心沖擊信號(hào)周期的計(jì)算方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到心沖擊信號(hào)的周期計(jì)算領(lǐng)域，特別是涉及到一種心沖擊信號(hào)周期的計(jì)算方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]微動(dòng)傳感器可以傳感到呼吸信號(hào)、心沖擊信號(hào)等信號(hào)，心沖擊信號(hào)表現(xiàn)為周期性的包絡(luò)，每個(gè)包絡(luò)意味著一次心跳，我們可以通過假設(shè)每個(gè)包絡(luò)都有一個(gè)維持一段較長(zhǎng)時(shí)間不被超越的極大值和極小值，而且極值都出現(xiàn)在包絡(luò)的相同相位，就此我們可以通過非常簡(jiǎn)單的程序獲取心跳周期，但是存在兩個(gè)缺點(diǎn):第一是不被超越的時(shí)間常數(shù)決定了此方法測(cè)量的范圍，假如設(shè)置為0.5秒，則測(cè)量范圍低于120次/分，而且此常數(shù)不能設(shè)置太小，否則無法鎖定周期內(nèi)真正的極值;第二是無法保證極值總是在周期的相同相位出現(xiàn)，這也就無法保證每次周期測(cè)量的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的為提供一種可以準(zhǔn)確測(cè)量心沖擊信號(hào)周期的計(jì)算方法和裝置。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明首先提出一種心沖擊信號(hào)周期的計(jì)算方法，包括:
[0005]獲取心沖擊微動(dòng)傳感器產(chǎn)生的心沖擊信號(hào)，并將心沖擊信號(hào)能量化，形成能量波；
[0006]計(jì)算所述能量波變化的周期，其中，能量波變化的周期與所述心沖擊信號(hào)周期相同。
[0007]進(jìn)一步地，所述將心沖擊信號(hào)能量化，形成能量波的步驟包括:
[0008]按照預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)化速率將心沖擊信號(hào)數(shù)字化，獲取對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)和電壓變化率信號(hào)；
[0009]根據(jù)電壓信號(hào)與電壓變化率信號(hào)計(jì)算微動(dòng)傳感器的動(dòng)能和彈性勢(shì)能，其中微動(dòng)傳感器的彈性勢(shì)能和動(dòng)能，與電壓信號(hào)和電壓變化率信號(hào)的平方成線性關(guān)系。
[0010]進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)化速率為每秒轉(zhuǎn)化100次?1000次。
[0011]進(jìn)一步地，所述計(jì)算所述能量波變化的周期，其中，能量波變化的周期與所述心沖擊信號(hào)周期相同的步驟之前，包括:
[0012]按照指定條件進(jìn)行濾波處理。
[0013]進(jìn)一步地，所述計(jì)算所述能量波變化的周期，其中，能量波變化的周期與所述心沖擊信號(hào)周期相同的步驟包括:
[0014]根據(jù)能量波相鄰的兩個(gè)波峰或兩個(gè)波谷計(jì)算能量波變化的周期。
[0015]本發(fā)明還提供一種心沖擊信號(hào)周期的計(jì)算裝置，包括:
[0016]能量轉(zhuǎn)化單元，用于獲取心沖擊微動(dòng)傳感器產(chǎn)生的心沖擊信號(hào)，并將心沖擊信號(hào)能量化，形成能量波；
[0017]計(jì)算單元，用于計(jì)算所述能量波變化的周期，其中，能量波變化的周期與所述心沖擊信號(hào)周期相同。
[0018]進(jìn)一步地，所述能量轉(zhuǎn)化單元包括:
[0019]數(shù)字轉(zhuǎn)化模塊，用于按照預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)化速率將心沖擊信號(hào)數(shù)字化，獲取對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)和電壓變化率信號(hào)；
[0020]計(jì)算模塊，用于根據(jù)電壓信號(hào)與電壓變化率信號(hào)計(jì)算微動(dòng)傳感器的動(dòng)能和彈性勢(shì)能，其中微動(dòng)傳感器的彈性勢(shì)能和動(dòng)能，與電壓信號(hào)和電壓變化率信號(hào)的平方成線性關(guān)系。[0021 ] 進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)化速率為每秒轉(zhuǎn)化100次?1000次。
[0022]進(jìn)一步地，所述心沖擊信號(hào)周期的計(jì)算裝置還包括濾波單元，用于按照指定條件進(jìn)行濾波處理。
[0023]進(jìn)一步地，所述計(jì)算單元包括:
[0024]極值計(jì)算模塊，用于根據(jù)能量波相鄰的兩個(gè)波峰或兩個(gè)波谷計(jì)算能量波變化的周期。
[0025]本發(fā)明的心沖擊信號(hào)周期的計(jì)算方法和裝置，將微動(dòng)傳感器采集的心沖擊信號(hào)能量化，可以得到對(duì)應(yīng)的能量波，因?yàn)槟芰坎环终?fù)，所以微動(dòng)傳感器受到心沖擊和阻尼的相互作用時(shí)，每一次心沖擊的能量都是由最大值逐漸變小，直到下一次心沖擊再次變大，而將心沖擊信號(hào)能量化后，可以準(zhǔn)確的找到能量波的極值，即能量波的波峰和波谷，從而通過簡(jiǎn)單的運(yùn)算獲取到能量波變化的周期，又因?yàn)槟芰坎ㄗ兓闹芷谂c所述心沖擊信號(hào)周期相同，所以可以準(zhǔn)確的得到心沖擊信號(hào)的周期。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的心沖擊信號(hào)周期的計(jì)算方法的流程圖；
[0027]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的心沖擊信號(hào)能量化并形成能量波的流程圖；
[0028]圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例的心沖擊信號(hào)周期的計(jì)算方法的流程圖；
[0029]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的心沖擊信號(hào)周期的計(jì)算裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0030]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的能量轉(zhuǎn)化單元的結(jié)構(gòu)框圖；
[0031]圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例的心沖擊信號(hào)周期的計(jì)算裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0032]圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的計(jì)算單元的結(jié)構(gòu)框圖。
[0033]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)施方式】
[0034]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。
[0035]參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)施例中提供一種心沖擊信號(hào)周期的計(jì)算方法，包括步驟:
[0036]S1、獲取心沖擊微動(dòng)傳感器產(chǎn)生的心沖擊信號(hào)，并將心沖擊信號(hào)能量化，形成能量波；
[0037]S2、計(jì)算所述能量波變化的周期，其中，能量波變化的周期與所述心沖擊信號(hào)周期相同。
[0038]上述步驟S1中所述，一個(gè)封閉的系統(tǒng)，其能量是守恒的，當(dāng)外部對(duì)其做功時(shí)，可以改變?cè)摲忾]系統(tǒng)的能量。本實(shí)施例中，微動(dòng)傳感器或者微動(dòng)傳感器及其包裹微動(dòng)傳感器的包裹物，可以形成一個(gè)近似于封閉的系統(tǒng)，當(dāng)微動(dòng)傳感器或者微動(dòng)傳感器及其包裹微動(dòng)傳感器的包裹物貼附于人體心臟或周邊時(shí)，心臟跳動(dòng)會(huì)沖擊微動(dòng)傳感器所在的近似封閉的系統(tǒng)，微動(dòng)傳感器會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的心沖擊信號(hào)，即微動(dòng)傳感器采集的微動(dòng)信號(hào)，所述心沖擊信號(hào)是一種包絡(luò)信號(hào)，每一個(gè)包絡(luò)信號(hào)表示一次心跳，該心沖擊信號(hào)包含的能量一般為微動(dòng)傳感器的動(dòng)能和勢(shì)能，心臟跳動(dòng)沖擊微動(dòng)傳感器，微動(dòng)傳感器接受到的能量最大時(shí)，一般是微動(dòng)傳感器采集到的信號(hào)最大值時(shí)，即微動(dòng)傳感器彈性勢(shì)能最大時(shí)，然后隨著阻尼和沖擊振蕩的過程，能量會(huì)逐漸衰減，直到下一次心臟跳動(dòng)沖擊再升高到最大值，如此反復(fù)進(jìn)行。所以將微動(dòng)傳感器采集到的心沖擊信號(hào)能量化，產(chǎn)生的能量波可以反映心沖擊信號(hào)的周期。能量波可以為三角波和鋸齒波，或近似于三角波和鋸齒波等。
[0039]如上述步驟S2所述，因?yàn)槟芰坎ǖ牟ㄐ螘?huì)規(guī)律的出現(xiàn)極大值和極小值，所以可以準(zhǔn)確的計(jì)算出能量波的周期，而能量波的變化周期即為心沖擊信號(hào)的周期。
[0040]本實(shí)施例中，上述心沖擊信號(hào)周期的計(jì)算方法，將微動(dòng)傳感器采集的心沖擊信號(hào)能量化，可以得到對(duì)應(yīng)的能量波，因?yàn)槟芰坎环终?fù)，所以微動(dòng)傳感器受到心沖擊和阻尼的相互作用時(shí)，每一次心沖擊的能量都是由最大值逐漸變小，直到下一次心沖擊再次變大，而將心沖擊信號(hào)能量化后，可以準(zhǔn)確的找到能量波的極值，即能量波的波峰和波谷，從而通過簡(jiǎn)單的運(yùn)算獲取到能量波變化的周期，又因?yàn)槟芰坎ㄗ兓闹芷谂c所述心沖擊信號(hào)周期相同，所以可以準(zhǔn)確的得到心沖擊信號(hào)的周期。
[0041]參照?qǐng)D2，本實(shí)施例中，上述步驟S1中將心沖擊信號(hào)能量化，形成能量波的步驟包括:
[0042]S11、按照預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)化速率將心沖擊信號(hào)數(shù)字化，獲取對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)和電壓變化率信號(hào)；
[0043]S12、根據(jù)電壓信號(hào)與電壓變化率信號(hào)計(jì)算微動(dòng)傳感器的動(dòng)能和彈性勢(shì)能，其中微動(dòng)傳感器的彈性勢(shì)能和動(dòng)能，與電壓信號(hào)和電壓變化率信號(hào)的平方成線性關(guān)系。
[0044]如上述步驟S11所述，首先按照一定的轉(zhuǎn)換速率將心沖擊信號(hào)數(shù)字化，其主要體現(xiàn)在將微動(dòng)傳感器產(chǎn)生的電壓信號(hào)由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，方便進(jìn)行數(shù)字化處理，然后通過相鄰的兩個(gè)電壓值計(jì)算出電壓變化率信號(hào)。
[0045]如上述步驟S12所述，上述的電壓信號(hào)相當(dāng)于微動(dòng)傳感器的彈性勢(shì)能，電壓變化率信號(hào)相當(dāng)于微動(dòng)傳感器的動(dòng)能，微動(dòng)傳感器的彈性勢(shì)能和動(dòng)能，與電壓信號(hào)和電壓變化率信號(hào)的平方成線性關(guān)系，通過這個(gè)關(guān)系可以計(jì)算出微動(dòng)傳感器的能量。
[0046]本實(shí)施例中，上述預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)化速率為每秒轉(zhuǎn)化100次?1000次，可以滿足能量轉(zhuǎn)化的速度，不會(huì)遺漏關(guān)鍵的能量點(diǎn)。
[0047]本實(shí)施例中，上述計(jì)算所述能量波變化的周期，其中，能量波變化的周期與所述心沖擊信號(hào)周期相同的步驟S2之前，包括步驟:
[0048]S1 '、按照指定條件進(jìn)行濾波處理。
[0049]如上述步驟S1'所述，將指定條件的濾波是指對(duì)一些工頻干擾、電器干擾等產(chǎn)生的干擾波過濾掉，提高心沖擊信號(hào)周期的計(jì)算準(zhǔn)確性。
[0050]參照?qǐng)D3，本實(shí)施例中，上述計(jì)算所述能量波變化的周期，其中，能量波變化的周期與所述心沖擊信號(hào)周期相同的步驟S2包括:
[0051]S21、根據(jù)能量波相鄰的兩個(gè)波峰或兩個(gè)波谷計(jì)算能量波變化的周期。
[0052]如上述步驟S21所述，即是頂點(diǎn)標(biāo)記法，把最大能量值(波峰)作為一個(gè)周期的開始和上一周期的結(jié)束，或者把最小能量值(波谷)作為一個(gè)周期的開始和上一周期的結(jié)束就可以通過簡(jiǎn)單的運(yùn)算獲取準(zhǔn)確的周期。
[0053]在一具體實(shí)