智能穿戴设备的“器官”：心率传感器

　　授人以鱼不如授人以渔!面对市面上这么多杂乱无章的“垃圾”，小编不想去误导读者的价值取向和选择意向。小编我只想从行业产品本身的功能技术原理出发，给大家分享一下小编的个人见解，希望能对大家在购买时起到一定的帮助。

　　好了废话不多说，下面进入干货时刻。(P.S：部分资料查自网络)

　　智能手环应该是现阶段除了VR眼镜，大家入手最多的智能产品了，因为价格低廉，普及率也远远大于智能手表和其他一些昂贵的智能硬件。而智能手环可以大体分为带心率监测功能的手环和普通手环，今天小编我就以智能手环的心率传感器精准度而言，给大家聊聊这玩意儿的技术含量!(部分资料查自网络)

　　从技术的角度大体上可以分为两种类型：

　　第一种：PPG 光电容积脉搏波描记法原理

　　(Photo Plethysmo Graphy)

　　简单来说，就是反射而已，利用血液中透光率的脉动变化，折算成电信号，通过软件算法转换，对应的就是心率。

　　市面上代表的产品：Fitbit charge

　　

 

　　当一定波长的光束照射到指端皮肤表面时，光束将通过透射或反射方式传送到光电接收器，在此过程中由于受到指，端皮肤肌肉和血液的吸收衰减作用，检测器检测到的光强度将减弱。其中皮肤、肌肉组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的，而皮肤内的血液，容积在心脏作用下呈搏动性变化。当心脏收缩时外周血容量最多光吸收量也最大，检测到的光强度最小。而在心脏舒张时，正好相反，检测到的光强度最大，使光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化。

　　那肯定就有人想问为什么常见的都是绿色LED?

　　因为在血液这种红色液体面前，绿光的吸收率是最大的，对于数据判断是比较准确的。

　　当用户的心脏跳动时，会有更多的血液流过用户的手腕，绿光的吸收量也会越大。在心脏跳动间隙，血液流量减少，导致绿光的吸收也会减少。

　　举个例子，假设手环的发光数值为100，皮肤肌肉组织吸收恒定的10，血液总吸收为15，那反射后为100-10*2-15=65，然后动脉血过来，红细胞含氧增多，血液总吸收变成了2被，那反射后为50，

　　之后会一直处于65-50-65-50-65-50-65-50-65-50……，通过计算每秒多少次脉冲变化，就得出你的心率。

　　这种方法的的原理也是它所存在的缺点，如果手环和皮肤直接有很多汗液呢?那数值就会不准确。

　　如果你的数值是这样变化，65-50-65-50-65-50-66-51-62-50-65等，这也会让机器蒙逼了。

　　总的来说这种方法测量静息脉搏和正常有规则运动(跑步等)还是比较准的，但对于无规则的运动，如足球羽毛球等无规则运动，举例所说的假设数值会乱蹦，会稍微准确度下降。但也是相差几个数值来说，对于非专业人士，小编我感觉应该足够了吧。

　　第二种：心电信号测量，类似ECG(心电图)

　　这个说的简单点，其实有点类似你去医院做过的心电图。不同的是，医院需要在心口、脚上、手腕上都要加上电极，需要测量更多的数据，而腕式手表就不需要那么多数据，仅仅心率就够了。

　　简单来说，心脏周围的组织和体液都能导电，因此可将人体看成为一个具有长、宽、厚三度空间的容积导体。心脏好比电源，无数心肌细胞动作电位变化的总和可以传导并反映到体表。在体表很多点之间存在着电位差，也有很多点彼此之间无电位差是等电的。通过收集到的电极变化，经过算法处理，可以还原出很多数值，其中可以还原出心率数值。

　　

 

　　

 

　　(图片看看就算了，如果侵权联系我删除)

　　每次心跳，人的体表都会有微小的电极变化，而捕捉到这些电极变化，再经过算法就可以还原出心率跳动的频率。据我所知，手环内，好像jawBong UP 3采用的是心电测量技术，其它大部分都是光电技术。截图为例

　　

 

　　至于心率带，一般也都采用心电测量，检测体表电极变化，还原出心率数值。

　　再多说几句，心率带有硬性和软性两种材料，区别很简单，看是不是有柔性薄膜电极。通常情况下，有柔性薄膜电极的数值会准确一点，而且沾点水会更紧密些。(想想我去测量一些对比心率数值时，会偶尔用嘴舔下然后粘上去，画面不敢想象)

　　为什么要用柔性薄膜点击?

　　柔性薄膜电极可以紧密地贴住胸部轮廓，光滑的电极表面沾水后会产生很强的吸附性，牢牢地粘附在皮肤表面，大大降低了运动中胸带位移摩擦对心率信号的干扰。目前主流的心率表厂家比如POLAR 博能,, Suunto 松拓, GARMIN 佳明，MIO迈欧等等都有相关产品，小编我就不做广告了。

　　那么有人问心电测量有什么缺点?

　　这个必须有啊。想象你做心电图的时候，一次都要百十块钱，凭什么啊?因为数据处理复杂，它测量的电极变化中，不仅仅只有心率数据而已，还有更多的信息，心率只是其中很小的数据，各个组织器官正常和病变情况下的数据也都是不同的。微小的变化，是好事也是坏事，一方面精准，一方面更难把控。