CN102370463A - 生理信号非接触采集方法及非接触传感器 - Google Patents

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柳絮芳
汤晅
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Abstract

本发明揭示了一种生理信号非接触采集方法及非接触传感器。该方法包括步骤：获取人体压力，并将所述人体压力转换为拉伸力；根据所述拉伸力产生电信号并进行处理后获取人体的生理信号。本发明通过获取人体压力并进行相应转换，从而以非直接与人体皮肤进行接触的方式获取人体的生理信号，使生理信号的获取更加便捷。

Description

生理信号非接触采集方法及非接触传感器
技术领域
本发明涉及到生理信号采集领域，特别涉及到一种生理信号非接触采集方法及非接触传感器。
背景技术
现有技术中的人体生理信号采集装置，需要通过将信号电极与人体皮肤紧密接触，以采集肌肉产生的压力信号并转换为电信号进行处理，获取人体重要的生理信号，比如心跳、呼吸以及抽搐等生理信号。
上述人体生理信号采集装置，在进行生理信号的采集过程中需要与人体皮肤紧密接触，在使用过程中将会给使用者带来诸多不便；同时，采集时需将信号电极黏贴于人体皮肤表面，可能由于每次黏贴的人体皮肤位置不同等原因形成不同的阻抗，从而导致采集的信号的强度(振幅)不稳定，使得可能无法准确采集到所需要的生理信号，比如心跳的强度信号等。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种生理信号非接触采集方法，提升生理信号采集的便利性。
本发明提出一种生理信号非接触采集方法，包括步骤：
获取人体压力，并将所述人体压力转换为拉伸力；
根据所述拉伸力产生电信号并进行处理后获取人体的生理信号。
优选地，所述处理包括电信号的放大、滤波以及A/D转换。
优选地，所述方法还包括：
通过无线透传将所述生理信号输出。
本发明还提出一种非接触传感器，包括：
拉伸力转换单元，获取人体压力，并将所述人体压力转换为拉伸力；
信号产生及处理单元，根据所述拉伸力产生电信号并进行处理后获取人体的生理信号。
优选地，所述信号产生及处理单元包括：
传感器，根据所述拉伸力产生模拟电信号；
信号放大电路，将所述模拟电信号放大；
滤波电路，对放大后的模拟电信号进行滤波，获取所需要的人体的生理信号；
A/D转换电路，将滤波后的模拟电信号转换为数字信号。
优选地，所述非接触传感器还包括：
无线透传电路，将所述数字信号通过无线透传输出。
优选地，所述非接触传感器还包括：
电源单元，提供电源；
电源管理单元，管理所述电源单元。
优选地，所述电源单元包括蓄电池。
本发明通过获取人体压力并进行相应转换，从而以非直接与人体皮肤进行接触的方式获取人体的生理信号，使生理信号的获取更加便捷；同时，使用无线技术将获取的生理信号传输至远端设备，将信号采集与进一步分析或统一存储等操作进行分离，进一步方便生理信号的采集。
附图说明
图1是本发明生理信号非接触采集方法一实施例的步骤流程示意图；
图2是本发明生理信号非接触采集方法一实施例的硬件架构示意图；
图3是本发明生理信号非接触采集方法另一实施例的步骤流程示意图；
图4是本发明生理信号非接触采集方法另一实施例的硬件架构示意图；
图5是本发明非接触传感器一实施例的结构示意图；
图6是本发明非接触传感器一实施例中信号产生及处理单元的结构示意图；
图7是本发明非接触传感器一实施例中信号产生及处理单元的另一结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，提出本发明一种生理信号非接触采集方法一实施例。该方法可包括：
步骤S10、获取人体压力，并将所述人体压力转换为拉伸力；
步骤S11、根据所述拉伸力产生电信号并进行处理后获取人体的生理信号。
现有技术中对生理信号的采集通常需要与皮肤进行直接接触，本实施例中的生理信号非接触采集方法可通过非直接接触获取人体压力并转换为拉伸力，再根据拉伸力产生电信号，经过处理后可取得人体的生理信号。该处理可包括电信号的放大、滤波以及A/D(模拟/数字)转换等操作。上述生理信号包括呼吸、心跳、抽搐以及运动等信号。
参照图2，本实施例中需应用的硬件架构包括：拉伸力转换单元21、传感器22、信号放大电路23、滤波电路24以及A/D转换电路25等。
上述拉伸力转换单元21的外形结构可为波浪形柔性体，可设置于床垫、座垫、靠垫以及脚垫等日常用具中，用于在使用者使用上述日常用具时获取使用者的人体压力。由于波浪形柔性体受压后该波浪区域可将压力转换为拉伸力，因此通过该拉伸力转换单元21则可将人体压力转换为拉伸力。使用者可在日常生活中随时随地即可使用，十分便利。
上述传感器22可与上述拉伸力转换单元21连接，根据上述拉伸力转换单元21所转换取得的拉伸力产生电信号，完成(拉伸)力信号到电信号的转换。该传感器22可为任意可将拉伸力转换为电信号的传感元件。该电信号通常为模拟信号。
上述信号放大电路23可与上述传感器22连接，对该传感器22产生的电信号进行放大，以便对该电信号进行滤波操作。该信号放大电路23对电信号的放大程度，可根据具体需要而定。
上述滤波电路24可与上述信号放大电路23连接，对该信号放大电路23放大后的电信号进行滤波。该滤波电路24可通过设置相应参数，滤掉不需要的信号频段，获取需要的电信号，比如可过滤掉0.7Hz～3Hz之外的信号，取得心跳信号(频率通常为0.7Hz～3Hz)。该滤波电路24可通过设置频率等参数，对电信号进行过滤从而获取所需要的生理信号。
上述A/D转换电路25可与上述滤波电路24连接，可将滤波后的电信号进行模拟信号到数字信号的转换。由于上述传感器22所产生的电信号通常为模拟电信号，则该滤波后的电信号也为模拟电信号。该A/D转换电路25可将该模拟电信号转换为数字信号，方便对信号的进一步处理以及传输等操作。
参照图3，在另一实施例中，上述方法还可包括：
步骤S12、通过无线透传将所述生理信号输出。
为增强人体的生理信号采集的便利性，可将生理信号的采集与生理信号的进一步分析或统一存储等进行分离。在采集到所需要的生理信号后，可通过无线透传技术将该生理信号传输至远端设备，以进行进一步的分析或统一存储等。实现该生理信号的无线透传，需在上述硬件架构上增设无线透传电路26。(参照图4)
上述生理信号非接触采集方法，通过获取人体压力并进行相应转换，从而以非直接与人体皮肤进行接触的方式获取人体的生理信号，使生理信号的获取更加便捷；同时，使用无线技术将获取的生理信号传输至远端设备，将信号采集与进一步分析或统一存储等操作进行分离，进一步方便生理信号的采集。
参照图5，提出本发明一种非接触传感器30的一实施例。该非接触传感器30可包括：拉伸力转换单元31以及信号产生及处理单元32等；该拉伸力转换单元31，获取人体压力，并将所述人体压力转换为拉伸力；该信号产生及处理单元32，根据所述拉伸力产生电信号并进行处理后获取人体的生理信号。
本实施例中的非接触传感器30可通过非直接接触获取人体压力并转换为拉伸力，再根据拉伸力产生电信号，经过处理后可取得人体的生理信号。该处理可包括电信号的放大、滤波以及A/D(模拟/数字)转换等操作。
参照图6，上述信号产生及处理单元32进一步包括：传感器321、信号放大电路322、滤波电路323以及A/D转换电路324；该传感器321，根据所述拉伸力产生模拟电信号；该信号放大电路322，将所述模拟电信号放大；该滤波电路323，对放大后的模拟电信号进行滤波，获取所需要的人体的生理信号；该A/D转换电路324，将滤波后的模拟电信号转换为数字信号。
上述拉伸力转换单元31的外形结构可为波浪形柔性体，可设置于床垫、座垫、靠垫以及脚垫等日常用具中，用于在使用者使用上述日常用具时获取使用者的人体压力。由于波浪形柔性体受压后该波浪区域可将压力转换为拉伸力，因此通过该拉伸力转换单元31则可将人体压力转换为拉伸力。使用者可在日常生活中随时随地即可使用，十分便利。
上述传感器321可与上述拉伸力转换单元31连接，根据上述拉伸力转换单元31所转换取得的拉伸力产生电信号，完成(拉伸)力信号到电信号的转换。该传感器321可为任意可将拉伸力转换为电信号的传感元件。该电信号通常为模拟信号。
上述信号放大电路322可与上述传感器321连接，对该传感器321产生的电信号进行放大，以便对该电信号进行滤波操作。该信号放大电路322对电信号的放大程度，可根据具体需要而定。
上述滤波电路323可与上述信号放大电路322连接，对该信号放大电路322放大后的电信号进行滤波。该滤波电路323可通过设置相应参数，滤掉不需要的信号频段，获取需要的电信号，比如可过滤掉0.7Hz～3Hz之外的信号，取得心跳信号(频率通常为0.7Hz～3Hz)。该滤波电路323可通过设置频率等参数，对电信号进行过滤从而获取所需要的生理信号。
上述A/D转换电路324可与上述滤波电路323连接，可将滤波后的电信号进行模拟信号到数字信号的转换。由于上述传感器321所产生的电信号通常为模拟电信号，则该滤波后的电信号也为模拟电信号。该A/D转换电路324可将该模拟电信号转换为数字信号，方便对信号的进一步处理以及传输等操作。
参照图7，在另一实施例中，上述非接触传感器30还包括：无线透传电路325，将所述数字信号通过无线透传输出。
为增强人体的生理信号采集的便利性，可将生理信号的采集与生理信号的进一步分析或统一存储等进行分离。在采集到所需要的生理信号后，可通过上述无线透传电路325将该生理信号传输至远端设备，以进行进一步的分析或统一存储等。
上述非接触传感器30还包括：电源单元以及电源管理单元；该电源单元，提供电源；该电源管理单元，管理所述电源单元。
上述电源单元可为蓄电池，可为上述非接触传感器30提供电源。该非接触传感器30通过上述电源管理单元对该蓄电池进行管理。
上述电源单元还可为连接外部电源的连接部件，通过接入外部电源为上述非接触传感器30提供电源。该非接触传感器30通过上述电源管理单元对该连接部件进行管理。
上述非接触传感器30，通过获取人体压力并进行相应转换，从而以非直接与人体皮肤进行接触的方式获取人体的生理信号，使生理信号的获取更加便捷；同时，使用无线技术将获取的生理信号传输至远端设备，将信号采集与进一步分析或统一存储等操作进行分离，进一步方便生理信号的采集。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种生理信号非接触采集方法，其特征在于，包括步骤：
获取人体压力，并将所述人体压力转换为拉伸力；
根据所述拉伸力产生电信号并进行处理后获取人体的生理信号。
2.根据权利要求1所述的生理信号非接触采集方法，其特征在于，所述处理包括电信号的放大、滤波以及A/D转换。
3.根据权利要求1或2所述的生理信号非接触采集方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过无线透传将所述生理信号输出。
4.一种非接触传感器，其特征在于，包括：
拉伸力转换单元，获取人体压力，并将所述人体压力转换为拉伸力；
信号产生及处理单元，根据所述拉伸力产生电信号并进行处理后获取人体的生理信号。
5.根据权利要求4所述的非接触传感器，其特征在于，所述信号产生及处理单元包括：
传感器，根据所述拉伸力产生模拟电信号；
信号放大电路，将所述模拟电信号放大；
滤波电路，对放大后的模拟电信号进行滤波，获取所需要的人体的生理信号；
A/D转换电路，将滤波后的模拟电信号转换为数字信号。
6.根据权利要求4或5所述的非接触传感器，其特征在于，所述非接触传感器还包括：
无线透传电路，将所述数字信号通过无线透传输出。
7.根据权利要求4或5所述的非接触传感器，其特征在于，所述非接触传感器还包括：
电源单元，提供电源；
电源管理单元，管理所述电源单元。
8.根据权利要求7所述的非接触传感器，其特征在于，所述电源单元包括蓄电池。
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