[发明专利]一种心率测量人体秤及心率测量方法

说明书

技术领域

本发明属于人体秤技术领域，特别涉及具有心率测量功能的人体秤及心率测量方法。

背景技术

人体秤包括了自有测量体重功能的体重秤以及带有人体成分分析(测脂)的体脂秤。近年来，随着人们对于肥胖、超重、运动缺乏等对于健康危害的认识越来越普遍，智能人体秤，特别是带人体成分分析的体脂秤收到越来越多的关注和欢迎。

当前的体脂秤可以提供除体重外的多项人体成分参数，例如体脂率、肌肉率、水分率、蛋白质、基础代谢率等，很大程度上帮助用户了解自身的身体成分状况，对于超重、减肥等进行定量化的指导。除此以外，一些基础生理参数的测量也得到了关注，例如心率或脉率。

如专利申请201120532175.9公开了一种人体秤，包括称重传感器、秤盘上设置的N个电极、称重测量电路、电阻测量电路，电极切换单元，控制单元，控制单元包括判断单元和人体成分计算单元，称重传感器的输出端与称重测量电路的输入端连接，N个电极与电阻测量电路的输入端连接，称重测量电路与电阻测量电路的输出端分别与控制单元连接，控制电路还与电极切换单元连接，用于控制电极切换单元对电极的切换动作，电阻测量单元按照控制单元的指令测量被导通电极间的阻抗，控制单元的判断单元根据电阻测量电路测得的阻抗判断出是脚阻抗、体阻抗或是空载；通过设置电极切换单元与判断单元，仅通过人体秤内部的电路判断，实现了不规定人体站立方向就能完成人体成分测量。

在当前的技术方案中，为了在人体秤上实现心率测量，如采用心电方式，通过复用人体成分分析测量电极在两脚直接提取心电信号，进而获得心率信息。该方法虽然结构上相较现有方案没有大的变化，但是两脚之间心电信号弱，容易受干扰，且成本较高。另一种方案是采用光电心率(PPG)方案，通过将光电传感器对准足部某部位来获得脉搏信号，进而获得心率。但该方法需要在秤体上开口用来透光，制作加工较复杂、产品ID需要改变。同时为保证信号质量，要求足部对准传感器透光开口，距离远近必须适中，不能受压，影响了用户体验。另外，光电心率传感器成本也较高。同时在人体秤测量心率时，人体脚部皮肤和电极的接触状况，人体的晃动等，都对心率测量会造成影响，使得测量的准确性下降。

发明内容

基于此，因此本发明的首要目地是提供一种心率测量人体秤及心率测量方法，该人体秤及测量方法不需要改变现有人体秤的结构和ID设计，方便制造，不改变现有用户使用习惯，方便使用，同时不需要专门的传感器，并能够提高测量的准确性和可靠性。

本发明的另一个目地在于提供一种心率测量人体秤及心率测量方法，该人体秤及心率测量方法准确性高、抗晃动干扰好，且不需要开孔，结构简单，易于实现。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种心率测量人体秤，其特征在于该人体秤包括有：

秤体，人体秤的机械结构，用于承托和固定；

称重传感器，用于测量重量；

阻抗测量单元：包括有微控制器、4个电极以及阻抗测量前端；4个电极包括2个激励电极、2个测量电极；阻抗测量前端电性连接上述4个电极，用于通过2个激励电极向人体发射交流正弦电流，并通过2个测量电极测量2个激励电极间的电压并转换为阻抗；

所述微控制器中设有心率提取单元和晃动补偿单元，所述晃动补偿单元用于通过称重传感器检测人体在秤体上的晃动，并相应的对阻抗测量单元测量的阻抗数据进行调整和补偿；

所述微控制器中设有心率提取单元，所述心率提取单元：用于通过生物电阻抗提取心率。

所述电极采用不锈钢、ITO制作。

所述阻抗测量单元还包括称重测量前端，称重测量前端电性连接至称重传感器，用于称重传感器的信号调理及转换；

进一步，所述阻抗测量单元还包括微控制器，微控制器电性连接称重测量前端和阻抗测量前端，以及显示单元，用于数据的存储、处理、控制等。

更进一步，所述微控制器进一步还包括人体成分分析单元，用于人体成分的分析，例如得到人体脂肪率。

更进一步，所述心率提取单元依次包括降噪滤波器、基线漂移补偿器、高通滤波器、低通滤波器、波峰波谷查找器及心率计算器，所述降噪滤波器，用于对阻抗信号进行降噪处理，包括中值滤波器、滑动滤波器等；基线漂移补偿器，用于对基线进行平滑补偿；高通滤波器，截至频率0.6Hz；低通滤波器，截止频率6Hz；波峰波谷查找器，用于查找阻抗信号的波峰和/或波谷，在两个波峰或两个波谷对应一个心跳周期；心率计算器，根据波峰和/或波谷信息可以计算心脏跳动周期，进一步换算成心率。