[發明專利]一種心率測量人體秤及心率測量方法

在審

• 申請號: 201711172989.4
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107928658A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 李曉;劉文;尤杰
• 申請（專利權）人: 芯海科技（深圳）股份有限公司
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024;A61B5/00;G01G19/50
• 代理公司: 深圳市凱達知識產權事務所44256
• 代理人: 劉大彎

技術領域

本發明屬于人體秤技術領域，特別涉及具有心率測量功能的人體秤及心率測量方法。

背景技術

人體秤包括了自有測量體重功能的體重秤以及帶有人體成分分析(測脂)的體脂秤。近年來，隨著人們對于肥胖、超重、運動缺乏等對于健康危害的認識越來越普遍，智能人體秤，特別是帶人體成分分析的體脂秤收到越來越多的關注和歡迎。

當前的體脂秤可以提供除體重外的多項人體成分參數，例如體脂率、肌肉率、水分率、蛋白質、基礎代謝率等，很大程度上幫助用戶了解自身的身體成分狀況，對于超重、減肥等進行定量化的指導。除此以外，一些基礎生理參數的測量也得到了關注，例如心率或脈率。

如專利申請201120532175.9公開了一種人體秤，包括稱重傳感器、秤盤上設置的N個電極、稱重測量電路、電阻測量電路，電極切換單元，控制單元，控制單元包括判斷單元和人體成分計算單元，稱重傳感器的輸出端與稱重測量電路的輸入端連接，N個電極與電阻測量電路的輸入端連接，稱重測量電路與電阻測量電路的輸出端分別與控制單元連接，控制電路還與電極切換單元連接，用于控制電極切換單元對電極的切換動作，電阻測量單元按照控制單元的指令測量被導通電極間的阻抗，控制單元的判斷單元根據電阻測量電路測得的阻抗判斷出是腳阻抗、體阻抗或是空載；通過設置電極切換單元與判斷單元，僅通過人體秤內部的電路判斷，實現了不規定人體站立方向就能完成人體成分測量。

在當前的技術方案中，為了在人體秤上實現心率測量，如采用心電方式，通過復用人體成分分析測量電極在兩腳直接提取心電信號，進而獲得心率信息。該方法雖然結構上相較現有方案沒有大的變化，但是兩腳之間心電信號弱，容易受干擾，且成本較高。另一種方案是采用光電心率(PPG)方案，通過將光電傳感器對準足部某部位來獲得脈搏信號，進而獲得心率。但該方法需要在秤體上開口用來透光，制作加工較復雜、產品ID需要改變。同時為保證信號質量，要求足部對準傳感器透光開口，距離遠近必須適中，不能受壓，影響了用戶體驗。另外，光電心率傳感器成本也較高。同時在人體秤測量心率時，人體腳部皮膚和電極的接觸狀況，人體的晃動等，都對心率測量會造成影響，使得測量的準確性下降。

發明內容

基于此，因此本發明的首要目地是提供一種心率測量人體秤及心率測量方法，該人體秤及測量方法不需要改變現有人體秤的結構和ID設計，方便制造，不改變現有用戶使用習慣，方便使用，同時不需要專門的傳感器，并能夠提高測量的準確性和可靠性。

本發明的另一個目地在于提供一種心率測量人體秤及心率測量方法，該人體秤及心率測量方法準確性高、抗晃動干擾好，且不需要開孔，結構簡單，易于實現。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種心率測量人體秤，其特征在于該人體秤包括有：

秤體，人體秤的機械結構，用于承托和固定；

稱重傳感器，用于測量重量；

阻抗測量單元：包括有微控制器、4個電極以及阻抗測量前端；4個電極包括2個激勵電極、2個測量電極；阻抗測量前端電性連接上述4個電極，用于通過2個激勵電極向人體發射交流正弦電流，并通過2個測量電極測量2個激勵電極間的電壓并轉換為阻抗；

所述微控制器中設有心率提取單元和晃動補償單元，所述晃動補償單元用于通過稱重傳感器檢測人體在秤體上的晃動，并相應的對阻抗測量單元測量的阻抗數據進行調整和補償；

所述微控制器中設有心率提取單元，所述心率提取單元：用于通過生物電阻抗提取心率。

所述電極采用不銹鋼、ITO制作。

所述阻抗測量單元還包括稱重測量前端，稱重測量前端電性連接至稱重傳感器，用于稱重傳感器的信號調理及轉換；

進一步，所述阻抗測量單元還包括微控制器，微控制器電性連接稱重測量前端和阻抗測量前端，以及顯示單元，用于數據的存儲、處理、控制等。

更進一步，所述微控制器進一步還包括人體成分分析單元，用于人體成分的分析，例如得到人體脂肪率。

更進一步，所述心率提取單元依次包括降噪濾波器、基線漂移補償器、高通濾波器、低通濾波器、波峰波谷查找器及心率計算器，所述降噪濾波器，用于對阻抗信號進行降噪處理，包括中值濾波器、滑動濾波器等；基線漂移補償器，用于對基線進行平滑補償；高通濾波器，截至頻率0.6Hz；低通濾波器，截止頻率6Hz；波峰波谷查找器，用于查找阻抗信號的波峰和/或波谷，在兩個波峰或兩個波谷對應一個心跳周期；心率計算器，根據波峰和/或波谷信息可以計算心臟跳動周期，進一步換算成心率。