一种可穿戴设备制造技术

本申请公开了一种可穿戴设备。本申请的可穿戴设备包括：中央处理器，与中央处理器连接的信号发生电路，与信号发生电路可断开连接的第一电极；中央处理器，向所述信号发生电路发送控制指令；所述信号发生电路，接收所述控制指令，生成同步基准信号并将所述同步基准信号发送给所述第一电极；第一电极在连接所述信号发生电路时，接收所述同步基准信号，并向人体表面发射所述同步基准信号。本申请复用可穿戴设备原有的一组电极，基于人体可作为导体传播微弱信号的原理，只需要在可穿戴设备中为该组电极额外配置信号发生电路，借助信号发生电路、电极和人体实现同步基准信号的生成与发射，为其他可穿戴设备基于同步基准信号进行时间戳校准提供基础。间戳校准提供基础。间戳校准提供基础。

【技术实现步骤摘要】
一种可穿戴设备


[0001]本申请涉及一种可穿戴设备。

技术介绍

[0002]随着移动互联网技术的发展，出现了大量使用移动互联网技术进行人体监测的技术，为使用者提供身体状态评估服务。在借助信号采集器进行身体状态评估时，由于信号采集器多数是检测单一部位的人体信号，因此实际应用中，大多需要借助多个信号采集器进行各个部位的人体信号采集。例如，用于采集前臂EMG(electromyography，肌电波)信号的采集器采集到的前臂信号包括包含手部和腕部的动作信息但不包含前臂动作信息，用于采集上臂EMG信号的采集器采集到的信号包括前臂和肘部的动作信息但不包括上臂动作信息，在前臂和手部同时有动作时，就需要利用这两类采集器同时采集信号用以评估，评估所用的信号需要将时间戳严格对齐来分析动作的关联性。
[0003]在相关技术中，都是采用长导线的方式将各个电极连接到一个中心采集节点的处理方式，但电极线太长会引入环境干扰因素，例如引进工频干扰，并且由于线束太多太长，使得佩戴和操作也相当不方便。
[0004]随着可穿戴技术的发展，出现了利用无线采集节点代替长导线连接中心采集节点的情况，无线采集节点解决了线束的约束问题，但由于不同无线采集节点相互之间的时间戳信息无法完全同步，空中校准时钟又无法做到毫秒甚至微秒精度；在业务层获取到各无线采集节点的人体信号后，由于基准时钟不同，无法做到各无线采集节点间人体信号在时间上的精确对齐，导致无法准确描述各部位人体信号之间的关联性。

技术实现思路

[0005]本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特提出以下技术方案，通过人体表面传输同步信号的瞬时性，使得可穿戴设备之间可以基于该同步信号实现时钟的精准同步。
[0006]本申请实施例采用下述技术方案：
[0007]本申请实施例提供一种可穿戴设备，包括：中央处理器，与中央处理器连接的信号发生电路，与信号发生电路可断开连接的第一电极；
[0008]中央处理器，向所述信号发生电路发送控制指令；
[0009]信号发生电路，接收所述控制指令，生成同步基准信号并将所述同步基准信号发送给所述第一电极；
[0010]第一电极在连接所述信号发生电路时，接收所述同步基准信号，并向人体表面发射所述同步基准信号。
[0011]本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0012]复用可穿戴设备的一组电极，在可穿戴设备中增设信号发生电路，使信号发生电路分别连接可穿戴设备的中央处理器和该电极，在可穿戴设备需要进行人体信号采集之
前，利用中央处理器向信号发生电路发出控制指令，信号发生电路在接收到控制指令时，生成同步基准信号并通过电极发射到人体表面，由于可以忽略人体表面对同步基准信号的传输延时，因此其他可穿戴设备可以基于同步基准信号的侦测时间确定其他可穿戴设备相对于主设备的时间延时，利用时间延时校准其他可穿戴设备所采集的人体信号的时间戳信息，使得不同可穿戴设备采集的人体信号具有相同的信号采集起始时间，这样上层应用可以基于校准后的时间戳信息对不同可穿戴设备采集的人体信号进行精准对齐。
附图说明
[0013]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0014]图1为现有技术中两采集部位的人体信号延时示意图；
[0015]图2为本申请实施例中示出的不同佩戴位置处的两可穿戴设备对同步信号的侦测时间差异示意图；
[0016]图3为本申请实施例中示出的时钟校准后的两采集部位的人体信号时间同步示意图；
[0017]图4为本申请实施例中示出的一种可穿戴设备的结构示意图；
[0018]图5为本申请实施例中示出的可穿戴设备的电路图；
[0019]图6为本申请实施例中示出的信号发送电路示意图；
[0020]图7为本申请实施例中示出的信号发生电路的电路参数示意图；
[0021]图8为本申请实施例中示出的信号发生电路相关节点输出的信号波形图；
[0022]图9为本申请实施例中示出的电阻矩阵示意图；
[0023]图10为本申请实施例中示出的信号接收电路示意图；
[0024]图11为本申请实施例中示出的信号接收电路的电路参数示意图；
[0025]图12为本申请实施例中示出的信号接收电路相关节点输出的信号波形图。
具体实施方式
[0026]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0027]本申请的专利技术人在研究和实践利用多个相互独立的可穿戴设备采集人体不同部位的人体信号时，发现由于不同可穿戴设备的时钟无法完全同步，而空中校准时钟又无法做到毫秒或者微秒级别的精度，使得上层应用在获得到各个可穿戴设备采集的人体信号时，无法对各个可穿戴设备的人体信号进行精确对齐，对人体状态/行为评估产生影响。
[0028]以监测乒乓球挥拍运动场景为例，在该场景中，需要在前臂和上臂两个部位处都穿戴上可穿戴设备，例如穿戴上EMG测量设备才能同时监控手部和前臂部分的动作。
[0029]在上层应用接收到这两个可穿戴设备上传的人体信号时，由于两个可穿戴设备没有基准时间戳，只能基于二者自身时钟生成的时间戳绘制时域信号，如图1所示，节点A和节点B的信号存在明显的时间延迟，在时域上无法准确分辨这两个动作信号之间的关联性。这
里节点A对应为穿戴在前臂处的可穿戴设备，节点B对应为穿戴在上臂处的可穿戴设备。
[0030]针对上述问题，本申请的专利技术人想到：复用可穿戴设备的一组电极，利用人体是导体，电信号在人体表面上的传输延时可以认为是零的客观事实，将穿戴在各个部位上的可穿戴设备侦听到同一同步信号的时间差异确定为可穿戴设备对信号处理的时间延时差异。由此，基于时间延时对信号采集起始时间进行校准，使得不同可穿戴设备对同一人体动作采集到的不同人体信号具有相同的信号采集启示时间，这样上层应用可以基于校准后的时间戳信息将不同可穿戴设备采集的人体信号进行精准对齐。
[0031]仍以上述监测乒乓球挥拍运动场景为例，假设节点A在时间点Ta侦测到同步信号，节点B在时间点Tb侦测到同步信号，由于该同步信号是在时刻T0发射到人体表面，而该同步信号在人体表面上的传输延时接近为零，可以忽略。若将时间点Ta作为节点A采集人体信号的时间原点，将时间点Tb作为节点B采集人体信号的时间原点，由此形成图3所示的时间轴，以图3所示时间轴绘制两个节点采集的人体信号，不同节点的同一动作信息可以在时域上完美对齐。
[0032]以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可穿戴设备，其特征在于，包括：中央处理器，与中央处理器连接的信号发生电路，与信号发生电路可断开连接的第一电极；所述中央处理器，向所述信号发生电路发送控制指令；所述信号发生电路，接收所述控制指令，生成同步基准信号并将所述同步基准信号发送给所述第一电极；所述第一电极在连接所述信号发生电路时，接收所述同步基准信号，并向人体表面发射所述同步基准信号。2.如权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述信号发生电路包括：与中央处理器连接的脉冲源，与脉冲源连接的第一信号转换电路，与第一信号转换电路连接的电阻矩阵；所述脉冲源，接收控制指令，生成直流脉冲信号并将所述直流脉冲信号发送给所述第一信号转换电路；所述第一信号转换电路，接收所述直流脉冲信号，生成差分信号并将所述差分信号发送给电阻矩阵；所述电阻矩阵，接收所述差分信号，对所述差分信号进行限流处理，得到同步基准信号并发送给所述第一电极。3.如权利要求2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述第一信号转换电路包括：第一运放支路和第二运放支路，第一运放支路将所述直流脉冲信号同相输出，第二运放支路将所述直流脉冲信号反相输出。4.如权利要求3所述的可穿戴设备，其特征在于，所述第一运放支路包括：第一运算放大器和第十电阻，直流脉冲信号输入到第一运算放大器的正极输入端，第一运算放大器的负极输入端通过第十电阻后连接到第一运算放大器的输出端；第二运放支路包括：第二运算放大器、第十二电阻和第十四电阻，直流脉冲信号还通过第十四电阻后输入到第二运算放大器的负极输入端，第二运算放大器的正极输入端连接参考电源，第二运算放大器的负极输入端还通过第十二电阻连接第二运算放大器的输出端。5.如权利要求2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述电阻矩阵包括多个电阻通路，每个电阻通路的电阻等级不同；所述电阻矩阵还连接所述中央处理器，接收所述中央处理器的控制指令，选择与所述控制指令对应的电阻通路对差分信号进行限流处理。6.如权利要求2所述的可穿戴设备，其特征在于，该可穿戴设备还包括：与所述中央处理器连接的信号接收电路，所述信号接收电路可断开连接第二电极；所述第二电极，从人体表面侦测信号，所述信号包括同步基准信号；所述信号接收电路在连接所述第二电极时，接收由所述第二电极发送的信号并处理，将处理后的信号发送给所述中央处理器；所述中央处理器，接收所述信号接收电路发送的信号，并判...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈相金，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：新型
国别省市：