專利名稱：生理信號非接觸采集方法及非接觸傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到生理信號采集領(lǐng)域，特別涉及到一種生理信號非接觸采集方法及非接觸傳感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的人體生理信號采集裝置，需要通過將信號電極與人體皮膚緊密接觸，以采集肌肉產(chǎn)生的壓力信號并轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行處理，獲取人體重要的生理信號，比如心跳、呼吸以及抽搐等生理信號。上述人體生理信號采集裝置，在進(jìn)行生理信號的采集過程中需要與人體皮膚緊密接觸，在使用過程中將會給使用者帶來諸多不便；同時(shí)，采集時(shí)需將信號電極黏貼于人體皮膚表面，可能由于每次黏貼的人體皮膚位置不同等原因形成不同的阻抗，從而導(dǎo)致采集的信號的強(qiáng)度(振幅)不穩(wěn)定，使得可能無法準(zhǔn)確采集到所需要的生理信號，比如心跳的強(qiáng)度
信號等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的為提供一種生理信號非接觸采集方法，提升生理信號采集的便利性。本發(fā)明提出一種生理信號非接觸采集方法，包括步驟獲取人體壓力，并將所述人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號并進(jìn)行處理后獲取人體的生理信號。優(yōu)選地，所述處理包括電信號的放大、濾波以及A/D轉(zhuǎn)換。優(yōu)選地，所述方法還包括通過無線透傳將所述生理信號輸出。本發(fā)明還提出一種非接觸傳感器，包括拉伸力轉(zhuǎn)換單元，獲取人體壓力，并將所述人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；信號產(chǎn)生及處理單元，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號并進(jìn)行處理后獲取人體的生理信號。優(yōu)選地，所述信號產(chǎn)生及處理單元包括傳感器，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生模擬電信號；信號放大電路，將所述模擬電信號放大；濾波電路，對放大后的模擬電信號進(jìn)行濾波，獲取所需要的人體的生理信號；A/D轉(zhuǎn)換電路，將濾波后的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。優(yōu)選地，所述非接觸傳感器還包括無線透傳電路，將所述數(shù)字信號通過無線透傳輸出。優(yōu)選地，所述非接觸傳感器還包括電源單元，提供電源；
電源管理單元，管理所述電源單元。優(yōu)選地，所述電源單元包括蓄電池。本發(fā)明通過獲取人體壓力并進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，從而以非直接與人體皮膚進(jìn)行接觸的方式獲取人體的生理信號，使生理信號的獲取更加便捷；同時(shí)，使用無線技術(shù)將獲取的生理信號傳輸至遠(yuǎn)端設(shè)備，將信號采集與進(jìn)一步分析或統(tǒng)一存儲等操作進(jìn)行分離，進(jìn)一步方便生理信號的采集。


圖1是本發(fā)明生理信號非接觸采集方法一實(shí)施例的步驟流程示意圖；圖2是本發(fā)明生理信號非接觸采集方法一實(shí)施例的硬件架構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明生理信號非接觸采集方法另一實(shí)施例的步驟流程示意圖；圖4是本發(fā)明生理信號非接觸采集方法另一實(shí)施例的硬件架構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明非接觸傳感器一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明非接觸傳感器一實(shí)施例中信號產(chǎn)生及處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明非接觸傳感器一實(shí)施例中信號產(chǎn)生及處理單元的另一結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參照圖1，提出本發(fā)明一種生理信號非接觸采集方法一實(shí)施例。該方法可包括步驟S10、獲取人體壓力，并將所述人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；步驟S11、根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號并進(jìn)行處理后獲取人體的生理信號?，F(xiàn)有技術(shù)中對生理信號的采集通常需要與皮膚進(jìn)行直接接觸，本實(shí)施例中的生理信號非接觸采集方法可通過非直接接觸獲取人體壓力并轉(zhuǎn)換為拉伸力，再根據(jù)拉伸力產(chǎn)生電信號，經(jīng)過處理后可取得人體的生理信號。該處理可包括電信號的放大、濾波以及A/ D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換等操作。上述生理信號包括呼吸、心跳、抽搐以及運(yùn)動(dòng)等信號。參照圖2，本實(shí)施例中需應(yīng)用的硬件架構(gòu)包括拉伸力轉(zhuǎn)換單元21、傳感器22、信號放大電路23、濾波電路M以及A/D轉(zhuǎn)換電路25等。上述拉伸力轉(zhuǎn)換單元21的外形結(jié)構(gòu)可為波浪形柔性體，可設(shè)置于床墊、座墊、靠墊以及腳墊等日常用具中，用于在使用者使用上述日常用具時(shí)獲取使用者的人體壓力。由于波浪形柔性體受壓后該波浪區(qū)域可將壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力，因此通過該拉伸力轉(zhuǎn)換單元21 則可將人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力。使用者可在日常生活中隨時(shí)隨地即可使用，十分便利。上述傳感器22可與上述拉伸力轉(zhuǎn)換單元21連接，根據(jù)上述拉伸力轉(zhuǎn)換單元21所轉(zhuǎn)換取得的拉伸力產(chǎn)生電信號，完成(拉伸)力信號到電信號的轉(zhuǎn)換。該傳感器22可為任意可將拉伸力轉(zhuǎn)換為電信號的傳感元件。該電信號通常為模擬信號。上述信號放大電路23可與上述傳感器22連接，對該傳感器22產(chǎn)生的電信號進(jìn)行放大，以便對該電信號進(jìn)行濾波操作。該信號放大電路23對電信號的放大程度，可根據(jù)具體需要而定。上述濾波電路M可與上述信號放大電路23連接，對該信號放大電路23放大后的電信號進(jìn)行濾波。該濾波電路M可通過設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，濾掉不需要的信號頻段，獲取需要的電信號，比如可過濾掉0. 7Hz 3Hz之外的信號，取得心跳信號(頻率通常為0. 7Hz 3Hz)。該濾波電路M可通過設(shè)置頻率等參數(shù)，對電信號進(jìn)行過濾從而獲取所需要的生理信號。上述A/D轉(zhuǎn)換電路25可與上述濾波電路M連接，可將濾波后的電信號進(jìn)行模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。由于上述傳感器22所產(chǎn)生的電信號通常為模擬電信號，則該濾波后的電信號也為模擬電信號。該A/D轉(zhuǎn)換電路25可將該模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，方便對信號的進(jìn)一步處理以及傳輸?shù)炔僮?。參照圖3，在另一實(shí)施例中，上述方法還可包括步驟S12、通過無線透傳將所述生理信號輸出。為增強(qiáng)人體的生理信號采集的便利性，可將生理信號的采集與生理信號的進(jìn)一步分析或統(tǒng)一存儲等進(jìn)行分離。在采集到所需要的生理信號后，可通過無線透傳技術(shù)將該生理信號傳輸至遠(yuǎn)端設(shè)備，以進(jìn)行進(jìn)一步的分析或統(tǒng)一存儲等。實(shí)現(xiàn)該生理信號的無線透傳， 需在上述硬件架構(gòu)上增設(shè)無線透傳電路沈。(參照圖4)上述生理信號非接觸采集方法，通過獲取人體壓力并進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，從而以非直接與人體皮膚進(jìn)行接觸的方式獲取人體的生理信號，使生理信號的獲取更加便捷；同時(shí)，使用無線技術(shù)將獲取的生理信號傳輸至遠(yuǎn)端設(shè)備，將信號采集與進(jìn)一步分析或統(tǒng)一存儲等操作進(jìn)行分離，進(jìn)一步方便生理信號的采集。參照圖5，提出本發(fā)明一種非接觸傳感器30的一實(shí)施例。該非接觸傳感器30可包括拉伸力轉(zhuǎn)換單元31以及信號產(chǎn)生及處理單元32等；該拉伸力轉(zhuǎn)換單元31，獲取人體壓力，并將所述人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；該信號產(chǎn)生及處理單元32，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號并進(jìn)行處理后獲取人體的生理信號。本實(shí)施例中的非接觸傳感器30可通過非直接接觸獲取人體壓力并轉(zhuǎn)換為拉伸力，再根據(jù)拉伸力產(chǎn)生電信號，經(jīng)過處理后可取得人體的生理信號。該處理可包括電信號的放大、濾波以及A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換等操作。參照圖6，上述信號產(chǎn)生及處理單元32進(jìn)一步包括傳感器321、信號放大電路 322、濾波電路323以及A/D轉(zhuǎn)換電路324 ；該傳感器321，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生模擬電信號； 該信號放大電路322，將所述模擬電信號放大；該濾波電路323，對放大后的模擬電信號進(jìn)行濾波，獲取所需要的人體的生理信號；該A/D轉(zhuǎn)換電路324，將濾波后的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。上述拉伸力轉(zhuǎn)換單元31的外形結(jié)構(gòu)可為波浪形柔性體，可設(shè)置于床墊、座墊、靠墊以及腳墊等日常用具中，用于在使用者使用上述日常用具時(shí)獲取使用者的人體壓力。由于波浪形柔性體受壓后該波浪區(qū)域可將壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力，因此通過該拉伸力轉(zhuǎn)換單元31 則可將人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力。使用者可在日常生活中隨時(shí)隨地即可使用，十分便利。上述傳感器321可與上述拉伸力轉(zhuǎn)換單元31連接，根據(jù)上述拉伸力轉(zhuǎn)換單元31 所轉(zhuǎn)換取得的拉伸力產(chǎn)生電信號，完成(拉伸)力信號到電信號的轉(zhuǎn)換。該傳感器321可為任意可將拉伸力轉(zhuǎn)換為電信號的傳感元件。該電信號通常為模擬信號。上述信號放大電路322可與上述傳感器321連接，對該傳感器321產(chǎn)生的電信號進(jìn)行放大，以便對該電信號進(jìn)行濾波操作。該信號放大電路322對電信號的放大程度，可根據(jù)具體需要而定。上述濾波電路323可與上述信號放大電路322連接，對該信號放大電路322放大后的電信號進(jìn)行濾波。該濾波電路323可通過設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，濾掉不需要的信號頻段， 獲取需要的電信號，比如可過濾掉0. 7Hz 3Hz之外的信號，取得心跳信號(頻率通常為 0. 7Hz 3Hz)。該濾波電路323可通過設(shè)置頻率等參數(shù)，對電信號進(jìn)行過濾從而獲取所需要的生理信號。上述A/D轉(zhuǎn)換電路3M可與上述濾波電路323連接，可將濾波后的電信號進(jìn)行模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。由于上述傳感器321所產(chǎn)生的電信號通常為模擬電信號，則該濾波后的電信號也為模擬電信號。該A/D轉(zhuǎn)換電路3M可將該模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號， 方便對信號的進(jìn)一步處理以及傳輸?shù)炔僮?。參照圖7，在另一實(shí)施例中，上述非接觸傳感器30還包括無線透傳電路325，將所述數(shù)字信號通過無線透傳輸出。為增強(qiáng)人體的生理信號采集的便利性，可將生理信號的采集與生理信號的進(jìn)一步分析或統(tǒng)一存儲等進(jìn)行分離。在采集到所需要的生理信號后，可通過上述無線透傳電路325 將該生理信號傳輸至遠(yuǎn)端設(shè)備，以進(jìn)行進(jìn)一步的分析或統(tǒng)一存儲等。上述非接觸傳感器30還包括電源單元以及電源管理單元；該電源單元，提供電源；該電源管理單元，管理所述電源單元。上述電源單元可為蓄電池，可為上述非接觸傳感器30提供電源。該非接觸傳感器 30通過上述電源管理單元對該蓄電池進(jìn)行管理。上述電源單元還可為連接外部電源的連接部件，通過接入外部電源為上述非接觸傳感器30提供電源。該非接觸傳感器30通過上述電源管理單元對該連接部件進(jìn)行管理。上述非接觸傳感器30，通過獲取人體壓力并進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，從而以非直接與人體皮膚進(jìn)行接觸的方式獲取人體的生理信號，使生理信號的獲取更加便捷；同時(shí)，使用無線技術(shù)將獲取的生理信號傳輸至遠(yuǎn)端設(shè)備，將信號采集與進(jìn)一步分析或統(tǒng)一存儲等操作進(jìn)行分離，進(jìn)一步方便生理信號的采集。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生理信號非接觸采集方法，其特征在于，包括步驟 獲取人體壓力，并將所述人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號并進(jìn)行處理后獲取人體的生理信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生理信號非接觸采集方法，其特征在于，所述處理包括電信號的放大、濾波以及A/D轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生理信號非接觸采集方法，其特征在于，所述方法還包括通過無線透傳將所述生理信號輸出。
4.一種非接觸傳感器，其特征在于，包括拉伸力轉(zhuǎn)換單元，獲取人體壓力，并將所述人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；信號產(chǎn)生及處理單元，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號并進(jìn)行處理后獲取人體的生理信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非接觸傳感器，其特征在于，所述信號產(chǎn)生及處理單元包括 傳感器，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生模擬電信號；信號放大電路，將所述模擬電信號放大；濾波電路，對放大后的模擬電信號進(jìn)行濾波，獲取所需要的人體的生理信號； A/D轉(zhuǎn)換電路，將濾波后的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的非接觸傳感器，其特征在于，所述非接觸傳感器還包括 無線透傳電路，將所述數(shù)字信號通過無線透傳輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的非接觸傳感器，其特征在于，所述非接觸傳感器還包括 電源單元，提供電源；電源管理單元，管理所述電源單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非接觸傳感器，其特征在于，所述電源單元包括蓄電池。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種生理信號非接觸采集方法及非接觸傳感器。該方法包括步驟獲取人體壓力，并將所述人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號并進(jìn)行處理后獲取人體的生理信號。本發(fā)明通過獲取人體壓力并進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，從而以非直接與人體皮膚進(jìn)行接觸的方式獲取人體的生理信號，使生理信號的獲取更加便捷。
文檔編號A61B5/00GK102370463SQ20111025534
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者柳絮芳, 湯晅 申請人:深圳市視聆科技開發(fā)有限公司