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反射式光电心率传感器方案(可穿戴方向)

  通信广电  

我爱方案网 2015-12-30

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【导读】本方案介绍的是针对可穿戴设备而开发出的一款心率传感器——LST1303,它是一款双绿色LED型反射式光电传感器,其是将一种绿色LED (发光波长570nm)和采用高科技纳米涂层的环境光检查传感器组合封装的新型产品,适合可穿戴方向的心率检测。

反射式光电心率传感器方案(可穿戴方向)

目前有些光电型检测脉搏设备主要是使用红外光来测量血液。LST1303与之不同的是使用了570nm发光波长的双绿光,这样能实现高感度测量。此产品同样也是采用了反射式光电传感器,把绿色LED和高科技纳米涂层环境光检查传感器组合封装入小型COB封装。内部集成一级放大器,与采用普通光敏器件相比较,性能与灵敏度更优,这样,可自由灵活的测量身体部位,广泛用于可佩戴式智能电子产品以及新式测试方法的脉搏测量仪器等各种医疗保健设备。

反射式光电心率传感器方案(可穿戴方向)

反射式光电心率传感器方案(可穿戴方向)

【方案特点】

    1、能扩大脉搏测量配套设备的应用范围
    LST1303采用的反射式光电传感器使测量方式更加自由,应用范围遍及可佩戴式电子产品以及新式测试方法的脉搏测量仪器

    2、内部集成高科技纳米涂层环境光检测传感器,过滤不需要的光源,,减少由其他光源干扰的误判动作。准确度高。

    3、使用了最适合测量脉搏用的发光波长
    LST1303采用了570nm发光波长的绿光,与红外光相比反射率更高,测量感度更高,同时提高了S/N比特性

反射式光电心率传感器方案(可穿戴方向)
 
 

方案议点

1、环境光的引入和测量精度问题

在该方案的讨论中,有用户提出过相关的问题。厂家给出的解答:环境光的引入误差问题,方案采用专业技术,定点接收波长,误差基本没有或者很少。 有关测试精度问题,主要取决于算法。方案能够定点接收570nm的波长,过滤掉非人体的反射光的干扰。

2、LED功耗问题

由于方案带有两个LED,对于可穿戴设备来说功耗略大。对于这个问题,网友给出了两个解决方案:

方案一:

(1) 大电流脉冲式点亮LED,提高信号强度。
(2)后级用有禁用引脚的运放搭建成I/V转换器,提高整个系统的响应速度。只在ADC采集的时候才使能运放,以减少电流消耗。
(3)I/V转换后直接送12位ADC,不要额外的滤波。因为滤波器响应慢,不适合以脉冲方式工作的运放。
(4)每次采集LED反光信号之前,先采集一次环境光信号,两者的差值就是刨掉了环境光影响的测量信号。
(5)人的心率最高不到300 bpm,按4倍率采样就足够反映心率的各种变化,因此每分钟至少测量1200次,即每秒20次。如果提高到每秒25次,还可以使漏光看起来不闪烁。

方案二:

(1)光电传感器的光色选择性怎样?如果选色型不好恐怕得外加滤光片;
(2)发光LED和传感器的时间特性非常重要,这是解决功耗问题的物理基础;
(3)采用低占空比的收发同步方法可以降低功耗1~2个数量级,并且允许提高脉冲电流到10~20mA;
(4)环境光不会Hz级波动,检测LED脉冲打开和关闭时传感器的输出差值就消除了环境光的干扰;
(5)用软件去除非对称孤立脉动、仅认可脉搏预测窗口内的信号(此措施会缩小脉搏跟踪范围,慎用),可以再消除剩余的环境干扰。

3、健康方案的可穿戴离不开精密的传感器,有些网友对于该方案还没有宏观的概念,对此比较专业的网友做出了一些解读。

人体心率脉搏的检测是医疗保健重要的一个环节,而在中医脉搏的检测(诊脉)是十分的讲究,也就是不同的脉搏波形代表着人体不同的症候,诊脉就是凭中医的经验判断脉搏波形对应的人体疾病症候,而LST1303是一款双绿色LED型反射式光电传感器,其【特点】:

(1)扩大脉搏测量配套设备的应用范围,LST1303采用的反射式光电传感器使测量方式更加自由,应用范围遍及可佩戴式电子产品以及新式测试方法的脉搏测量仪器;
(2)内部集成高科技纳米涂层环境光检测传感器,过滤不需要的光源,减少由其他光源干扰的误判动作,准确度高;
(3)使用了最适合测量脉搏用的发光波长;
(4)LST1303采用了570nm发光波长的绿光,与红外光相比反射率更高,测量感度更高,同时提高了S/N比特性;

正在探索人体的多维检测,LST1303采用高科技纳米涂层的环境光检查传感器组合封装的新型产品,适合检测脉搏用的高性能医疗保健设备与智能穿戴产品,人体的多维检测中用其制作一款实用的中医脉搏诊疗系统将是不错的选择。


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