本發(fā)明是一種智能可穿戴產(chǎn)品，涉及電子產(chǎn)品和近紅外光譜技術(shù)。

背景技術(shù)：

細(xì)胞外液離子濃度的穩(wěn)定對(duì)維持人體水平衡具有重要作用。而市場(chǎng)上少有面向大眾的無創(chuàng)測(cè)量人體細(xì)胞外液離子濃度從而獲知人體水含量等信息的產(chǎn)品。

血漿晶體滲透壓由血漿中的電解質(zhì)、葡萄糖、尿素等小分子晶體物質(zhì)所形成。這些小分子晶體物質(zhì)約80％來自鈉離子和氯離子。水溶液中氫鍵的形成會(huì)使OH鍵振動(dòng)的力常數(shù)發(fā)生變化，而鈉離子和氯離子等離子會(huì)破壞水溶液中的氫鍵，造成OH鍵振動(dòng)的力常數(shù)增加。又因?yàn)樗哪骋唤t外光譜吸收峰的強(qiáng)度與其對(duì)應(yīng)具有某范圍振動(dòng)頻率的OH基團(tuán)濃度密切相關(guān)。所以離子濃度的變化會(huì)間接影響水溶液某一近紅外光譜吸收峰的強(qiáng)度。而且被測(cè)手指指骨上的組織一天厚度變化不明顯，所以水溶液某一波長處吸收峰的強(qiáng)度便可與離子濃度建立聯(lián)系，離子濃度越高水溶液吸收峰強(qiáng)度越大(既越“凹”)。血漿總滲透壓約99.6％是血漿晶體滲透壓形成的，而血漿晶體滲透壓由血漿中的電解質(zhì)、葡萄糖、尿素等小分子晶體物質(zhì)所形成。這些小分子晶體物質(zhì)約85％來自電解質(zhì)。所以一個(gè)健康人的細(xì)胞外液離子濃度整體上決定著這個(gè)人的水平衡，就連下丘腦滲透壓感受器也是通過感知鈉離子濃度變化去調(diào)節(jié)人體水平衡的?；谏衔乃龅姆N種理論，本發(fā)明欲利用近紅外光譜技術(shù)去測(cè)量人體細(xì)胞外液離子的相對(duì)濃度。

同時(shí)人體在天氣寒冷的時(shí)候若穿衣保暖不足，手腳溫度變化明顯，本發(fā)明欲利用溫度傳感器去測(cè)量手指的溫度，可獲知體溫的情況亦可減小細(xì)胞外液離子相對(duì)濃度的測(cè)量誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種測(cè)量人體細(xì)胞外液離子相對(duì)濃度的智能戒指。

它包括可進(jìn)行細(xì)胞外液離子相對(duì)濃度和手指溫度檢測(cè)的檢測(cè)模塊，可將檢測(cè)模塊測(cè)得的細(xì)胞外液離子相對(duì)濃度和手指溫度進(jìn)行無線傳輸至終端機(jī)的無線模塊和提供電能的電源模塊。

優(yōu)選地，檢測(cè)模塊由近紅外發(fā)射模塊、近紅外檢測(cè)模塊和溫度傳感器組成。

優(yōu)選地，近紅外發(fā)射模塊含有一個(gè)可向指骨上方組織發(fā)出波長為1500nm近紅外光的近紅外發(fā)光二極管。因?yàn)樵诓ㄩL1500nm附近有一強(qiáng)度較好的吸收峰。

優(yōu)選地，近紅外檢測(cè)模塊由近紅外光敏二極管，升壓模塊，信號(hào)放大模塊，模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊組成，所述近紅外檢測(cè)模塊可探測(cè)到從指骨上方組織出來的近紅外光并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

優(yōu)選地，無線模塊由藍(lán)牙無線單片機(jī)及其外圍電路和與藍(lán)牙無線單片機(jī)相連的天線組成。

優(yōu)選地，升壓模塊由DC/DC升壓芯片及其外圍電路組成，所述的升壓模塊為近紅外光敏二極管提供反向電壓。

優(yōu)選地，信號(hào)放大模塊由互阻抗放大器(TIA)及其外圍電路組成，所述信號(hào)放大模塊可將近紅外光敏二極管產(chǎn)生的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并傳送至模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。

優(yōu)選地，模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊由16位分辨率的模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(ADC)及其外圍電路組成，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊可將由信號(hào)放大模塊傳送過來的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并將其傳送至藍(lán)牙無線單片機(jī)。

優(yōu)選地，電源模塊由彎曲的鋰聚合物電池，穩(wěn)壓器及其外圍電路組成，所述穩(wěn)壓器為低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)。

優(yōu)選地，終端機(jī)可以是智能手機(jī)，平板電腦，個(gè)人計(jì)算機(jī)。

本發(fā)明的有益效果是，可以獲知用戶的細(xì)胞外液離子濃度相對(duì)值，通過終端機(jī)提醒用戶什么時(shí)候喝多少量的水，用戶還可以在終端機(jī)查看自己一整天補(bǔ)水是否充足等信息。同時(shí)，獲知用戶手指溫度，通過終端機(jī)告訴用戶穿衣保暖是否足夠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的主要組成部分

圖2是智能戒指主要測(cè)量部位，圖中圓圈所示部位為主要測(cè)量部位

圖3是電源模塊及其電路圖

圖4是無線模塊及其電路圖

圖5是近紅外發(fā)射模塊及其電路圖

圖6是近紅外光敏二極管和信號(hào)放大模塊及它們的電路圖

圖7是升壓模塊及其電路圖

圖8是模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊及其電路圖

圖9是實(shí)施例中的智能戒指由圓圈狀被斷開后拉直圖

具體實(shí)施方式

如圖3，電源模塊(3)由彎曲的鋰聚合物電池(31)，穩(wěn)壓器及其外圍電路組成，所述穩(wěn)壓器為低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)(32)。對(duì)于LDO，本實(shí)施例選用的是TOREX公司的XC6222。其管腳依次是a：VIN、b：NC、c：VOUT、d：NC、e：VSS、f：CE。采用USP-6C封裝，其尺寸為1.8*2*0.5(單位：mm)LDO通過VOUT管腳輸出穩(wěn)定電源供給整個(gè)電路。

如圖4，無線模塊(2)由藍(lán)牙無線單片機(jī)(21)及其外圍電路和與藍(lán)牙無線單片機(jī)相連的天線(22)組成。對(duì)于藍(lán)牙無線單片機(jī)，本實(shí)施例選用的是TI公司的cc2640。其管腳依次是a：RF_P、b：RF_N、c：VSS、d：RX_TX、e：X32K_Q1、f：X32K_Q2、g：VSS、h：DIO_0、i：DIO_1、j：DIO_2、k：VDDS2、l：DCOUPL、m：JTAG_TMSC、n：JTAG_TCKC、o：DIO_3、p：DIO_4、q：VSS、r：DCDC_SW、s：VDDS_DCDC、t：VSS、u：RESET_N、v：DIO_5、w：DIO_6、x：DIO_7、y：DIO_8、z：DIO_9、aa：VDDS、bb：VDDR、cc：VSS、dd：X24M_N、ee：X24M_P、ff：VDDR_RF。采用RSM封裝，其尺寸為4*4*1(單位：mm)。

如圖5，近紅外發(fā)射模塊(11)含有一個(gè)可向指骨上方組織(4)發(fā)出波長為1500nm近紅外光的近紅外發(fā)光二極管(111)。對(duì)于近紅外發(fā)光二極管，本實(shí)施例選用的是KYOSEMI公司的KEDE1458K。它由三極管驅(qū)動(dòng)和由cc2640控制其發(fā)光間隔及發(fā)光時(shí)間。

如圖6，對(duì)于近紅外光敏二極管(5)，本實(shí)施例選用的是HAMAMATSU公司的G12180。

信號(hào)放大模塊(7)由互阻抗放大器(TIA)(71)及其外圍電路組成，所述信號(hào)放大模塊(7)可將近紅外光敏二極管(5)產(chǎn)生的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并傳送至模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(8)。對(duì)于TIA，本實(shí)施例選用的是TI公司的ONET8551T。其管腳依次是a：BW0、b：GND、c：GND、d：BW1、e：GND、f：OUT-、g：GND、h：RSS_EB、i：RSS_IB、j：NC、k：GND、l：FILTER2、m：IN、n：FILTER、o：GND、p：VCC_IN、q：VCC_OUT、r：GND、s：OUT+、t：GND。其尺寸為3.2*1.5*0.75(單位：mm)。

如圖7，升壓模塊(6)由DC/DC升壓芯片(61)及其外圍電路組成，所述升壓模塊(6)為近紅外光敏二極管(5)提供10V的反向電壓。對(duì)于DC/DC升壓芯片，本實(shí)施例選用的是TI公司的TPS61040DBVRG4。其管腳依次是a：SW、b：FB、c：GND、d：EN、e：VIN。其尺寸為3*2*1.5(單位：mm)。其EN管腳與cc2640的DIO_5相連，由cc2640控制其開關(guān)。

如圖8，模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(8)由16位分辨率的模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(ADC)(81)及其外圍電路組成，相比cc2640集成的12位ADC，(81)具有更高分辨率。所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊可將由信號(hào)放大模塊(7)傳送過來的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并將其傳送至藍(lán)牙無線單片機(jī)(21)。對(duì)于ADC(81)，本實(shí)施例選用的是TI公司的ADS1100AOIDBVR。其管腳依次是a：VIN-、b：VDD、c：SDA、d：SCL、e：GND、f：VIN+。其尺寸為3*1.7*1.5(單位：mm)。(81)的SCL管腳和SDA管腳分別與cc2640的DIO_8、DIO_9相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_認(rèn)和進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

對(duì)于溫度傳感器(13)，本實(shí)施例選用cc2640內(nèi)部集成的溫度傳感器。

如圖9，本實(shí)施例的智能戒指的拉直圖以及各主要元件的分布位置。

以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，例如制成其他智能可穿戴產(chǎn)品。因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。