一种多参数腕式生命体征监测装置及其低功耗工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种多参数腕式生命体征监测装置，包括血氧心率采集模块、血压采集模块、核心处理模块、电源模块、数据传输模块；低功耗工作方法：判断装置是否完好配戴，配戴好了才开始正常工作，否则低供电待机，能实现装置自动检测并工作，一配戴好就开始检测，而在一次检测完成并传输了数据后，装置会自动检查装置有没有停止工作，没有的话会自动进入停止工作模式。有益效果：从系统级设计的角度来降低设备功耗有着成本低、成效快、效果显著的优点，在不影响设备工作性能的前提下，在整个设备工作流程中合理控制芯片内核运作模式与资源的分配，能够满足低功耗设计的目的。

A Multi-parameter Wrist Vital Sign Monitoring Device and Its Low Power Working Method

The invention discloses a multi-parameter wrist-type vital signs monitoring device, which includes blood oxygen heart rate acquisition module, blood pressure acquisition module, core processing module, power supply module and data transmission module; low-power working method: judging whether the device is in good condition and wearing well before starting normal work, otherwise low power supply standby can realize automatic detection and work of the device, and turn on as soon as it is well worn. Start testing, and after a test is completed and data is transmitted, the device will automatically check whether the device has stopped working, if not, it will automatically enter the stop mode. Beneficial effect: Reducing the power consumption of equipment from the point of view of system-level design has the advantages of low cost, quick effect and remarkable effect. Without affecting the performance of equipment, reasonable control of the operation mode and resource allocation of the chip core in the whole equipment workflow can meet the purpose of low-power design.

【技术实现步骤摘要】
一种多参数腕式生命体征监测装置及其低功耗工作方法
本专利技术涉及便携体征检测设备
，具体的说，涉及一种多参数腕式生命体征监测装置及其低功耗工作方法。
技术介绍
随着电子技术的不断发展，可穿戴设备越来越受到人们的关注和喜爱。体积小、功能强、轻便的可穿戴设备给人们的生活带来极大便利的同时，也正不断向着高性能、高可靠性、测量精准的方向发展。设备性能各方面提升的同时，随之而来的代价是功耗的提升，设备工作时间的缩短，极大的降低了用户对于设备的体验。在可穿戴设备体积受限因素的影响下，无法内置容量大体积大的电池，这使得可穿戴设备性能与低功耗设计的兼顾成为亟需解决的问题。在硬件设计领域达到瓶颈时，如何保证在不影响设备工作性能的前提下，令设备的能耗降低成为难题。
技术实现思路
针对上述背景所存在的问题，本专利技术提出了一种多参数腕式生命体征监测装置及其低功耗工作方法，从系统级设计的角度来降低设备功耗有着成本低、成效快、效果显著的优点，在不影响设备工作性能的前提下，在整个设备工作流程中合理控制芯片内核运作模式与资源的分配，能够满足低功耗设计的目的。为达到上述目的，本专利技术采用的具体技术方案如下：一种多参数腕式生命体征监测装置，包括血氧心率采集模块、血压采集模块、核心处理模块、电源模块、数据传输模块，所述血氧心率采集模块的输出端、血压采集模块的输出端分别连接核心处理模块的输入端组，所述核心处理模块调度处理各模块的工作内容与能耗模式，并将接收到的血氧、心率、血压三个参数进行数据帧打包得到数据包，该数据包经数据传输模块发送至接收终端；所述电源模块为血氧心率采集模块、血压采集模块、核心处理模块、数据传输模块供电。通过上述设计，核心处理模块接收血氧心率采集模块和血压采集模块采集的血氧、心率、血压数据，并根据数据情况调度各个模块的工作，使工作耗电量尽可能低，从而节省大量不需要耗费的电力，设备使用时间更长。进一步设计，所述数据传输模块为NFC模块，则接收终端为NFC读取装置。NFC模块的特点是可以在写入数据后开启卡模拟模式，即NFC模块本身处于不耗电状态，当NFC读取装置靠近NFC模块读取时，通过NFC射频信号给NFC模块供电，从而使NFC模块将之前写入的数据反馈到NFC读取装置上，收发信号是不会损耗本身设备的能源。更进一步设计，还包括显示模块，所述显示模块的输入端组连接核心处理模块的显示输出端组。采集的数据和处理后的数据都可以由显示模块展示，直观地表达给使用者。一种多参数腕式生命体征监测装置的低功耗工作方法，其内容如下：步骤一，核心处理模块判断装置是否完好配戴，未配戴好，装置进入待机模式，若已完好配戴，装置开始工作；步骤二，血氧心率采集模块、血压采集模块以采集频率f1、采集间隔时长t1采集时间T内的血氧、心率、血压参数，并实时发送至核心处理模块；步骤三，所述核心处理模块将时间T内的血氧、心率、血压参数进行数据帧打包，得到数据包；步骤四，所述核心处理模块将数据包加密后发送至数据传输模块并最终送至接收终端；步骤五，所述数据包传至数据传输模块后n秒，若装置未进入停止工作模式，所述核心处理模块关闭所述血氧心率采集模块、血压采集模块、数据传输模块的时钟，并将核心处理模块的工作电流由I3调为I4，I3>I4，装置进入停止工作模式，等待下一次唤醒。由于配戴的设备需要判断已经配戴好还是没有配戴好，未配戴好时，检测的数据没有实际意义，设备就不需要直接开始检测，此时的工作需要控制在耗电低的模式，即步骤一判断装置是否完好配戴，配戴好了才开始正常工作，否则低供电待机，能实现装置自动检测并工作，一配戴好就开始检测，不需要手动控制检测的开关，也节约了配戴好后等待检测工作的时间，也即节约了耗电；而在一次检测完成并传输了数据后，装置可以关闭，此时装置会自动检查装置有没有停止工作，没有的话会自动进入停止工作模式，避免持续待机耗电。具体的步骤一内容为：A1，所述核心处理模块预先设定血氧心率采集模块的反射光阈值；A2，所述核心处理模块实时接收到血氧心率采集模块的反射光强度信号后，若反射光强度信号小于所述反射光阈值，则判断装置未配戴好，进入A3，否则进入步骤二；A3，所述核心处理模块将血氧心率采集模块的工作电流由I1调为I2，I1>I2，返回A2。根据人的配戴习惯，血压采集模块(一般为血压检测气带)比血氧心率采集模块(如手指血氧光电检测指夹)体积更大，则血氧心率采集模块会后配戴，若血氧心率采集模块配戴好了，则整个装置也就配戴好了，因此上述设计可以根据血氧心率采集模块的反射光强度信号来判断装置是否配戴好，配戴好时，反射光强度信号会高于一定值(反射光阈值)，即通过数值的比较就能得到配戴情况，反射光强度信号小于反射光阈值，可判断装置未配戴好，将血氧心率采集模块的工作电流调低，使整个装置的工作能耗降低。具体的步骤三包括如下内容：B1，所述核心处理模块实时接收血氧、心率、血压参数并将同一时刻的三种参数组成一组数据组；B2，所述核心处理模块随时间持续提取当前时间相邻时间的a组数据组；B3，比对a组数据组中每种参数与其对应的正常体征区间，若每一参数值均在正常体征区间内，所述核心处理模块将装置的采集频率由f1调为f2，采集间隔时长由t1调为t2，f1>f2，t1>t2，进入B4；否则保持当前采集频率并返回B2；B4，当任一时刻的a组数据组中任一参数值不在正常体征区间内，所述核心处理模块将装置的采集频率由f2调回到f1，采集间隔时长由t2调回到t1；B5，直到时间T结束，所述核心处理模块将获取到的数据组进行数据帧打包，得到数据包。根据上述设计，本装置的控制特点还在于数据检测过程中，异常的体征数据参考价值高于正常的，如果体征数据一直处于正常区间内，则这些正常的数据参考价值较低，就可以适当调低血氧心率采集模块和血压采集模块的采集的间隔时长和每次采集的次数(等效于每次采集的频率)，而一旦出现体征数据异常，再将采集频率回调，一方面减少耗电，一方面还能减少数据量，将数据的处理复杂度降到最低。更进一步设计，所述B5中的数据包由数据头、数据区、数据尾组成；其中，所述数据头包括1个字节的起始位、1个字节的消息编号、2个字节的数据区长度，所述起始位的内容为0xA0，所述消息编号的内容为0-255之间的数，第一个数据包的消息编号为随机取值，之后每个数据包的消息编号为前一个的值加一，所述数据区长度为数据区的实际数据长度；所述数据区占22个字节，其中包括10组血氧参数、10组心率参数、1组血压参数，每组血氧参数占1个字节，每组心率参数占1个字节，每组血压参数占2个字节；所述数据尾包括1个字节的校验码和1个字节的结束位，所述结束位的内容为0xF0。上述数据包的格式有利于数据传输过程中的校验，在校验时，先查看起始位，再比对数据头与数据区的整体内容，最后查看结束位，只有当三部分完全一致时才算校验匹配正确，否则均为错误数据，一旦传输的数据不对，再贴近NFC模块读取一次即可，方便快捷。同时，所述B5中数据帧打包时还包括如下内容：B5.1，所述核心处理模块判断每组数据组的采集频率是否为f1，是，保留该数据组并进入B5.4，否则进入B5.2；B5.2，调取该数据组的前后b组数据组；B5.3，判断所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多参数腕式生命体征监测装置，其特征在于：包括血氧心率采集模块、血压采集模块、核心处理模块、电源模块、数据传输模块，所述血氧心率采集模块的输出端、血压采集模块的输出端分别连接核心处理模块的输入端组，所述核心处理模块调度处理各模块的工作内容与能耗模式，并将接收到的血氧、心率、血压三个参数进行数据帧打包得到数据包，该数据包经数据传输模块发送至接收终端；所述电源模块为血氧心率采集模块、血压采集模块、核心处理模块、数据传输模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种多参数腕式生命体征监测装置，其特征在于：包括血氧心率采集模块、血压采集模块、核心处理模块、电源模块、数据传输模块，所述血氧心率采集模块的输出端、血压采集模块的输出端分别连接核心处理模块的输入端组，所述核心处理模块调度处理各模块的工作内容与能耗模式，并将接收到的血氧、心率、血压三个参数进行数据帧打包得到数据包，该数据包经数据传输模块发送至接收终端；所述电源模块为血氧心率采集模块、血压采集模块、核心处理模块、数据传输模块供电。2.根据权利要求1所述的一种多参数腕式生命体征监测装置，其特征在于：所述数据传输模块为NFC模块，则接收终端为NFC读取装置。3.根据权利要求1所述的一种多参数腕式生命体征监测装置，其特征在于：还包括显示模块，所述显示模块的输入端组连接核心处理模块的显示输出端组。4.一种多参数腕式生命体征监测装置的低功耗工作方法，其特征在于：步骤一，核心处理模块判断装置是否完好配戴，未配戴好，装置进入待机模式，若已完好配戴，装置开始工作；步骤二，血氧心率采集模块、血压采集模块以采集频率f1、采集间隔时长t1采集时间T内的血氧、心率、血压参数，并实时发送至核心处理模块；步骤三，所述核心处理模块将时间T内的血氧、心率、血压参数进行数据帧打包，得到数据包；步骤四，所述核心处理模块将数据包加密后发送至数据传输模块并最终送至接收终端；步骤五，所述数据包传至数据传输模块后n秒，若装置未进入停止工作模式，所述核心处理模块关闭所述血氧心率采集模块、血压采集模块、数据传输模块的时钟，并将核心处理模块的工作电流由I3调为I4，I3>I4，装置进入停止工作模式，等待下一次唤醒。5.根据权利要求4所述的低功耗工作方法，其特征在于步骤一的具体内容为：A1，所述核心处理模块预先设定血氧心率采集模块的反射光阈值；A2，所述核心处理模块实时接收到血氧心率采集模块的反射光强度信号后，若反射光强度信号小于所述反射光阈值，则判断装置未配戴好，进入A3，否则进入步骤二；A3，所述核心处理模块将血氧心率采集模块的工作电流由I1调为I2，I1>I2，返回A2。6.根据权利要求4所述的低功耗工作方法，其特征在于步骤三包括如下内容：B1，所述核心处理模块实时接收血氧、心率、血压参数并将同...

【专利技术属性】
技术研发人员：马乾峰，李章勇，李国权，田健，张丽昕，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50