范围划分出基频和两个谐波所处的频率空间，再对所述频率空间寻找满足3倍频的K组频率点，所述K组频率点包含一组对应心率的频率点；

(13)筛选出一组频率点计算心率，具体包括：寻找频谱的基频在低频处具有最大幅值的频率点，其次谐波为基频的整数倍，具体为三倍频关系6f₁＝3f₂＝2f₃，其中f₁为基频，f₂为二次谐波，f₃为三次谐波，根据找到的所述频谱的峰值点的幅值高度判断信号的信噪比；

若所述峰值点的幅值高于设定的阈值Th₁，则根据HR₁＝fr₁*60计算心率，其中，HR₁为心率，fr₁为满足3倍频关系的基频；

在一段时间窗口T₂内实时刷新HR₁，并对HR₁进行统计分类得到统计心率HR₂；

若所述峰值点的幅值低于设定的阈值Th₁，则进行如下子步骤：

(131)根据心率的频谱成分划分为三个区间分别对应基频M1，二次谐波M2、三次谐波M3，其中M1的范围是0.666-3Hz，M2的范围是1.332-6Hz，M3的范围是1.998-9Hz；

(132)依据三倍频的关系从M1、M2、M3的对应区间内分别找出K组符合三倍频的频率点；

(133)计算相邻心跳值差的最大值CH_Max，

具体为

其中，fs为采样频率，JJ_i-1为步骤(13)中的统计心率值HR₂的心跳间期，JJ_i为JJ_i-1与常数C的和；

(134)通过如下公式计算心率值：HR₃＝fr₃*60，其中fr₃表示为从步骤(132)的K组频率中筛选出的一组满足三倍频关系的基频频率值fr₃，fr₃满足|fr₃*60-HR₂|CH_Max。

2.根据权利要求1所述的基于光纤垫的生理参数检测系统，其特征在于：

所述连接端子为卡扣结构；

所述的连接端子外部覆盖金属屏蔽罩和屏蔽环。

3.根据权利要求1所述的基于光纤垫的生理参数检测系统，其特征在于：

所述信号放大模块为微弱信号放大装置，用于提高信噪比。