[发明专利]一种基于无线充电及能量自收集技术的肌电传感器系统

说明书

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及无线充电及能量自收集技术相结合的新型肌电传感器领域。

背景技术

随着物联网和大数据时代的迅速发展，个人信息智能化数字化成为当下新兴、热门的发展领域。在对人体行为或状态进行数字化的范畴里，特别是人体运动学和动力学方面的研究，要能更好地理解及分析人体信息状态，对其建立正确的数学模型，则首先需要有设备可以检测和量化人体的各种状态参数，而这里面可穿戴肌电传感器便是其中一种。肌电传感器主要用于采集人体的肌肉电信号，将其数字化定量化，以用于人体动力学方面的研究。

目前，这类可穿戴肌电传感器产品的电源主要使用电池。但是电池的容量有限，需要对其进行定期的充电或更换。传统的可穿戴肌电传感器，一般使用充电线给内嵌的电池进行充电。较新型的肌电传感器使用无线充电的方法给系统电池充电，但它们两者都面临着一个问题，就是用户需要经常地给系统充电，这样就给用户在系统的使用体验上带来很大的不便。因此，如何解决可穿戴传感器设备的智能充电和可持续工作性，改善用户体验成为了关键课题。

本发明提出的一种可穿戴肌电传感器系统，结合了无线充电以及能量自收集等技术特点，通过传感器系统对充电智能化的管理，能同时解决用户的按需充电要求以及系统长时间工作的可持续性要求，克服了传统肌电传感器的在电源充电管理方面的缺点。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提出一种基于无线充电及能量自收集技术的肌电传感器系统。

为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案为：

一种基于无线充电及能量自收集技术的肌电传感器系统，其特征在于，所述系统包括电池充电器模块、无线充电模块、能量自收集模块、肌电信号模块、电池监控模块、充电源智能切换模块、微控制器以及蓝牙模块；

所述电池充电器模块通过电池充电芯片对电池的充电电压以及电流进行控制，同时联合电池监控模块实现对电池的剩余电量、当前的放电电流参数进行实时监控及管理；

所述无线充电模块利用无线充电接收器芯片整合来自电线圈的感应电流，为电池充电提供稳定的电压源；

所述能量自收集模块通过升压器芯片收集来自太阳能光板、压电陶瓷、热能等能量，将其转换为电能，输出给电池充电；

所述肌电信号模块通过对人体肌肉微弱的生物电信号进行放大、滤波，以获取在运动过程中肌肉被激励的状态信息；

所述充电源智能切换模块主要管理充电源的选择，使系统能在多种充电源之下自动切换；

所述微控制器对上述各模块进行总体控制以及对采集到的肌电数据进行标定、校正，然后通过蓝牙模块把处理完的数据发送到上位主控机进行实时显示、分析及保存。

本发明的有益效果是：本传感器系统提出了无线充电技术与能量自收集技术相结合的复合型充电源结构，为可穿戴肌电传感器提供了新的充电源技术策略。通过无线充电技术，传感器系统能实现快速地、无线地的充电性能。通过能量自收集技术，传感器系统能利用环境能量实现长期地对电池进行充电的性能，保证了系统的可持续工作性。

附图说明

图1为本发明的系统整体结构原理图

图2是本发明的电池充电器模块电路图

图3是本发明的无线充电模块电路图

图4是本发明的能量自收集模块电路图

图5是本发明的充电源智能切换模块电路图

图6是本发明的电池监控模块电路图

图7是本发明的微控制器电路图

图8是本发明的肌电信号模块电路图

图9是本发明的蓝牙模块电路图

图10是本发明的系统框架图

具体实施方式

以下将结合附图1至9对本发明做进一步的说明，但不应以此来限制本发明的保护范围。为了方便说明并且理解本发明的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。

如图1所示，为本发明的系统整体结构原理图，在本发明中，提出了一种基于无线充电及能量自收集技术的肌电传感器系统，该系统包括电池充电器模块、无线充电模块、能量自收集模块、肌电信号模块、电池监控模块、充电源智能切换模块、微控制器以及蓝牙模块；