一种智能指环及基于智能指环的多波长光电容积脉搏波采集方法与流程

1.本发明涉及智能穿戴设备技术领域，更具体地说，涉及一种智能指环及基于智能指环的多波长光电容积脉搏波采集方法。


背景技术：

2.随着社会与科技的发展，人们对个人健康和各项生理指标的关注程度越来越高，基于光电容积脉搏波(ppg)技术的智能指环系统得益于其轻便、无感等特点逐步成为可穿戴设备的新潮流。然而，当前一些指环系统由于其微小的体积限值，存在以下问题：
3.1、为了采集心率、血氧心率变异、血压等不同的生命体征信号，指环系统往往需要装配不同波长的光发射器(led)，如心率检测往往采用绿光光源，而血氧检测一般使用红光、红外光源。多个波长光源的信号检测需要多个采集通道，使得电路系统的功耗与面积增加，增大了指环系统的体积，同时续航时间降低。
4.2、不同波长led和光接收器(pd)所形成光路的探测深度不同，因此单一布局的led和pd位置无法保证不同波长光源能够获得较高的信号质量。当前采用的反射的结构布局，然而因为血管布局等原因，由于指腹在对应位置并没有血流量较大的动脉血管，最终导致pi较低，信号质量较差。一些透射场景中，然而较长的透射光路也对led的亮度，即驱动电流有更大的需求。这对微型可穿戴设备的电池及续航时间提出巨大的挑战，另一方面，一些不合适的波长光也无法有效透射人体组织。
5.3、由于指环是一个对称系统，单一光源方向会导致在实际应用中存在偏差，如指环旋转、更换指环佩戴方向，从而进一步降低信号质量。
6.总的来说，目前市面上缺乏旨在解决指环采集ppg信号质量低、获取多波长光源信号功耗高、电路面积大这些问题的ppg信号检测模组设计。该问题的存在，会给基于指环系统ppg信号的生理指标算法研究带来巨大困难和瓶颈，从而制约可穿戴智能指环设备的应用场景和未来发展前景。该问题的研究可以帮助提高智能指环系统所获得多波长光电容积脉搏波的信号质量，降低所需的功耗及面积代价，对血氧、心率、血压等生理指标的精准测算、提高续航时间以加强连续生理指标监测等都有极大的帮助；同时可以拓展智能指环的应用领域如运动康复、睡眠健康、压力检测等等，从而达到改善用户生活习惯、提高用户身体素质的目的。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述部分技术缺陷，提供一种智能指环及基于智能指环的多波长光电容积脉搏波采集方法。
8.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能指环，包括：可套设于手指的环形壳体和设置于所述环形壳体内部的容纳腔；
9.所述容纳腔内设有电源模块和与所述电源模块电性连接的电路板；
10.所述电路板上设有：若干路径信号接收模块、若干第一路径信号发射模块、若干第二路径信号发射模块、第一切换模块、第二切换模块、检测信号生成模块和检测信号接收模块；
11.每一所述路径信号接收模块分别朝向所述手指的一预设部位，用于接收所述预设部位的透射信号和反射信号；
12.所述第一路径信号发射模块与一所述路径信号接收模块对应，并朝向所述预设部位设置、用于发送检测信号至所述预设部位以生成所述反射信号；
13.所述第二路径信号发射模块与一所述路径信号接收模块对应，并朝向所述预设部位设置、用于发送检测信号至所述预设部位以生成所述透射信号；
14.所述检测信号生成模块连接所述第一切换模块的输入端，所述第一切换模块的输出端分别连接所述第一路径信号发射模块和所述第二路径信号发射模块，所述第二切换模块的输入端分别连接所述路径信号接收模块，所述第二切换模块的输出端连接所述检测信号接收模块。
15.优选地，在本发明所述的智能指环中，所述预设部位包括与所述手指的桡动脉对应的第一部位和与所述手指的尺动脉对应的第二部位；
16.所述路径信号接收模块包括朝向所述第一部位设置的第一信号接收模块和朝向所述第二部位设置的第二信号接收模块；
17.所述第一路径信号发射模块包括与所述第一信号接收模块配合，并朝向所述第一部位设置的第一信号发射模块和与所述第二信号接收模块配合，并朝向所述第二部位设置的第二信号发射模块；
18.所述第二路径信号发射模块包括与所述第一信号接收模块配合，并朝向所述第一部位设置的第三信号发射模块和与所述第二信号接收模块配合，并朝向所述第二部位设置的第四信号发射模块。
19.优选地，在本发明所述的智能指环中，所述第三信号发射模块和所述第四信号发射模块为同一发射模块，且所述第三信号发射模块和所述第四信号发射模块距离所述第一信号接收模块和所述第二信号接收模块距离相等。
20.优选地，在本发明所述的智能指环中，所述第一信号接收模块包括第一光接收器，所述第二信号接收模块包括第二光接收器；
21.所述第一信号发射模块包括第一光发射器，所述第二信号发射模块包括第二光发射器；
22.所述第三信号发射模块包括第三光发射器和第四光发射器；其中，所述第三光发射器和所述第四光发射器用于生成不同的光信号；
23.所述环形壳体的内圈设有：
24.用于外露所述第一光接收器的第一透明区、用于外露所述第二光接收器的第二透明区、用于外露所述第一光发射器的第三透明区、用于外露所述第二光发射器的第四透明区、用于外露所述第三光发射器的第五透明区和用于外露所述第四光发射器的第六透明区；
25.所述检测信号接收模块包括光信号处理电路，所述第一光接收器和所述第二光接收器分别连接所述第二切换模块的输入端，所述光信号处理电路连接所述第二切换模块的
输出端。
26.优选地，在本发明所述的智能指环中，所述环形壳体的内圈均为透明材质。
27.优选地，在本发明所述的智能指环中，所述第一透明区为焦点指向所述第一光接收器的第一凸透镜结构，和/或
28.所述第二透明区为焦点指向所述第二光接收器的第二凸透镜结构。
29.优选地，在本发明所述的智能指环中，所述环形壳体的内圈设有一平切面区，所述第五透明区和所述第六透明区均设置于所述平切面区。
30.优选地，在本发明所述的智能指环中，所述第一光发射器、所述第三光发射器和所述第四光发射器置于所述第一光接收器的同一侧，所述第二光发射器、所述第三光发射器和所述第四光发射器置于所述第二光接收器的同一侧；和/或
31.所述第三光发射器与所述第四光发射器沿所述手指的伸入方向排列。
32.优选地，在本发明所述的智能指环中，所述第一光发射器和所述第二光发射器均为用于生成短波长光的光发射器。
33.优选地，在本发明所述的智能指环中，所述第一光发射器和所述第二光发射器生成的短波长光均为绿光。
34.优选地，在本发明所述的智能指环中，所述第三光发射器和所述第四光发射器均为用于生成长波长光的光发射器。
35.优选地，在本发明所述的智能指环中，所述第三光发射器生成的长波长光为红光，所述第四光发射器生成的长波长光为红外。
36.本发明还构造一种基于智能指环的多波长光电容积脉搏波采集方法，其中，所述智能指环包括：
37.可套设于手指的环形壳体和设置于所述环形壳体内部的容纳腔；
38.所述容纳腔内设有电源模块和与所述电源模块电性连接的电路板；
39.所述电路板上设有：若干路径信号接收模块、若干第一路径信号发射模块、若干第二路径信号发射模块、第一切换模块、第二切换模块、检测信号生成模块和检测信号接收模块；
40.每一所述路径信号接收模块分别朝向所述手指的一预设部位，用于接收所述预设部位的透射信号和反射信号；
41.所述第一路径信号发射模块与一所述路径信号接收模块对应，并朝向所述预设部位设置、用于发送检测信号至所述预设部位以生成所述反射信号；
42.所述第二路径信号发射模块与一所述路径信号接收模块对应，并朝向所述预设部位设置、用于发送检测信号至所述预设部位以生成所述透射信号；
43.所述检测信号生成模块连接所述第一切换模块的输入端，所述第一切换模块的输出端分别连接所述第一路径信号发射模块和所述第二路径信号发射模块，所述第二切换模块的输入端分别连接所述路径信号接收模块，所述第二切换模块的输出端连接所述检测信号接收模块；
44.所述多波长光电容积脉搏波采集方法包括：
45.s1、按照第一预设规则触发所述检测信号生成模块生成检测信号；
46.s2、根据所述第一预设规则生成第二预设规则，并按照所述第二预设规则触发所
述第一切换模块，以依次切换所述若干第一路径信号发射模块和所述若干第二路径信号发射模块与所述检测信号生成模块导通，以使所述第一路径信号发射模块或第二路径信号发射模块接收所述检测信号；
47.s3、根据所述第二预设规则生成第三预设规则，并按照所述第三预设规则触发所述第二切换模块，以依次切换所述若干路径信号接收模块与所述检测信号接收模块导通或关断，以使所述检测信号接收模块接收所述检测信号；
48.s4、根据所述第一预设规则、所述第二预设规则和所述第三预设规则生成第四预设规则，以根据所述第四预设规则通过所述检测信号接收模块获取所述检测信号并进行处理以获取检测结果。
49.优选地，在本发明所述的多波长光电容积脉搏波采集方法中，
50.所述第一预设规则包括设置所述检测信号生成的预设周期；
51.所述第二预设规则包括在所述预设周期内，所述第一切换模块对应的第一切换顺序和第一导通时长；
52.所述第三预设规则包括在所述预设周期内，所述第二切换模块对应的第二切换顺序和第二导通时长；
53.所述第四预设规则包括在所述预设周期内，从所述检测信号接收模块中获取所述检测信号的信号时长和信号分组。
54.实施本发明的一种智能指环及基于智能指环的多波长光电容积脉搏波采集方法，具有以下有益效果：能够有效的降低功耗及面积开销，提高信号质量。
附图说明
55.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
56.图1是本发明一种智能指环一实施例的结构示意图；
57.图2是本发明一种智能指环中电路板一实施例的逻辑框图；
58.图3是本发明一种智能指环中电路板另一实施例的逻辑框图；
59.图4是本发明一种智能指环中一信号流向示意图；
60.图5是本发明一种智能指环中另一信号流向示意图；
61.图6是本发明一种智能指环中一实施例的局部电路图中；
62.图7是本发明一种智能指环中一信号发射模块局部结构示意图；
63.图8是本发明一种基于智能指环的多波长光电容积脉搏波采集方法一实施例的检测信号获取示意图；
64.图9是本发明一种基于智能指环的多波长光电容积脉搏波采集方法一实施例的数据提取及数据处理示意图。
具体实施方式
65.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
66.如图1至图5所示，在本发明的一种智能指环第一实施例中，包括：可套设于手指400的环形壳体110和设置于环形壳体110内部的容纳腔120；容纳腔120内设有电源模块300
和与电源模块300电性连接的电路板200；电路板200上设有：若干路径信号接收模块250、若干第一路径信号发射模块230、若干第二路径信号发射模块240、第一切换模块220、第二切换模块260、检测信号生成模块210和检测信号接收模块270；每一路径信号接收模块250分别朝向手指400的一预设部位，用于接收预设部位的透射信号和反射信号；第一路径信号发射模块230与一路径信号接收模块250对应，并朝向预设部位设置、用于发送检测信号至预设部位以生成反射信号；第二路径信号发射模块240与一路径信号接收模块250对应，并朝向预设部位设置、用于发送检测信号至预设部位以生成透射信号；检测信号生成模块210连接第一切换模块220的输入端，第一切换模块220的输出端分别连接第一路径信号发射模块230和第二路径信号发射模块240，第二切换模块260的输入端分别连接路径信号接收模块250，第二切换模块260的输出端连接检测信号接收模块270。具体的，智能指环内设置容纳腔120用来容纳电源模块300和电路板200，电源模块300用来给电路板200供电，电路板200可以为智能指环的工作电路。电路板200设有若干的路径信号接收模块250，每一路径信号接收模块250与手指400的一预设部位对应，用来接收经该预设部位形成的检测信号。还设有与预设部位对应的第一路径信号发射模块230和第二路径信号发射模块240。第一路径信号发射模块230和第二路径信号发射模块240生成的原始检测信号在对应的预设部位通过不同的传递方式形成对应的检测信号传递路径传输至路径信号接收模块250。在一具体实施例中，每一路径信号接收模块250可以同时设有对应的第一路径信号发射模块230和第二路径信号发射模块240。其中，第一路径信号发射模块230朝向对应的手指400预设部位发送原始检测信号，使得该原始检测信号在该手指400预设部位形成反射生成反射信号。第二路径信号发射模块240朝向该手指400预设部位发送原始检测信号，使得该原始检测信号在该手指400预设部位形成透射生成透射信号。检测信号生成模块210用来生成原始检测信号，其通过第一切换模块220分别连接若干第一路径信号发射模块230和若干第二路径信号发射模块240。第一切换模块220切换检测信号生成模块210生成的原始检测信号只经若干第一路径信号发射模块230和若干第二路径信号发射模块240中的一个进行传输。路径信号接收模块250接收的检测信号经第二切换模块260输入至检测信号接收模块270。其中，第二切换模块260用来切换若干路径信号接收模块250中的一个与检测信号接收模块270导通。即，检测信号接收模块270在在一个时间点只接收一个路径信号接收模块250接收的检测信号。通过该多路发射和接收通路的设计，能够有效的提高信号采集质量。此外，在本实施例中，能够实现仅通过一个信号处理通道进行多位置的信号采集，实现的降低功耗。
67.可选的，如图3、图4和图5所示，预设部位包括与手指400的桡动脉对应的第一部位411和与手指400的尺动脉对应的第二部位412；路径信号接收模块250包括朝向第一部位411设置的第一信号接收模块251和朝向第二部位412设置的第二信号接收模块252；第一路径信号发射模块230包括与第一信号接收模块251配合，并朝向第一部位411设置的第一信号发射模块231和与第二信号接收模块252配合，并朝向第二部位412设置的第二信号发射模块232；第二路径信号发射模块240包括与第一信号接收模块251配合，并朝向第一部位411设置的第三信号发射模块241和与第二信号接收模块252配合，并朝向第二部位412设置的第四信号发射模块(图中未示出)。具体的，基于手指400的内部结构，指骨420正下方的指腹并没有血流量较大的动脉血管，为了提高信号采集质量，对手指400中信号比较明显的位置进行检测。即通过选择与手指400的桡动脉对应的第一部位411和与手指400的尺动脉对
应的第二部位412进行检测。其对应指腹两侧的位置。其路径信号接收模块250中，通过第一信号接收模块251接收来自第一部位411的检测信号，通过第二信号接收模块252接收来自第二部位412的检测信号。其中，第一信号接收模块251与第一信号发射模块231和第三信号发射模块241对应。第一信号发射模块231的发射信号经第一部位411反射至第一信号接收模块251，第三信号发射模块241的发射信号经第一部位411透射至第一信号接收模块251。第二信号接收模块252与第二信号发射模块232和第四信号发射模块(图中未示出)对应。第二信号发射模块232发射的信号经第二部位412反射至第二信号接收模块252，第四信号发射模块的发射信号经第二部位412透射至第二信号接收模块252。其中信号接收模块和信号发射模块可以基于传递的信号选择对应的已有的接收或发射电路实现。
68.可选的，第三信号发射模块241和第四信号发射模块为同一发射模块，且第三信号发射模块241和第四信号发射模块距离第一信号接收模块251和第二信号接收模块252距离相等。具体的，第三信号发射模块241和第四信号发射模块为同一信号发射模块，该信号发射模块设置与第一信号接收模块251和第二信号接收模块252距离相等，使得信号发射模块生成的信号能够经由第一部位411透射至第一信号接收模块251，同时经由第二部位412透射至第二信号接收模块252。第一信号接收模块251的信号来自反射途径511、透射途径521和透射途径531。第二信号接收模块252的信号来自反射途径512、透射途径522和透射途径532。即透射途径521、透射途径531、透射途径522和透射途径532对应的信号发射模块可以均为第三信号发射模块241发射。通过该结构设计，能够进一步减小体积布局。
69.可选的，如图6和图7所示，第一信号接收模块251包括第一光接收器pd1，第二信号接收模块252包括第二光接收器pd2；第一信号发射模块231包括第一光发射器led1，第二信号发射模块232包括第二光发射器led2；第三信号发射模块241包括第三光发射器led3和第四光发射器led4；其中，第三光发射器led3和第四光发射器led4用于生成不同的光信号；环形壳体110的内圈设有：用于外露第一光接收器pd1的第一透明区、用于外露第二光接收器pd2的第二透明区、用于外露第一光发射器led1的第三透明区、用于外露第二光发射器led2的第四透明区、用于外露第三光发射器led3的第五透明区和用于外露第四光发射器led4的第六透明区；检测信号接收模块270包括光信号处理电路271，第一光接收器pd1和第二光接收器pd2分别连接第二切换模块260的输入端，光信号处理电路271连接第二切换模块260的输出端。具体的，检测信号为光信号。第一信号接收模块251设置第一光接收器pd1接收经第一部位411传递的光信号，第二信号接收模块252设置第二光接收器pd2接收经第二部位412传递的光信号。第一信号发射模块231设置第一光发射器led1用来发射光信号至第一部位411并在第一部位411发生光反射。第二信号发射模块232设置第二光发射器led2用来发射光信号至第二部位412并在第二部位412发生光反射。第三信号发射模块241中，设置用来发射不同光信号的第三光发射器led3和第四光发射器led4。该不同光信号色在第一部位411和第二部位412形成透射。其中，可以通过第一切换模块220切换第三光发射器led3和第四光发射器led4不同时生成光信号。由于不同的光信号，其透射率不同，对信号的采集结果也不同，因此基于不同的信号分析，其可以使得处理结果更加准确。在环形壳体110的内圈上，与对应的光发射器和光接收器的区域均设置为透明区，保证光信号的传输质量。检测信号接收模块270设置接收的光信号进行处理的光信号处理电路271。其中，光信号处理电路271中，可以依次通过放大器2711、滤波器2712、采样保持电路2713、数模转换电路2714对信号
进行处理，得到最终的ppg信号。并可以通过寄存器2715对该ppg信号进行存储。通过数据接口电路2716进行ppg信号的传输。以使对应的ppg信号处理单元能够基于获取的ppg信号进行信号处理。其中检测信号生成模块210和检测信号接收模块270均集成一mcu模块280。即通过mcu模块280生成初始检测信号并通过接收传输途径传递获取的检测信号。其中，光发射器，光接收接器，光信号处理电路均可以采用当前已有的器件或模块实现。
70.在一实施例中，环形壳体110的内圈均为透明材质。即，设置整个环形壳体110的内圈为透明内圈。其可以采用无色透明材料制作，可以是由玻璃、亚克力、蓝宝石等材料制作的模制壳体，也可以是由聚乙烯、环氧树脂、聚氨酯等生物兼容且低温可塑的材料填充塑形而成。
71.可选的，如图1所示，第一透明区为焦点指向第一光接收器pd1的第一凸透镜结构111，和/或第二透明区为焦点指向第二光接收器pd2的第二凸透镜结构112。即，将第一透明区和第二透明区设置为凸透镜结构，该凸透镜结构位置与手指400第一部位411和手指400第二部位412位置对齐，有利于第一光接收器pd1和第二光接收器pd2聚焦体现第一部位411和第二部位412的搏动信息的光信号。同时该结构也可以增大指环和皮肤的接触面积和摩擦力以减少指环相对手指400的转动。
72.可选的，环形壳体110的内圈设有一平切面区113，第五透明区和第六透明区均设置于平切面区113。具体的，在环形壳体110的内圈设置一平切面区，第五透明区和第六透明区均在该平切面区。通过该平切面区，可以起到指环穿戴过程中的定位，其还可以改善指环与指腹的贴合质量，同时增大环体空腔内的局部体积以便于满足电路元器件的转载需求。其中第三光发射器led3和第四光发射器led4均设置在平切面区对应的电路板200区域上。
73.可选的，第一光发射器led1、第三光发射器led3和第四光发射器led4置于第一光接收器pd1的同一侧，第二光发射器led2、第三光发射器led3和第四光发射器led4置于第二光接收器pd2的同一侧；具体的，第一光接收器pd1和第二光接收器pd2之间的有一小于环形壳体110内圈的半圆弧的小段圆弧，第一光发射器led1、第二光发射器led2、第三光发射器led3和第四光发射器led4设置在该小段圆弧内。
74.可选的，第三光发射器led3与第四光发射器led4沿手指400的伸入方向排列。具体的，第三光发射器led3和第四光发射器led4在环形壳体110内圈上沿着手指400伸入的方向排列，使得第三光发射器led3在壳体的环绕方向上距离第一光接收器pd1和第二光接收器pd2的距离一样，第四光发射器led4在壳体的环绕方向上距离第一光接收器pd1和第二光接收器pd2的距离也是一样的。其也可以简单的理解为，第三光发射器led3和第四光发射器led4的排列方向与壳体的环绕方向的垂直方向。
75.可选的，第一光发射器led1和第二光发射器led2均为用于生成短波长光的光发射器。具体的，第一光发射器led1和第二光发射器led2均用来发射短波长光，短波长光透射能力弱，常采用反射式来获取质量高且稳定的手指400ppg信号。该短波长反射光束可以充分采集手指400桡动脉和手指400尺动脉中的搏动血流信息，发挥短波长光探测深度浅、获取信号幅值高的特点
76.在一实施例中，第一光发射器led1和第二光发射器led2生成的短波长光均为绿光。即可以采用通过的绿光进行信号检测。在另一实施例中，可以采用蓝光进行信号检测。
77.可选的，第三光发射器led3和第四光发射器led4均为用于生成长波长光的光发射
器。具体的，对于血氧饱和度的检测，一般使用透射能力更强的长波长光，人体组织对长波长光吸收较少，如果采用反射的形式会导致灌注系数较低，所以常采用透射的形式来采集深层血管的血流信息，结合长波长光对于氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸光系数差异，完成对血氧饱和度的计算。
78.在一实施例中，第三光发射器led3生成的长波长光为红光，第四光发射器led4生成的长波长光为红外。可以通过红光和红外进行透射信号检测。同时，这种指腹透射至手指400侧面血管的采集方式，缩短了传统的4点
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8点透射光程，在保证信号质量的同时，降低了光发射器所需的电流，减小了功耗需求。
79.本发明的一种基于智能指环的多波长光电容积脉搏波采集方法中，智能指环包括：可套设于手指400的环形壳体110和设置于环形壳体110内部的容纳腔120；容纳腔120内设有电源模块300和与电源模块300电性连接的电路板200；电路板200上设有：若干路径信号接收模块250、若干第一路径信号发射模块230、若干第二路径信号发射模块240、第一切换模块220、第二切换模块260、检测信号生成模块210和检测信号接收模块270；每一路径信号接收模块250分别朝向手指400的一预设部位，用于接收预设部位的透射信号和反射信号；第一路径信号发射模块230与一路径信号接收模块250对应，并朝向预设部位设置、用于发送检测信号至预设部位以生成反射信号；第二路径信号发射模块240与一路径信号接收模块250对应，并朝向预设部位设置、用于发送检测信号至预设部位以生成透射信号；检测信号生成模块210连接第一切换模块220的输入端，第一切换模块220的输出端分别连接第一路径信号发射模块230和第二路径信号发射模块240，第二切换模块260的输入端分别连接路径信号接收模块250，第二切换模块260的输出端连接检测信号接收模块270。多波长光电容积脉搏波采集方法包括：s1、按照第一预设规则触发检测信号生成模块210生成检测信号；s2、根据第一预设规则生成第二预设规则，并按照第二预设规则触发第一切换模块220，以依次切换若干第一路径信号发射模块230和若干第二路径信号发射模块240与检测信号生成模块210导通，以使第一路径信号发射模块230或第二路径信号发射模块240接收检测信号；s3、根据第二预设规则生成第三预设规则，并按照第三预设规则触发第二切换模块260，以依次切换若干路径信号接收模块250与检测信号接收模块270导通或关断，以使检测信号接收模块270接收检测信号；s4、根据第一预设规则、第二预设规则和第三预设规则生成第四预设规则，以根据第四预设规则通过检测信号接收模块270获取检测信号并进行处理以获取检测结果。
80.具体的，检测信号生成模块210按照第一预设规则生成检测信号。第一切换模块220根据检测信号的生成规则，按照第二预设规则切换各个信号发射模块依次与检测信号生成模块210导通。同时根据第三预设规则触发第二切换模块260导通，使得路径信号接收模块250依次检测信号接收模块270导通。其中第三预设规则根据第二预设规则生成，即什么样的路径信号发射模块发射信号，对应的设置什么样的信号接收模块进行信号接收。同时根据各个切换模块的切换规则和信号生成规则生成第四预设规则，通过第四预设规则对获取的检测信号进行处理得到检测结果。在检测信号为光信号时，检测信号的获取还可以包括对环境光信号的获取。
81.可选的，第一预设规则包括设置检测信号生成的预设周期；第二预设规则包括在预设周期内，第一切换模块220对应的第一切换顺序和第一导通时长；第三预设规则包括在
预设周期内，第二切换模块260对应的第二切换顺序和第二导通时长；第四预设规则包括在预设周期内，从检测信号接收模块270中获取检测信号的信号时长和信号分组。其中，预设规则包括检测信号的生成周期，各个切换开关的切换周期和导通时长。
82.在一具体的实施例中，如图6所示，控制指环内的第一光接收器pd1、第二光接收器pd2，第一光发射器led1、第二光发射器led2、第三光发射器led3和第四光发射器led4采用时分复用的控制时序，其第一预设规则、第二预设规则、第三预设规则和第四预设规则为时序规则。如图8中设置各时序规则，其中高电平为触发动作电平对应使能信号，其中信号包括：时钟信号、pd1使能信号、pd2使能信号、led1使能信号、led1采样信号、led2使能信号、led2采样信号、led3使能信号、led3采样信号、led4使能信号、led4采样信号以及环境光采样信号。根据时钟信号、led1使能信号、led2使能信号、led3使能信号和led4使能信号触发检测信号生成模块210生成检测信号，根据led1使能信号、led2使能信号、led3使能信号和led4使能信号触发第一切换模块220动作，根据pd1使能信号和pd2使能信号触发第二切换模块260动作，根据led1使能信号、led2使能信号、led3使能信号、led4使能信号、pd1使能信号和pd2使能信号触发获取led1采样信号、led2采样信号、led3采样信号、led4采样信号和环境光采样信号。最终得到其包括2个短波长反射信号、4个长波长透射信号、两个环境光信号。基于图8，获取的检测信号进行存储器存储后，其可以参考图9的数据提取方式，获取最终的检测数据。其可以理解，基于不同的光路获取的检测信号分别进行处理。
83.由图8可以看出，以交叉脉冲的形式控制各个pd和led，避免了不同led在同一时刻并行工作发生抢占数据通道情况的出现，实现了仅借助一个数据传输链路完成对多路数据采集和处理的效果，该技术保证了各采样相位采集信号的质量，同时又避免了led连续长时间工作，降低了系统的功耗。
84.而通过设置8个采样相位以采集尽可能多的ppg信号，通过互相补偿，选取信号质量较高的ppg信号作为后续数据处理和分析的依据。在一些实施例中，也可以在信号质量需求允许的前提下选择性的使能部分采样信号，如仅采集1个短波长光反射信号、2个长波长透射信号及1个环境光信号共4个采样相位，该设定在采集必要信号的同时，兼并了低功耗的特点，更能满足微型可穿戴设备的电池续航需求。所以在实际应用中，具体的采样相位数量及采样顺序可以动态调整以满足不同的采样情景。同时，获取的多波长光电容积脉搏波(ppg波)可用于心率、血压、血氧饱和度、心率变异性等生理指标的计算，计算方法可采用本领域常规技术手段。
85.采样信号获取的采样周期与设置的采样频率相对应，例如采样频率设置为100hz，则采样周期为10ms。上述实施例中在一个周期内设置了8个采样相位，在不同的实施例中，可以按不同需求修改采样点个数。同时mcu对数据存储和读取的方法也要做出相应的调整以完成对原始波形的重构。
86.此外需要注意的是，对各led使能及led采样控制信号高电平时长的设计需要充分考虑电路节点电压的建立时间，以最大程度保证信号采集的准确性，避免出现信号失真、过度平滑等有损信号质量的情况。在实际设置时需要满足以下条件：
87.led采样时长(秒)》8*(跨阻放大器增益*反馈电容)；
88.led使能信号上升沿与led采样信号上升沿间隔(秒)》3*(跨阻放大器增益*反馈电容)；
89.led使能信号时长(秒)》led采样时长 led使能信号上升沿与led采样信号上升沿间隔。
90.在一些优选实施例中，led采样信号高电平最短30us；led使能信号上升沿与led采样信号上升沿间隔最短30us；led使能信号高电平最短70us。
91.可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。