肌电信号采集装置、控制方法及电子设备与流程

1.本发明涉及肌电信号采集技术领域，更具体地，涉及一种肌电信号采集装置、控制方法及电子设备。


背景技术：

2.在现有的肌电信号采集设备中，大多采用多组高速adc来同时采集不同部位的肌电信号。在实际使用过程中，如果测试手腕、手臂和大腿部位，就需要使用三种肌电信号采集设备，增加了测试成本。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的是提供一种用于肌电信号采集的新技术方案。
4.根据本发明的第一方面，提供了一种肌电信号采集装置，所述装置包括能够与目标设备通信的控制器和多个电极模块，所述控制器和所述多个电极模块依次串联，所述电极模块以可拆卸方式连接。
5.可选地，所述电极模块的输入端和输出端设有卡扣结构，连接电极模块的导线与所述卡扣结构卡接固定。
6.可选地，所述导线为柔性导线。
7.可选地，所述电极模块包括adc芯片，所述adc芯片内部的寄存器为移位寄存器。
8.可选地，所述控制器内部包括spi控制模块和通信模块，所述spi控制模块用于获取所述电极模块采集的肌电信号，所述通信模块用于将所述肌电信号发送至目标设备。
9.可选地，所述电极模块之间通过spi总线连接，所述电极模块和所述控制器之间通过spi总线连接。
10.根据本发明的第二方面，提供了一种肌电信号采集装置的控制方法，所述方法包括：
11.采集来自肌电信号采集装置中控制器的肌电信号；
12.根据所述肌电信号确定所述肌电信号采集装置中当前所启用的电极模块的数量；
13.根据所述电极模块的数量对所述肌电信号采集装置进行控制。
14.可选地，所述根据所述肌电信号确定所述肌电信号采集装置中当前所启用的电极模块的数量，包括：
15.获取所述控制器输出的多个数据；
16.获取所述控制器接收到的多个数据；其中，所述控制器接收到的数据的数量与所述控制器输出的数据的数量相同；
17.根据所述控制器接收到的数据和所述控制器输出的数据计算所述肌电信号采集装置中电极模块的数量。
18.可选地，所述根据所述控制器接收到的数据和所述控制器输出的数据计算所述肌电信号采集装置中电极模块的数量，包括：
19.根据所述控制器输出的数据的数量和所述控制器接收到的最后一个数据，计算出所述肌电信号采集装置中电极模块的数量。
20.根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括本发明第一方面所述的肌电信号采集装置。
21.根据本公开的一个实施例，本发明通过将电极模块设置成可拆卸形式，用户可以根据实际需求增加或者减少肌电信号采集装置中电极模块的数量，让肌电信号采集装置能够满足各种不同的肌电信号采集需求，有效降低了成本。
22.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
23.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
24.图1是本发明一种实施例中肌电信号采集装置的示意图。
25.图2是本发明另一实施例中肌电信号采集装置的示意图。
26.图3是本发明又一实施例中肌电信号采集装置的示意图。
27.图4是本发明实施例中肌电信号采集装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
28.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
29.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
30.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
31.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
33.如图1所示，本发明实施例介绍了一种肌电信号采集装置，所述装置包括能够与目标设备通信的控制器和多个电极模块，所述多个电极模块与所述控制器之间串联，所述电极模块以可拆卸方式连接。
34.电极模块用于采集肌电信号，控制器用于将采集到的肌电信号传输至目标设备，目标设备可以对上述肌电信号进行分析处理，目标设备可以是手机、电脑或者其它设备。相邻两个电极模块之间通过导线连接，电极模块与控制器之间也通过导线连接。
35.用户可以向肌电信号采集装置中增加电极模块，如图2所示的肌电信号采集装置，包括第一电极模块和第二电极模块，第一电极模块和第二电极模块之间通过第一导线连接。用户可以将第一导线从第一电极模块上拆卸，增加第三电极模块，将第一导线连接至第
三电极模块，并通过第二导线将第一电极模块和第三电极模块连接，形成如图3所示的具有三个电极模块的肌电信号采集装置。
36.用户也可以减少肌电信号采集装置中包含的电极模块。如图3所示的肌电信号采集装置，包括第一电极模块、第二电极模块、第三电极模块，其中第二电极模块和第三电极模块之间通过第一导线连接，第一电极模块和第三电极模块之间通过第二导线连接。用户可以将第二导线从第一电极模块上拆卸，将第一导线从第三电极模块上拆卸，并将第一导线连接至第一电极模块，去掉第三电极模块和第二导线后形成如图2所示的具有两个电极模块的肌电信号采集装置。
37.本发明通过将电极模块设置成可拆卸形式，用户可以根据实际需求增加或者减少肌电信号采集装置中电极模块的数量，让肌电信号采集装置能够满足各种不同的肌电信号采集需求，有效降低了成本。
38.可选地，所述电极模块的输入端和输出端设有卡扣结构，连接电极模块的导线与所述卡扣结构卡接固定。
39.如图2所示的肌电信号采集装置，包括控制器、第一电极模块和第二电极模块，第一电极模块上设有第一卡扣和第二卡扣，第二电极模块上设有第三卡扣和第四卡扣，第二卡扣和第三卡扣之间通过第一导线连接。在需要增加新的电极模块时，将第一导线从第三卡扣处断开，然后增加新的电极模块。
40.本发明通过在点击模块上设置卡扣结构，能够很方便地断开导线与电极模块之间的连接，让用户能够增加或者减少电极模块，方便用户使用。
41.可选地，所述导线为柔性导线。电极模块之间通过柔性导线连接，电极模块与控制器之间也通过柔性导线连接。导线外表面可以使用橡胶或者织物表带覆盖。
42.柔性导线可以很方便的进行弯曲，用户在增加或者减少电极模块后，可以通过将原有的导线进行弯曲，来完成对电极模块的安装过程。比如对于如图3所示的肌电信号采集装置，包括第一电极模块、第二电极模块和第三电极模块，第二电极模块和第三电极模块之间通过第一导线连接，第一电极模块和第三电极模块之间通过第二导线连接。用户将第二导线从第一电极模块上拆卸，将第一导线从第三电极模块上拆卸，移除第三电极模块和第二导线后，可以通过将剩余导线弯曲，让第一导线能够连接至第一电极模块。
43.本发明通过使用柔性导线来连接电极模块，在用户增加或者减少电极模块后，可以很方便地对电极模块进行重新安装，方便用户使用。
44.可选地，所述电极模块包括adc(analog to digital converter，模拟数字转换器)芯片，所述adc芯片内部的寄存器为移位寄存器。
45.对于移位寄存器，当向移位寄存器的sdi接口输入一个新值时，该移位寄存器会将已经存储的值从该移位寄存器的sdo接口输出，并将输入的新值保存。例如，在一个移位寄存器中存储数值“1”，向该移位寄存器的sdi接口输入一个值“3”，那么该移位寄存器会将数值“1”输出，并存储数值“3”。
46.比如肌电信号采集设备中包括3个电极模块，每个电极模块都包括一个adc芯片，adc芯片中存储的移位寄存器中存储的初始值为0。从控制器的sdo接口依次输出id3、id2、id1三个值，控制器输出id3数据后adc1接收到id3数据，adc1会将初始值0发出；控制器输出id2数据后，adc1接收到id2数据并将id3数据发送至adc2；控制器输出id1数据后，adc1接收
到id1数据并将id2数据发送至adc2，adc2接收到id2数据并将id3数据发送至adc3。最终在adc1的移位寄存器中存储id1数据，在adc2的移位寄存器中存储id2数据，在adc3的移位寄存器中存储id3数据。
47.通过电极模块内的移位寄存器可以计算出电极模块的数量，比如让控制器依次输出1、2、3、4、5、6、7、8这八个数值，在控制器的输入端也会接收到八个数值。如果控制器的输入端接收到的八个数值分别为0、0、0、1、2、3、4、5，那么说明包含三个adc芯片，也就是包含三个电极模块。如果控制器的输入端接收到的八个数值分别为0、0、0、0、0、1、2、3，那么说明包含五个adc芯片，也就是包含五个电极模块。
48.本发明通过在电极模块的adc芯片内设移位寄存器，可以通过移位寄存器来自动计算出肌电信号采集装置中电极模块的数量。
49.可选地，所述控制器内部包括spi(serial peripheral interface，串行外设接口)控制器和通信模块，所述spi控制模块用于获取所述电极模块采集的肌电信号，所述通信模块用于将所述肌电信号发送至目标设备。所述电极模块之间通过spi总线连接，所述电极模块和所述控制器之间通过spi总线连接。
50.电极模块在采集到肌电信号后，控制器内部的spi控制模块通过spi总线接收采集到的肌电信号。通过通信模块将肌电信号传输到目标设备，进行后续的数据处理。
51.如图4所示，本发明实施例介绍了一种肌电信号采集装置的控制方法，所述方法包括：采集来自肌电信号采集装置中控制器的肌电信号；根据所述肌电信号确定所述肌电信号采集装置中当前所启用的电极模块的数量；根据所述电极模块的数量对所述肌电信号采集装置进行控制。
52.在用户需要增加或者减少肌电信号采集装置中的电极模块时，先将肌电信号采集装置关机。在增加或者减少电极模块后，重新开启肌电信号采集装置，肌电信号采集装置会自动识别出电极模块的数量，然后进行初始化，不需要对肌电信号采集装置的控制程序进行更新，方便用户使用。
53.所述根据所述肌电信号确定所述肌电信号采集装置中当前所启用的电极模块的数量，包括步骤s101-s103。
54.s101：获取所述控制器输出的多个数据。
55.控制器输出的数据为按照顺序依次增大的实数。控制器输出的多个数据依次递增，比如控制器依次输出1、2、3、4、5、6、7、8这八个数据。
56.s102：获取所述控制器接收到的多个数据；其中，所述控制器接收到的数据的数量与所述控制器输出的数据的数量相同。
57.控制器具有输出端和输入端，控制器的输出端可以输出数据，控制器的输入端可以接收数据。控制器的输出端每输出一个数据，在控制器的输入端都会接收到一个数据。比如在控制器的输出端输出八个数据，那么在控制器的输入端会接收到八个数据。
58.s103：根据所述控制器接收到的数据和所述控制器输出的数据计算所述肌电信号采集装置中电极模块的数量。
59.控制器的输出端输出的数据会依次经过各个电极模块内的移位寄存器，最后输入到控制器的输入端。控制器的输出端输出第一个数据后，第一个数据会存入第一个移位寄存器；控制器的输出端输出第二个数据后，第一个移位寄存器会将第一个数据输出至第二
个移位寄存器进行存储，第二个数据会存入第一个移位寄存器。在控制器的输出端输出的数据的数量超过移位寄存器的数量后，控制器的输入端开始接收到控制器的输出端输出的数据。控制器的输入端接收到的数据中只有部分数据是由控制器的输出端所输出的，根据控制器的输出端输出数据的数量、以及控制器的输入端接收到由控制器的输出端输出的数据的数量可以计算出电极模块的数量。
60.上述步骤s103包括：根据所述控制器输出的数据的数量和所述控制器接收到的最后一个数据，计算出所述肌电信号采集装置中电极模块的数量。
61.控制器输出的数据的数量大于可连接在肌电信号采集装置中的所有电极模块的总数量。
62.在此情况下，控制器输出的数据会有一部分存储在电极模块中的移位寄存器，每个移位寄存器存储一个数据，控制器输出的其余数据会被控制器接收到。控制器接收到的数据是控制器先输出的部分数据，控制器后输出的部分数据存储在电极模块中的移位寄存器。根据控制器接收到的最后一个数据在控制器输出的数据中的位置以及控制器输出的数据的数量，可以得到电极模块的数量。比如控制器一共输出8个数据，其中控制器接收到上述8个数据中的前5个数据，控制器接收到的最后一个数据是控制器输出的第5个数据，那么电极模块的数量就是3个。
63.从控制器的输出端输出的数据会依次经过各个电极模块内的移位寄存器。比如肌电信号采集装置中包括第一电极模块和第二电极模块，第一电极模块中包括第一移位寄存器，第二电极模块中包括第二移位寄存器。
64.控制器的输出端输出数值“1”后，数值“1”存储在第一移位寄存器中。控制器的输出端输出数值“2”后，第一移位寄存器接收到数值“2”，并将数值“1”输出到第二移位寄存器中，此时第一移位寄存器中存储数值“2”，第二移位寄存器中存储数值“1”。在控制器的输出端输出数值“3”后，第一移位寄存器接收到数值“3”，并将数值“2”输出到第二移位寄存器，第二移位寄存器接收到数值“2”，并将数值“1”输出到控制器的输入端，控制器的输入端接收到数值“1”。
65.设置电极模块中移位寄存器中存储相同的初始值，当接受到来自控制器的输入数据后，电极模块输出的第一个输出数值为该初始值，在本实施例中，该初始值为0，但不限于此。
66.根据公式n-last可以计算出肌电信号采集装置中移位寄存器的数量，也就是电极模块的数量。其中n表示控制器的输出端输出数据的数量，last表示控制器的输入端接收到的最后一个数据。比如在上述场景中，控制器的输出端输出了三个数据，分别为数值“1”、数值“2”、数值“3”，控制器的输入端接收到的最后一个数据为数值“1”，那么可以计算出电极模块的数量为2。
67.又比如，控制器的输出端依次输出八个数据，分别为数值“1”、数值“2”、数值“3”、数值“4”、数值“5”、数值“6”、数值“7”、数值“8”，在控制器的输入端依次接收到数值“0”、数值“0”、数值“0”、数值“1”、数值“2”、数值“3”、数值“4”、数值“5”。控制器的输出端一共输出8个数据，控制器的输入端接收到的最后一个数据为数值“5”，那么可以计算出电极模块的数量为3。
68.通过让控制器的输出端输出多个数值，上述多个数值会依次经过电极模块中的移
位寄存器，最后输入到控制器的输入端。电极模块的数量可以根据控制器的输入端接收到控制器的输出端输出的第一个数值的时刻来确定。比如，在控制器输出端输出四个数值后，控制器的输入端接收到了控制器的输出端输出的第一个数值，那么电极模块的数量为3。如果在控制器的输出端输出三个数值后，控制器的输入端接收到了控制器的输出端输出的第一个数值，那么电极模块的数量为2。若控制器输出的多个数值是从数值“1”开始、并且依次递增1，那么可以使用上述公式n-last来计算出电极模块的数量。
69.本发明实施例介绍了一种电子设备，所述电子设备包括如上任一实施例所述的肌电信号采集装置。上述电子设备可以是运动手环，可以佩戴在手腕、手臂、腿部等人体部位，用来检测肌电信号。上述电子设备也可以是智能手表，将肌电信号采集装置中的控制器集成在智能手表的表头中，可拆卸的电极模块集成在智能手表的表带中。目标设备可以是手机，肌电信号采集装置中的控制器将采集到的肌电信号发送至手机，通过手机对肌电信号进行分析处理，可以用来监测用户的身体健康情况。
70.本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
71.计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、静态随机存取存储器(sram)、便携式压缩盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能盘(dvd)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
72.这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
73.用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如smalltalk、c 等，以及常规的过程式编程语言—诸如“c”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令
的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
74.这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
75.这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
76.也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
77.附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。
78.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。