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一種電子貼片開關的方法與流程

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2024年12月23日 08:19

一種電子貼片開關的方法與流程

本發(fā)明涉及健康監(jiān)測的技術領域,且特別是涉及一種電子貼片開關的方法。

背景技術:

隨著科學技術的進步,可穿戴設備近年來發(fā)展的非常迅速,成為一個熱點行業(yè)。按照主要功能的不同,可穿戴設備產(chǎn)品可以分為以下幾類:運動類、交互類、信息類、醫(yī)療健康類和綜合功能類等,每類設備針對的消費人群不太相同。運動類的設備有智能手表、智能手環(huán)等,主要消費人群為運動愛好者和大眾消費者;交互及綜合功能類的設備有智能眼鏡、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等,主要消費人群為年輕人;信息類的設備有智能手表等,主要消費人群為大眾消費者;醫(yī)療健康類的設備有智能體溫計、智能胎心儀等,主要消費人群為孩子和老人。

由于可穿戴設備日趨激烈的競爭,同質化產(chǎn)品現(xiàn)象越來越嚴重,目前缺乏真正佩戴舒適、便捷而且能足夠滿足用戶訴求和多元化的產(chǎn)品。

另外,現(xiàn)階段在醫(yī)療健康領域的智能可穿戴設備中,例如用于健康監(jiān)測的電子貼片,普遍是以傳統(tǒng)電子電路為基礎設計制造的智能可穿戴設備,因此不免會使智能可穿戴設備停留在硬、厚、大的層面上,一方面讓用戶體驗不佳,另一方面也會容易造成數(shù)據(jù)監(jiān)測的不準確。

因此,目前在用于健康監(jiān)測的電子貼片的電路結構設計上,常規(guī)的機械開關尺寸已經(jīng)無法滿足產(chǎn)品結構要求。缺陷表現(xiàn)在:一是機械開關較厚(例如在1mm以上),不滿足當前電子貼片輕薄化的趨勢;二是在柔性電子產(chǎn)品中,機械開關的撥動扭力容易導致柔性線路板材質的損傷。

技術實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于提供一種用于健康監(jiān)測的電子貼片,以解決現(xiàn)有技術中機械開關厚度無法滿足產(chǎn)品要求以及機械開關對柔性線路板造成損傷的問題。

本發(fā)明解決其技術問題是采用以下的技術方案來實現(xiàn)的。

本發(fā)明提供一種電子貼片開關的方法,包括如下步驟:

檢測單元檢測驅動介質是否接近或接觸;

檢測單元檢測到驅動介質接近或接觸時產(chǎn)生邏輯信號;

開關驅動單元接收邏輯信號,并產(chǎn)生邏輯觸發(fā)信號;

工作單元接收邏輯觸發(fā)信號,并進入工作狀態(tài)。

進一步地,還包括在開關驅動單元中設置延時電路,延時電路用于在開關驅動單元接收檢測單元的邏輯信號后,延遲一段時間控制工作單元的工作狀態(tài)。

進一步地,工作單元包括電子開關、負載電路和電源;電子開關用于接收開關驅動單元的邏輯觸發(fā)信號,并控制工作電路的導通;電源用于給負載電路提供電能。

進一步地,檢測單元包括第一電極和第二電極,第一電極用于連接至電源的正極或負極,第二電極用于連接至開關驅動單元,當?shù)谝浑姌O和第二電極之間通過驅動介質導通時,開關驅動單元控制電子開關導通。

進一步地,工作單元包括電子開關、負載電路和電源;電子開關用于接收開關驅動單元的邏輯觸發(fā)信號,并控制工作電路的斷開;電源用于給負載電路提供電能。

進一步地,檢測單元包括第一電極和第二電極,第一電極用于連接至電源的正極或負極,第二電極用于連接至開關驅動單元,當驅動介質從第一電極和第二電極之間移開時,開關驅動單元控制電子開關斷開。

進一步地,負載電路包括無線通信單元、傳感器、模數(shù)轉化模塊、及存儲器,無線通信單元采用低功耗技術,模數(shù)轉化模塊為高精度模數(shù)轉化模塊。

進一步地,驅動介質為身體皮膚或者導電薄膜。

進一步地,第一電極和第二電極可復用為心電電極,心電電極用于感測心電信號。

進一步地,檢測單元包括感應片和電容監(jiān)測芯片,感應片連接至電容監(jiān)測芯片,電容監(jiān)測芯片連接至開關驅動單元并用于向開關驅動單元發(fā)送邏輯信號。

進一步地,驅動介質為身體皮膚,感應片用于在電子貼片靠近身體皮膚時與身體皮膚之間形成一個電容。

進一步地,柔性線路板基材采用聚酰亞胺或聚氨酯薄膜。

本發(fā)明提供的電子貼片開關的方法,結構簡單且使用方便,通過在電子貼片內部設置工作電路,驅動介質在接近或接觸該工電路時可以使該工電路導通或斷開,該電子貼片僅在驅動介質接觸或接近該工電路時開始工作,可以降低能耗,節(jié)約能源。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實施例中電子貼片的結構示意圖。

圖2為圖1中電子貼片包含的工作電路的模塊結構圖。

圖3為圖2中開關驅動單元與開關元件的電路結構示意圖。

圖4為本發(fā)明第二實施例中電子貼片的工作電路的模塊結構圖。

圖5為本發(fā)明第三實施例中電子貼片的工作電路的模塊結構圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術方式及功效,以下結合附圖及實施例,對本發(fā)明的具體實施方式、結構、特征及其功效,詳細說明如后。

圖1為本發(fā)明第一實施例中電子貼片的結構示意圖,圖2為圖1中電子貼片包含的工作電路的模塊結構圖,請參圖1與圖2,本實施例提供的用于健康監(jiān)測的電子貼片直接貼合于身體皮膚進行健康監(jiān)測,電子貼片包括工作電路和外殼20,工作電路可以設置在一柔性線路板(圖中未示)上,柔性線路板安裝在外殼20內,外殼20將柔性線路板包覆。

本實施例中,外殼的主體采用柔性材料,該柔性材料為高分子材料,該高分子材料為硅橡膠、橡膠和聚氨酯彈性體中的任一種或者多種組合形成。優(yōu)選地,外殼20采用液態(tài)硫化硅膠通過注射成型與柔性線路板連接為一體,這樣制作形成的電子貼片厚度較薄且可任意彎折。

請結合圖2,工作電路包括工作單元100、開關驅動單元13和檢測單元。具體地,工作單元100包括電子開關14、負載電路15和電源16;檢測單元包括第一電極101和第二電極102。

其中,開關驅動單元13包括第一控制端、第一通路端和第二通路端,開關驅動單元13的第一控制端控制其第一通路端和第二通路端的導通和斷開;開關元件14包括第二控制端、第三通路端和第四通路端,開關元件14的第二控制端控制其第三通路端和第四通路端的導通和斷開;電源16為負載電路15提供電能。

具體地,開關驅動單元13的第一通路端連接至開關元件14的第二控制端,開關驅動單元13的第二通路端連接至電源16的負極,開關元件14的第三通路端連接至電源16的正極,開關元件14的第四通路端連接至負載電路15,第一電極101連接至電源16的正極與開關元件14的第三通路端之間,第二電極102連接至開關驅動單元13的第一控制端。當驅動介質貼合在第一電極101和第二電極102之間時,開關驅動單元13的第一控制端接收到第一觸發(fā)信號,開關驅動單元13控制開關元件14閉合使工作電路100導通;當驅動介質從第一電極101和第二電極102之間移開時,開關驅動單元13的第一控制端接收到第二觸發(fā)信號,開關驅動單元13控制開關元件14斷開使工作電路100斷開。本實施例中,第一觸發(fā)信號例如為高電平,第二觸發(fā)信號例如為低電平。在其他實施例中,第一觸發(fā)信號例如為低電平,第二觸發(fā)信號例如為高電平。

本實施例中,驅動介質例如為導電薄膜30,導電薄膜30例如為導電布或導電泡棉或金屬箔。另外,因電子貼片可以直接貼合于身體皮膚,因此,在其他實施例中,驅動介質可以為身體皮膚,當驅動介質為身體皮膚時,第一電極101和第二電極102可復用為心電電極,用于監(jiān)測心電信號。

請結合圖2,當需要導通第一電極101與第二電極102時,使導電薄膜30與第一電極101和第二電極102接觸,使工作電路100導通;當需要斷開工作電路100時,將導電薄膜30從第一電極101和第二電極102之間移開即可。

圖3為圖2中開關驅動單元與開關元件的電路結構示意圖,請結合圖3,開關驅動單元13包括第一開關元件135,第一開關元件135包括第三控制端135a、第五通路端135b和第六通路端135c,第三控制端135a控制第五通路端135b和第六通路端135c之間的導通與斷開;開關元件14包括第二開關元件145,第二開關元件145包括第四控制端145a、第七通路端145b和第八通路端145c,第四控制端145a控制第七通路端145b和第八通路端145c之間的導通與斷開。

當?shù)谝浑姌O101和第二電極102之間通過導電薄膜30導通時,第一開關元件135的第三控制端135a為高電平,第三控制端135a控制第五通路端135b與第六通路端135c之間導通,由于第六通路端135c連接至電源16的負極(即為低電位),使得第二開關元件145的第四控制端145a為低電平,此時,第四控制端145a控制第七通路端145b與第八通路端145c之間導通,即開關元件14閉合,此時電子貼片內的工作電路100導通,負載電路15由電源16供電并可以開始進行健康監(jiān)測,例如監(jiān)測人體的溫度與心率等。

進一步地,請參圖3,開關驅動單元13還包括延時電路,延時電路包括第一電阻136、第二電阻137和第一電容138,第一電阻136的第一端136a連接至第二電極102,第一電阻136的第二端136b分別與第二電阻137的第一端137a、第一電容138的第一端138a及第三控制端135a連接,第二電阻137的第二端137b及第一電容138的第二端138b連接至電源16的負極。

在使用身體皮膚或者導電薄膜30作為電子貼片工作導通的驅動介質時,由于人體運動等過程,容易導致身體皮膚或者導電薄膜30與第一電極101、第二電極102之間發(fā)生供電瞬斷而造成的工作中斷。通過在開關驅動單元13內增設延時電路,當導電薄膜30或者身體皮膚從第一電極101與第二電極102之間因為人體運動意外脫離時,若脫離時間較短(例如不超過4秒),開關驅動單元13內的延時電路具有延時功能,使第二開關元件145的第四控制端145a的低電平狀態(tài)保持在一定時間內(例如不超過4秒)不變,以使電子貼片內的工作電路100保持在導通狀態(tài),從而可以在使用身體皮膚或者導電薄膜30作為導通驅動介質時,避免人體運動等過程導致皮膚或者導電薄膜30與電極間發(fā)生瞬斷而導致工作電路100的工作中斷。

進一步地,請參圖3,開關驅動單元13還包括第一靜電抑制管139,第一靜電抑制管139的一端與第二電極102連接,第一靜電抑制管139的另一端與電源16的負極連接;開關元件14還包括第二靜電抑制管148,第二靜電抑制管148的一端與第一電極101連接,第二靜電抑制管148的另一端與電源16的負極連接。第一靜電抑制管139和第二靜電抑制管148均可抑制人體接觸外露的第一電極101及第二電極102時產(chǎn)生靜電,從而避免產(chǎn)生的靜電使電子器件受損。

請參圖3,開關元件14還包括第三電阻146,第三電阻146一端與第一電極101連接,第三電阻146另一端與第二開關元件145的第四控制端145a連接。第三電阻146在開關元件14不受開關驅動單元13控制時,確保開關元件14處于斷開狀態(tài)。

當檢測完需要停止電子貼片的健康監(jiān)測功能時,把電子貼片從身體皮膚上移走或者將導電薄膜30從電子貼片上移開,第一電極101與第二電極102之間即斷開,此時電子貼片內的工作電路100斷開,負載電路15停止監(jiān)測工作,不僅操作簡單,而且節(jié)省能耗。

圖4為本發(fā)明第二實施例中電子貼片的工作電路的模塊結構圖。請結合圖4,工作電路包括工作單元100、開關驅動單元13和檢測單元。具體地,工作單元100包括電子開關14、負載電路15和電源16;檢測單元包括第一電極101和第二電極102。

開關驅動單元13包括第一控制端、第一通路端和第二通路端,開關驅動單元13的第一控制端控制其第一通路端和第二通路端的導通和斷開。

開關元件14包括第二控制端、第三通路端和第四通路端,開關元件14的第二控制端控制其第三通路端和第四通路端的導通和斷開。

開關驅動單元13的第一通路端連接至開關元件14的第二控制端,開關驅動單元13的第二通路端連接至電源16的負極,開關元件14的第三通路端連接至電源16的正極,開關元件14的第四通路端連接至負載電路15,第一電極101連接至電源16的負極與開關驅動單元13的第二通路端之間,第二電極102連接至開關驅動單元13的第一控制端。當驅動介質貼合在第一電極101和第二電極102之間時,開關驅動單元13的第一控制端接收到第一觸發(fā)信號,開關驅動單元13控制開關元件14閉合使工作電路100導通;當驅動介質從第一電極101和第二電極102之間移開時,開關驅動單元13的第一控制端接收到第二觸發(fā)信號,開關驅動單元13控制開關元件14斷開使工作電路100斷開。本實施例中,第一觸發(fā)信號例如為低電平,第二觸發(fā)信號例如為高電平。在其他實施例中,第一觸發(fā)信號例如為高電平,第二觸發(fā)信號例如為低電平。

請參圖4,本實施例中,驅動介質例如為導電薄膜30,因電子貼片直接貼合于身體皮膚,因此,在其他實施例中,驅動介質可以為身體皮膚。

進一步地,請參圖4,當需要導通第一電極101與第二電極102時,使導電薄膜30與第一電極101和第二電極102接觸,使工作電路100導通;當需要斷開工作電路100時,將導電薄膜30從第一電極101和第二電極102之間移開即可。

進一步地,開關驅動單元13還包括延時電路,在使用身體皮膚或者導電薄膜30作為電子貼片工作導通的驅動介質時,由于人體運動等過程,容易導致身體皮膚或者導電薄膜30與第一電極101、第二電極102之間發(fā)生供電瞬斷而造成的工作中斷。通過在開關驅動單元13內增設延時電路,當導電薄膜30或者身體皮膚從第一電極101與第二電極102之間因為人體運動意外脫離時,若脫離時間較短(例如不超過4秒),開關驅動單元13內的延時電路具有延時功能,使電子貼片內的工作電路100保持在導通狀態(tài),從而可以在使用身體皮膚或者導電薄膜30作為導通驅動介質時,避免人體運動等過程導致皮膚或者導電薄膜30與電極間發(fā)生瞬斷而導致工作電路100的工作中斷。

當檢測完需要停止電子貼片的健康監(jiān)測功能時,把電子貼片從身體皮膚上移走或者將導電薄膜30從電子貼片上移開,第一電極101與第二電極102之間即斷開,此時電子貼片內的工作電路100斷開,負載電路15停止監(jiān)測工作,不僅操作簡單,而且節(jié)省能耗。

圖5為本發(fā)明第三實施例中電子貼片的工作電路的模塊結構圖。請參圖5,工作電路包括工作單元100、開關驅動單元13和檢測單元。具體地,工作單元100包括電子開關14、負載電路15和電源16;檢測單元包括感應片103和電容監(jiān)測芯片104。

開關驅動單元13包括第一控制端、第一通路端和第二通路端,開關驅動單元13的第一控制端控制其第一通路端和第二通路端的導通和斷開。

開關元件14包括第二控制端、第三通路端和第四通路端,開關元件14的第二控制端控制其第三通路端和第四通路端的導通和斷開。

開關驅動單元13的第一通路端連接至開關元件14的第二控制端,開關驅動單元13的第二通路端連接至電源16的負極,開關元件14的第三通路端連接至電源16的正極,開關元件14的第四通路端連接至負載電路15,電容監(jiān)測芯片104連接至開關驅動單元13的第一控制端,感應片103連接至電容監(jiān)測芯片104。當電子貼片貼合在身體皮膚上時,開關驅動單元13的第一控制端接收到第一觸發(fā)信號,開關驅動單元13控制開關元件14閉合使工作電路100導通;當電子貼片從身體皮膚上移開時,開關驅動單元13的第一控制端接收到第二觸發(fā)信號,開關驅動單元13控制開關元件14斷開使工作電路100斷開。本實施例中,第一觸發(fā)信號為低電平時,第二觸發(fā)信號為高電平;第一觸發(fā)信號為高電平時,第二觸發(fā)信號為低電平。

請參圖5,當電子貼片貼合于身體皮膚時,電子貼片內的感應片103與身體皮膚之間形成了一個電容,此等效電容改變了原來電容監(jiān)測芯片104(圖中未示)的輸入電容值,經(jīng)過電容監(jiān)測芯片104內部的信號處理電路(圖中未示)后,電容監(jiān)測芯片104輸出相應的邏輯電平。

本實施例中,當電子貼片貼合于身體皮膚時,電容增加,電容監(jiān)測芯片104的輸出高電平并傳遞至開關驅動單元13的第一控制端,使得開關驅動單元13控制開關元件14導通,從而使工作電路100導通,負載電路15開始監(jiān)測工作(例如監(jiān)測人體的溫度及心電信號);當電子貼片從身體皮膚上取下時,電容減小到原來的數(shù)值,電容監(jiān)測芯片104輸出低電平并傳遞至開關驅動單元13的第一控制端,使得開關驅動單元13控制開關元件14斷開,從而使工作電路100斷開,負載電路15停止監(jiān)測工作。

具體地,電子貼片可通過膠帶或綁帶固定至身體皮膚上,以使身體皮膚與電子貼片接觸。

進一步地,開關驅動單元13還包括延時電路,在使用身體皮膚作為電子貼片工作導通的驅動介質時,由于人體運動等過程,容易導致電子貼片從身體皮膚滑落,使得電容監(jiān)測芯片104輸出的邏輯電平改變,從而使負載電路15的工作中斷。通過在開關驅動單元13內增設延時電路,當電子貼片從身體皮膚滑落時,若脫離時間較短(例如不超過4秒),開關驅動單元13內的延時電路具有延時功能,使電子貼片內的工作電路100保持在導通狀態(tài),從而可以在使用身體皮膚作為導通驅動介質時,避免人體運動等過程導致電容監(jiān)測芯片104輸出的邏輯電平改變而導致工作電路100的工作中斷。

本實施例中,電子貼片與人體接觸后自動導通,不僅使用方便,而且節(jié)省電源消耗。

可以理解地,該電子貼片除了應用于人體之外,還可以應用于其他動物如各類寵物的健康監(jiān)測。

與現(xiàn)有技術相比,本實施例提供的電子貼片開關的方法,結構簡單且使用方便,通過在電子貼片內部設置工作電路,驅動介質在接近或接觸該工作電路時可以使該工作電路導通或斷開,該電子貼片僅在驅動介質接觸或接近該工作電路時開始工作,可以降低能耗,節(jié)約能源。

在本文中,術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,除了包含所列的那些要素,而且還可包含沒有明確列出的其他要素。

在本文中,所涉及的前、后、上、下等方位詞是以附圖中零部件位于圖中以及零部件相互之間的位置來定義的,只是為了表達技術方案的清楚及方便。應當理解,所述方位詞的使用不應限制本申請請求保護的范圍。

在不沖突的情況下,本文中上述實施例及實施例中的特征可以相互結合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。

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