[发明专利]一种用于户外运动的可穿戴身体状态监测装置

权利要求书

1.一种用于户外运动可穿戴身体状态监测装置，其特征在于：包括传感器模块、融合处理模块、手机端以及服务器；

其中，传感器模块包括一个心电采集模块，一个呼吸波检测电路以及温度采集模块；

其中，呼吸波检测电路为传感器2；融合处理模块为2个，一个融合处理模块包括传感器1及传感器1的电路系统，该处理模块融合温度、心电传感器和蓝牙模块；另一个融合处理模块将温度和呼吸波融合；

其中，传感器1的电路系统包括蓝牙模块、MCU控制器以及心率采集器；

蓝牙模块与MCU控制器相连，MCU控制器与心率采集器及温度采集模块相连；

其中，呼吸波检测电路，包括压阻传感器和检测电路；

所述可穿戴身体状态监测装置的工作过程，包括如下步骤：

步骤1、参加运动前穿戴此状态监测装置中的传感器，打开开关进行初始化和校准；

步骤2、运动过程中由胸带上传感器1、传感器2、传感器3和传感器4进行心率、呼吸率和温度的实时获取；

步骤3、由传感器1上的MCU对传感获取的实时数据进行处理，通过蓝牙模块将传感器1获取的心电数据和心率、传感器2获取的呼吸率以及传感器3和传感器4获取的体温上传到手机端；

其中，心率通过传感器1中的心率采集器获取；呼吸率通过传感器2，即呼吸波检测电路中的压阻传感器和检测电路共同获取；

其中，所述传感器3和传感器4均为温度采集模块；

步骤4、手机端获取数据后通过计算获取本人运动时心率变化量ΔH、呼吸率变化量ΔV以及运动时四处体温的变化量ΔT₁、ΔT₂、ΔT₃、ΔT₄，并通过聚类的方法判断身体状态，并实时显示身体状态；

步骤5、手机端处理完数据后，将获取的传感器数据通过手机端APP上传到服务器端。

2.根据权利要求1所述的一种用于户外运动可穿戴身体状态监测装置，其特征在于：工作过程，步骤4中的身体状态包括正常、疲劳、过度疲劳以及失温。

3.根据权利要求2所述的一种用于户外运动可穿戴身体状态监测装置，其特征在于：检测电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3以及放大器。

4.根据权利要求3所述的一种用于户外运动可穿戴身体状态监测装置，其特征在于：检测电路中的电阻R3一端接地，另一端接压阻传感器及放大器的正端；放大器负端接电阻R2接地以及电阻R1接输出端。

5.根据权利要求4所述的一种用于户外运动可穿戴身体状态监测装置，其特征在于：呼吸波检测电路中的压阻传感器能将胸部压力变化转换为传感器电阻变化，检测电路再把传感器电阻变化转化为电压值输出，然后统计每分钟的呼吸次数。

6.根据权利要求5所述的一种用于户外运动可穿戴身体状态监测装置，其特征在于：心电传感器采集反映心脏活动状态的心电信号。

7.根据权利要求6所述的一种用于户外运动可穿戴身体状态监测装置，其特征在于：心电信号包含心率及HRV身体信息，通过这些信息对身体疲劳、情绪、压力和健康状况做出判断。

8.根据权利要求7所述的一种用于户外运动可穿戴身体状态监测装置，其特征在于：手机端通过APP负责接收数据和传感器数据处理及发送数据到服务器。

9.根据权利要求8所述的一种用于户外运动可穿戴身体状态监测装置，其特征在于：温度采集模块对核心温度进行估算，其原理为：户外运动和冰雪运动中的失温会影响运动表现和身体损伤，而失温往往被个体所忽视；核心温度指的是人体内的温度和体表温度有一定差距，考虑单独一处的体表温度存在误差，不能准确表示身体温度的变化；所述温度采集模块通过多个温度传感器获取左胸和右胸和后背处的体表温度，再估算核心温度的变化。