[发明专利]基于外部光源的可穿戴设备心率计量装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于外部光源的可穿戴设备心率计量装置及方法，装置包括信号发生器、可调光源、光纤、固定环以及监测模块；信号发生器加载一个信号在可调光源上，可调光源发出的光聚焦导入至光纤中，再经过光纤导入至可穿戴设备的光敏传感器，通过可调光源光强的周期性变化模拟心率信号变化，可穿戴设备根据测量光强可计算得出模拟心率值；利用监测设备计算出对应标准心率值。本发明采用信号发生器加载至可调光源，模拟出规律性心率信号给可穿戴设备，同时用示波器对光源频率进行测量，转换计算得出标准心率值，与可穿戴设备心率显示值进行计算判断心率示值是否满足要求，完成了可穿戴设备心率计量方法，解决了可穿戴设备的溯源问题。

技术领域

本发明属于可穿戴设备的技术领域，具体涉及一种基于外部光源的可穿戴设备心率计量装置及方法。

背景技术

随着越来越多的可穿戴设备问世，智能穿戴市场被寄予厚望。相较于井喷式的市场增长速度，可穿戴产品的行业标准却处于严重缺乏的境地。但是当前没有专门针对智能穿戴设备的应用标准，各国对智能穿戴产品进行监管的依据主要来自通信和医疗器械领域的相关标准和规范。电子类智能穿戴设备在进入美国市场时，像智能手表、智能手环、智能眼镜等，一般都申请FCC认证。消费电子类智能穿戴设备要想在欧盟市场上自由流通，须通过CE认证，加贴“CE”标志。

国内目前也未发布智能穿戴相关的国家或者行业标准。鉴于安全和环保要求，中国对电子信息产品中的有毒有害物质的限制与禁止采用了“目录管理”模式，进入目录的产品会被要求进行3C认证。由于智能穿戴设备所处领域相对前沿，目前国内还未出台国家级技术检测标准，可穿戴设备行业未被划入目录中。但在多数渠道推广中，产品仍会被要求进行3C认证。

目前市面上的可穿戴式产品大多具备健康运动相关功能的产品，心率为其主要功能之一。心率监测的原理通常是PPG(PhotoPlethysmoGraphy)光电容积脉搏波描记法，原理上来说就是手环与皮肤接触的传感器会发出一束光打在皮肤上，测量反射/透射的光。当用户的心脏跳动时，会有更多的血液流过用户的手腕，绿光的吸收量也会越大。在心脏跳动间隙，血液流量减少，导致绿光的吸收也会减少，以此就可以确定心跳。不过缺点是耗电量大，同时会受环境光干扰。目前市面上的智能手环或手表监测心率的功能多是采用了光电透射测量法。

现有技术中主要采用人工评测和模拟腕部血液循环装置来检测可穿戴设备测量的准确性，但均存在一定的缺点：

人工评测是目前的主要测试方法，人工评测主要以临床医学的方式进行主要有三点缺点：一、不可根据需要选择测量点，测出来是多少就是多少；二、以人体信号为准，无法对数值进行量值溯源，不满足计量需要；三、通过人体来进行对比，心率测量值误差较大，且无法排除人个人的身体差异性因素的影响。

模拟腕部装置的主要缺点在于：一、需要构建复杂且昂贵的管道、泵、人体腕部组织等设施，价格昂贵且繁琐；二、装置庞大不易携带；三、心率溯源通过泵转动频率传递到模拟人体腕部组织，由于管路、压力等原因会影响其准确度。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于外部光源的可穿戴设备心率计量装置，解决可穿戴设备心率的量值溯源问题。

本发明的另一目的在于，提供一种基于外部光源的可穿戴设备心率计量装置的计量方法。

为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案：

基于外部光源的可穿戴设备心率计量装置，包括信号发生器、可调光源、光纤、固定环以及监测模块，所述信号发生器、可调光源、光纤、监测模块顺序连接，所述固定环上用于放置可穿戴设备，可穿戴设备通过光纤连接至监测模块，所述监测模块用于监测可调光源发出的信号；信号发生器加载一个信号在可调光源上，可调光源发出的光聚焦导入至光纤中，再经过光纤导入至可穿戴设备的光敏传感器，通过可调光源光强的周期性变化模拟心率信号变化，可穿戴设备根据测量光强可计算得出模拟心率值；利用监测设备计算出对应标准心率值。