本發(fā)明涉及一種檢測方法與裝置，特別是涉及一種檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的方法與裝置以及包含該裝置的可穿戴設(shè)備。

背景技術(shù)：

諸如手環(huán)的可穿戴設(shè)備的體積很小，內(nèi)部空間有限，所以電池容量體積也很小，容量有限。因此，要想達(dá)到長時間使用，必須把功耗做到很低。而可穿戴設(shè)備中的心率檢測單元是非常耗電的模塊，在正常佩戴時，會開啟心率功能來進(jìn)行心率測量。但是，如果手環(huán)被摘取下來放著不用的時候，就需要及時關(guān)閉心率測量，減少不必要的功耗。而且，心率測量一直開啟，LED燈會一直閃爍發(fā)亮，也會影響到用戶的日常生活。比如睡覺的時候，把手環(huán)放在桌子上，LED燈一直閃爍會影響睡眠，甚至半夜醒來看到綠光閃爍，會造成驚嚇。

為了識別可穿戴設(shè)備是否佩戴，現(xiàn)有的方案有如下幾種：（1）在可穿戴設(shè)備的腕帶上增加電路及接觸點(diǎn)，通過判斷電路是否導(dǎo)通的方式來進(jìn)行識別；如果腕帶上的電路導(dǎo)通，就判斷為佩戴狀態(tài)；如果電路沒導(dǎo)通，判斷為未佩戴狀態(tài)；（2）通過手環(huán)的加速度傳感器在三個軸向的加速度值是否與手環(huán)預(yù)設(shè)的特征范圍相一致，如果所述三個軸向的加速度值與預(yù)設(shè)的特征范圍相一致，進(jìn)一步輔助心率檢測器檢測到的心率值，根據(jù)所述心率值確定手環(huán)是否處于未佩戴狀態(tài)。

但是，通過在腕帶上增加電路及接觸點(diǎn)的方式判斷手環(huán)是否佩戴的方法，首先，需要增加電子元器件來實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而會增加產(chǎn)品的成本；其次，腕帶上增加電路，必然增加功耗，減弱手環(huán)的續(xù)航能力；再次，還會帶來結(jié)構(gòu)設(shè)計上的難度，以及手環(huán)主體和腕帶之間的電連通性問題，增加手環(huán)的工藝難度，實(shí)現(xiàn)難度大。另外，通過三軸加速度特征范圍與預(yù)設(shè)范圍比較，輔助心率值來判定手環(huán)是否佩戴的方法，雖然不用增加額外的成本或結(jié)構(gòu)，但心率測量期間會受到如環(huán)境光、佩戴的方式、佩戴的位置等因素的影響，影響信號質(zhì)量，且耗費(fèi)過多時間去采集信號數(shù)據(jù)，占用CPU資源去計算心率值，導(dǎo)致判斷時間也會加長，且也會增加設(shè)備功耗。

因此，需要一種不增加額外的結(jié)構(gòu)，不增加設(shè)計難度，并且計算簡單、耗時短、可減少功耗的方式來識別手環(huán)是否處于佩戴狀態(tài)，在不佩戴的時候就關(guān)閉包括LED燈在內(nèi)的心率檢測單元，減少功耗，以及減少對生活的不良影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的方法與裝置以及包含該裝置的可穿戴設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：

按照本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的方法，其中所述可穿戴設(shè)備包括心率檢測單元，所述方法包括：計算步驟，根據(jù)用于檢測心率的光打開和關(guān)閉情況下采集的光信號，計算差分信號值DCVAL；以及第一判斷步驟，根據(jù)DCVAL小于等于預(yù)定的下限值、大于預(yù)定的下限值而小于等于預(yù)定的上限值、以及大于預(yù)定的上限值而小于最大值，確定其處于未佩戴范圍、正常范圍、以及溢出范圍；其中DCVAL處于正常范圍時，確定可穿戴設(shè)備為佩戴狀態(tài)。

按照一個實(shí)施例，所述的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的方法還包括構(gòu)建步驟，通過將用于產(chǎn)生檢測光的電流Current和計算差分信號值時采用的增益Gain從小到大各分為三級，組合成從低到高的九種配置，并利用通過測量數(shù)據(jù)分析得到的下述公式，計算并構(gòu)建DCVAL在目標(biāo)配置與當(dāng)前配置間關(guān)系值的查找表：

DCVAL=C*α^Current*β^Gain，

其中C為基礎(chǔ)變化量，α電流變化量，β為增益變化量。

按照又一個實(shí)施例，所述的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的方法還包括第二判斷步驟，用于在第一判斷步驟確定DCVAL處于未佩戴范圍時，判斷Current和Gain配置是否為最高配置，如果是，則確定可穿戴設(shè)備為未佩戴狀態(tài)；否則，根據(jù)Current和Gain當(dāng)前配置查表得到相應(yīng)的最低目標(biāo)配置和最高目標(biāo)配置對應(yīng)的關(guān)系值，計算得到DCVAL變化的范圍DCVAL_min1和DCVAL_max1，取DCVAL _max1返回第一判斷步驟再次進(jìn)行判斷。

按照另一個實(shí)施例，所述的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的方法還包括第三判斷步驟，用于在第一判斷步驟確定DCVAL處于溢出范圍時，判斷Current和Gain配置是否處于最低配置，如果是，則確定可穿戴設(shè)備為未佩戴狀態(tài)；否則，根據(jù)Current和Gain當(dāng)前配置查表得到相應(yīng)的最低目標(biāo)配置和最高目標(biāo)配置對應(yīng)的關(guān)系值，計算得到DCVAL變化的范圍DCVAL_min2和DCVAL_max2，取DCVAL_min2返回第一判斷步驟再次進(jìn)行判斷。

按照再一個實(shí)施例，所述的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的方法還包括運(yùn)動狀態(tài)檢測步驟，根據(jù)預(yù)定時間內(nèi)以預(yù)定頻率檢測的加速度數(shù)據(jù)中每相鄰兩個數(shù)據(jù)之差的絕對值之和是否超過預(yù)定閾值，確定可穿戴設(shè)備是否處于運(yùn)動狀態(tài)；其中確定可穿戴設(shè)備處于運(yùn)動狀態(tài)時，認(rèn)定可穿戴設(shè)備為佩戴狀態(tài)，否則進(jìn)行進(jìn)一步判斷。

按照其他一個實(shí)施例，所述的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的方法還包括控制步驟，用于在確定可穿戴設(shè)備為未佩戴狀態(tài)時，控制心率檢測單元關(guān)閉。

按照本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，提供一種用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的裝置，其中所述可穿戴設(shè)備包括心率檢測單元，所述裝置包括：計算模塊，根據(jù)用于檢測心率的光打開和關(guān)閉情況下采集的光信號，計算差分信號值DCVAL；以及第一判斷模塊，根據(jù)DCVAL小于等于預(yù)定的下限值、大于預(yù)定的下限值而小于等于預(yù)定的上限值、以及大于預(yù)定的上限值而小于最大值，確定其處于未佩戴范圍、正常范圍、以及溢出范圍；其中DCVAL值處于正常范圍時，確定可穿戴設(shè)備為佩戴狀態(tài)。

按照一個實(shí)施例，所述的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的裝置還包括構(gòu)建模塊，通過將用于產(chǎn)生檢測光的電流Current和計算差分信號值時采用的增益Gain從小到大各分為三級，組合成從低到高九種配置，并利用通過測量數(shù)據(jù)分析得到的下述公式，計算并構(gòu)建DCVAL在目標(biāo)配置與當(dāng)前配置間關(guān)系值的查找表：

DCVAL=C*α^Current*β^Gain，

其中C為基礎(chǔ)變化量，α為電流變化量，β為增益變化量。

按照又一個實(shí)施例，所述的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的裝置還包括第二判斷模塊，用于在第一判斷模塊確定DCVAL處于未佩戴范圍時，判斷Current和Gain配置是否處于最高配置，如果是，則確定可穿戴設(shè)備為未佩戴狀態(tài)；否則，根據(jù)Current和Gain當(dāng)前配置查表得到相應(yīng)的最低目標(biāo)配置和最高目標(biāo)配置對應(yīng)的關(guān)系值，計算得到DCVAL變化的范圍DCVAL_min1和DCVAL_max1，取DCVAL _max1返回第一判斷模塊再次進(jìn)行判斷。

按照另一個實(shí)施例，所述的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的裝置還包括第三判斷模塊，用于在第一判斷模塊確定DCVAL值處于溢出范圍時，判斷Current和Gain配置是否處于最低配置，如果是，則確定可穿戴設(shè)備為未佩戴狀態(tài)；否則，根據(jù)Current和Gain當(dāng)前配置查表得到相應(yīng)的最低目標(biāo)配置和最高目標(biāo)配置對應(yīng)的關(guān)系值，計算得到DCVAL變化的范圍DCVAL_min2和DCVAL_max2，取DCVAL_min2返回第一判斷模塊再次進(jìn)行判斷。

按照再一個實(shí)施例，所述的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的裝置還包括運(yùn)動狀態(tài)檢測模塊，根據(jù)預(yù)定時間內(nèi)以預(yù)定頻率檢測的加速度數(shù)據(jù)中每相鄰兩個數(shù)據(jù)之差的絕對值之和是否超過預(yù)定閾值，確定可穿戴設(shè)備是否處于運(yùn)動狀態(tài)；其中確定可穿戴設(shè)備處于運(yùn)動狀態(tài)時，認(rèn)定可穿戴設(shè)備為佩戴狀態(tài)，否則進(jìn)行進(jìn)一步判斷。

按照其他一個實(shí)施例，所述的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的裝置還包括控制模塊，用于在確定可穿戴設(shè)備為未佩戴狀態(tài)時，控制心率檢測單元關(guān)閉。

按照本發(fā)明實(shí)施例的第三方面，提供一種可穿戴設(shè)備，其中包括按照本發(fā)明實(shí)施例第二方面所述的裝置。

按照本發(fā)明實(shí)施例的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的方法與裝置以及包含該裝置的可穿戴設(shè)備，不增加額外的結(jié)構(gòu)，不增加設(shè)計難度，能夠以計算簡單、耗時短、可減少功耗的方式來識別可穿戴設(shè)備是否處于佩戴狀態(tài)，并可在確定可穿戴設(shè)備未被佩戴時，關(guān)閉包括LED燈在內(nèi)的心率檢測單元，減少功耗，以及減少對生活的不良影響。

下面將結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體說明，其中相同或基本相同的部件采用相同的附圖標(biāo)記指示。

附圖說明

圖1是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的方法的示意性流程圖；

圖2是按照本發(fā)明一個實(shí)例的檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的流程圖；

圖3是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的裝置的示意性結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

當(dāng)光照透過皮膚組織再反射到光敏傳感器時，光照有一定的衰減。在檢測部位沒有大幅度運(yùn)動的情況下，像肌肉、骨骼、靜脈和其他連接組織等等，對光的吸收是基本不變的。但是，血液不同，由于血管里血液的流動，某一位置的血管容積會發(fā)生變化，那么對光的吸收相應(yīng)也有所變化。當(dāng)把光轉(zhuǎn)換成電信號時，正是由于血管對光的吸收有變化而其他組織對光的吸收基本不變，得到的信號就可以分為直流DC信號（反射信號的強(qiáng)度）和交流AC信號（反射信號的變化量）。提取其中的AC信號，就能反應(yīng)出血液流動的特點(diǎn)。這種技術(shù)叫做光電容積脈搏波描記法（PPG）。

利用PPG技術(shù)來檢測心率是目前可穿戴設(shè)備檢測心率的主流技術(shù)，如手環(huán)對腕部發(fā)射綠光，再采集從人體組織反射回來的光信號。血管內(nèi)的血液隨著心臟的收縮和舒張導(dǎo)致容積發(fā)生脈沖式的變化，檢測光照射到人體組織后再反射回來，手環(huán)接收到的反射光強(qiáng)度也會隨著變化，從而得到一個變化的信號。然后，再經(jīng)過處理和計算，可得到心率值。

如圖1所示，是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的方法的示意性流程圖，主要包括：計算步驟102，以及第一判斷步驟104。在其他實(shí)施例中，還可選地包括：運(yùn)動狀態(tài)檢測步驟100，構(gòu)建步驟106，第二判斷步驟108，第三判斷步驟110，和/或控制步驟112。其中可穿戴設(shè)備包括但不限于手環(huán)、手表等，且包含心率檢測單元。下面對這些步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。

在運(yùn)動狀態(tài)檢測步驟100中，利用可穿戴設(shè)備中的加速度傳感器（例如三軸加速度傳感器）采集加速度數(shù)據(jù)，通過對加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計算一定時間內(nèi)加速度值的變化量，來判斷可穿戴設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)動狀態(tài)。具體來說，在一個實(shí)施例中，把以例如25Hz頻率采樣的加速度數(shù)據(jù)（Accval），每取25組數(shù)據(jù)（即1秒鐘的數(shù)據(jù)），通過下面的公式計算每兩組相鄰數(shù)據(jù)的差的絕對值的和AccSum，把AccSum稱為動作變化量：

AccSum=， 公式（1）

其中n表示數(shù)據(jù)采集的序號；在其他實(shí)施例中，n還可以采用不同于25的其他數(shù)值。

設(shè)備靜止放置時，由于在加速度獲取時，檢測加速度的加速度傳感器在檢測時存在偏差范圍，加速度值會存在±1范圍內(nèi)的偏差。因此，使用公式（1）計算1s動作變化量時，偏差值在0-75的范圍變動。另外，用戶的行為也會造成三軸加速度值出現(xiàn)變化。例如，把設(shè)備放置在桌子上，桌子發(fā)生任何情況的位置變化時，設(shè)備的加速度傳感器會采集到加速度變化，產(chǎn)生動作變化量。利用動作變化量來判斷設(shè)備是否處于佩戴狀態(tài)時，需要進(jìn)一步對動作變化量過濾處理。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，測量出的最大允許干擾的動作變化量在100-125范圍內(nèi)。進(jìn)一步計算靜止最大偏差值與最大允許干擾動作量的和，即75+125=200，作為判斷運(yùn)動狀態(tài)的預(yù)定閾值。其中需要注意，動作變化量為采樣值，即對信號的計數(shù)值，單位是“個”或者可以忽略單位。另外，在其他實(shí)施例中，不排除可以采用200左右的其他值作為用于運(yùn)動狀態(tài)判定的閾值，例如150-250。

然后，通過判斷AccSum與預(yù)定閾值的大小，判斷設(shè)備的運(yùn)動狀態(tài)：如果 AccSum≤預(yù)定閾值，則認(rèn)為是靜止?fàn)顟B(tài)；如果 AccSum＞預(yù)定閾值，則認(rèn)為是運(yùn)動狀態(tài)。

靜止?fàn)顟B(tài)下，可以通過DCVAL的范圍，結(jié)合心率測量的配置參數(shù)，進(jìn)行進(jìn)一步的判斷，確定是佩戴狀態(tài)或者是未佩戴狀態(tài)。運(yùn)動狀態(tài)下，可以認(rèn)為是佩戴狀態(tài)。通過對動作變化量的判斷，可以完成佩戴檢測的初步判斷，為后續(xù)的判斷降低了判斷難度，并且需要判斷的程序減少了，大大提高了判斷的效率。

在計算步驟102中，根據(jù)用于檢測心率的光打開和關(guān)閉情況下采集的光信號，計算差分信號值DCVAL。具體來說，可穿戴設(shè)備的心率測量單元包括用于發(fā)射檢測心率光線的照射裝置例如LED燈（發(fā)射光線）和光接收傳感器（接收反射的發(fā)射光線和其他可被接收的環(huán)境光）。DCVAL是在一次測量中進(jìn)行兩次數(shù)據(jù)采集再通過計算得到的。當(dāng)光接收器采集光線信號時，如LED燈開啟時，采集LED燈發(fā)射出的光的反射光和環(huán)境光得到模擬信號A1；如LED燈關(guān)閉時，僅采集環(huán)境光得到模擬信號A2，在很短的時間內(nèi)（如1ms）采集了兩次信號得到A1和A2后，經(jīng)過濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換，分別得到數(shù)字信號DC1和DC2，進(jìn)一步進(jìn)行差分處理和增益處理，得到DCVAL。

差分處理即是將兩個信號值DC1和DC2相減，即DC1減去DC2求差值；然后，將差值經(jīng)過處理例如增益（Gain，可以認(rèn)為是對信號的放大），得到DCVAL，即DCVAL=（DC1-DC2）*Gain倍數(shù)。得到的DCVAL是經(jīng)過差分處理的信號值，已經(jīng)過濾掉了環(huán)境光產(chǎn)生的信號值部分，只包含LED燈發(fā)射的光從人體組織反射回來的光的信號，僅反映了LED燈發(fā)射光的反射光，不受到外界環(huán)境光的影響。進(jìn)一步，DCVAL只與LED燈發(fā)射光的強(qiáng)度、用戶組織的個體性有關(guān)。那么，對于一個用戶來講，在一次測量過程中，DCVAL的變化只與LED燈發(fā)射光的強(qiáng)度有關(guān)。

在第一判斷步驟104中，根據(jù)DCVAL值小于等于預(yù)定的下限值、大于預(yù)定的下限值而小于等于預(yù)定的上限值、以及大于預(yù)定的上限值而小于最大值，確定其處于未佩戴范圍、正常范圍、以及溢出范圍；其中DCVAL值處于正常范圍時，確定可穿戴設(shè)備為佩戴狀態(tài)。具體來說，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到，如果LED發(fā)出的光沒有反射回來，只接收到環(huán)境光的信號時，DCVAL會變得很小，DCVAL處于最大值的15%以下；隨著LED發(fā)出的反射光逐漸增強(qiáng)，DCVAL會逐漸變大，在DCVAL大于等于最大值的85%時，趨于飽和狀態(tài)，達(dá)到峰值之后不會再變化。在用戶佩戴的情況下，LED發(fā)出的光有部分會被人體反射回來，有部分會被人體吸收，不會出現(xiàn)如前面所述情況。根據(jù)DCVAL的下限值和上限值，把DCVAL值劃分為三個等級，具體如下：

等級1：0≤DCVAL≤DCVAL_max*15% ，定義為未佩戴范圍；

等級2：DCVAL_max*15%＜DCVAL≤DCVAL_max*85%，定義為正常范圍；

等級3：DCVAL_max*85%＜DCVAL≤DCVAL_max，定義為溢出范圍；

其中，DCVAL_max為DCVAL的最大值；對同一設(shè)備，DCVAL_max是固定的值，最大值為65535。

如當(dāng)DCVAL從等級2變化到等級1或者等級3時，可以對DCVAL進(jìn)行預(yù)測性調(diào)整。預(yù)測性調(diào)整的方法具體見下面的描述。

在構(gòu)建步驟106中，計算并構(gòu)建DCVAL值在目標(biāo)配置與當(dāng)前配置間關(guān)系值的查找表。具體來說，正常佩戴設(shè)備時，當(dāng)LED燈光線強(qiáng)度越大，DCVAL就越大。LED燈的光線強(qiáng)度主要影響因素是電流，而DCVAL的影響因素包括電流（Current)和增益（Gain）兩個參數(shù)，其中Current表示LED燈供應(yīng)電流的大小，Gain表示信號處理過程中對信號的放大倍數(shù)。

把心率測量時使用的Current和Gain分級，如可以分別分為從小到大三個等級，Current和Gain的級別與參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系如下：

Current等級C1，LED燈Current為5.8mA；

Current等級C2，LED燈Current為8.7mA；

Current等級C3，LED燈Current為13.2mA；

Gain等級G1，信號放大倍數(shù)為1倍；

Gain等級G2，信號放大倍數(shù)為2倍；以及

Gain等級G3，信號放大倍數(shù)為4倍。

把Current和Gain兩個參數(shù)進(jìn)行排列組合，得到如下配置參數(shù)表。

表1 心率測量單元配置參數(shù)表

一個Current與一個Gain確定一個心率測量單元配置。從表1可以看到，三個等級Current和三個等級的Gain組合成九個配置，把配置（1,1）定為最低配置，配置（3,3）定為最高配置，其余作為正常配置。

在心率DCVAL采集過程中，由于手臂擺動或肌肉扭動等其他情況，會出現(xiàn)設(shè)備與手臂的相對滑動，導(dǎo)致DCVAL不穩(wěn)定，出現(xiàn)基線漂移即抖動信號，不便于后續(xù)判斷。為了能夠過濾掉抖動信號，獲得平穩(wěn)信號，對一定時間（例如1秒時間）內(nèi)的DCVAL求均值，所得均值認(rèn)為是穩(wěn)定值DCVAL_avg，計算公式如下：

DCVAL_avg=， 公式（2）

其中n表示數(shù)據(jù)個數(shù)。

利用表1中的配置，使用標(biāo)準(zhǔn)色卡，采用基本相同的測量距離（例如1mm），分別測量例如5個DCVAL，取5個測量值的平均值作為穩(wěn)定測量值，用來分析Current和Gain與DCVAL之間的關(guān)系。

由于Current和Gain都是影響DCVAL的因素，需要先讓其中一個參數(shù)Gain不變，調(diào)節(jié)另外一個參數(shù)Current，觀察DCVAL的變化情況，得到Current與DCVAL的關(guān)系；接著反過來，讓參數(shù)Current保持不變，調(diào)節(jié)參數(shù)Gain，觀察DCVAL的變化情況，得到Gain與DCVAL的關(guān)系。

采集9個DCVAL，采集數(shù)據(jù)如下：

（1）當(dāng)Current=1，Gain=1時，得到DCVAL₁₁=9832；

（2）當(dāng)Current=2, Gain=1時，得到DCVAL₂₁=15097；

（3）當(dāng)Current=3, Gain=1時，得到DCVAL₃₁=23182；

（4）當(dāng)Current=1，Gain=2時，得到DCVAL₁₂=19673；

（5）當(dāng)Current=2, Gain=2時，得到DCVAL₂₂=30209；

（6）當(dāng)Current=3，Gain=2時，得到DCVAL₃₂=46387；

（7）當(dāng)Current=1, Gain=3時，得到DCVAL₁₃=39366；

（8）當(dāng)Current=2, Gain=3時，得到DCVAL₂₃=60448；

（9）當(dāng)Current=3，Gain=3時，得到DCVAL₃₃=65535。

根據(jù)測量數(shù)據(jù)分析，在（1）、（2）和（3）測量中，增益不變，電流遞增一級時，從DCVAL₁₁變化到DCVAL₂₁，DCVAL₂₁變化到DCVAL₃₁的兩次變化的關(guān)系值分別為k₁₁=15097/9832≈1.5，k₁₂=23182/15097≈1.5；在（1）、（4）和（7）測量中，電流不變，增益遞增一級時，從DCVAL₁₁變化到DCVAL₁₂，DCVAL₁₂變化到DCVAL₁₃的兩次變化的關(guān)系值分別為k₂₁=19673/9832≈2.0，k₂₂=39366/19673≈2.0；依次類推，可以發(fā)現(xiàn)，增益不變，電流每增加一級，DCVAL增大接近1.5倍；電流不變，增益每增加一級，DCVAL增大接近2.0倍。通過以上變化規(guī)律，得出Current、Gain與DCVAL的關(guān)系式為：

， 公式（3）

其中C為基礎(chǔ)變化量，α電流變化量，β為增益變化量。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到，α=1.5，β=2.0。相同型號的設(shè)備，即在相同硬件條件下（如同一款手環(huán)），其電路、元器件、結(jié)構(gòu)都是相同的，α和β是固定值。上述公式（3）只是用來預(yù)估不同配置下的DCVAL可調(diào)節(jié)范圍，是一個相對寬泛的值。并且，由于血液流動，DCVAL本身存在基線漂移，DCVAL會在一定范圍內(nèi)變化，預(yù)估值不需要非常的準(zhǔn)確，此公式已經(jīng)可以滿足需求。

利用公式（3）和表1配置，分別計算出每一個配置對應(yīng)的DCVAL。例如第1行第1列配置是Current=1，Gain=1，通過公式（3）得到DCVAL=1.5*2*C=3.5*C。把每一個配置按照DCVAL的變化關(guān)系，建立如下關(guān)系表。

表2 Current、Gain與DCVAL的遞增關(guān)系表

表2由心率測量單元的當(dāng)前配置（位于第1列的數(shù)字部分，從上到下按從小到大的順序排列），目標(biāo)配置（位于第1行的數(shù)字部分，從左到右按從小到大的順序排列），以及當(dāng)前配置與目標(biāo)配置的對應(yīng)的DCVAL的關(guān)系值（表格中其余的數(shù)字部分）構(gòu)成，方便根據(jù)排列順序來查找更大范圍的配置或DCVAL。使用時，先找到當(dāng)前配置在第一列的位置，然后在該位置對應(yīng)的一行內(nèi)查找關(guān)系值，再根據(jù)目標(biāo)DCVAL查找配置，或者根據(jù)目標(biāo)配置來查找DCVAL。另外，在其他實(shí)施例中，還可以調(diào)換表2的行列，當(dāng)然表中的關(guān)系值也做相應(yīng)調(diào)整。

依據(jù)表2，可以較方便的根據(jù)設(shè)備配置1（當(dāng)前配置）和當(dāng)前配置1對應(yīng)的DCVAL₁，預(yù)測出改變配置后對應(yīng)的DCVAL_min1和DCVAL_max1，從而得到DCVAL的變化范圍，不需要實(shí)際去設(shè)置心率測量單元的參數(shù)，僅通過查找已知的Current、Gain與DCVAL變化關(guān)系表。例如，當(dāng)前心率測量單元的配置為Current=2，Gain=2，DCVAL₁=19000，那么經(jīng)過調(diào)整配置后DCVAL的變化范圍是19000*0.333（變化范圍的最小值）至19000*3.0（變化范圍的最大值），即體現(xiàn)了以本表格為依據(jù)的預(yù)測功能。

依據(jù)表2，還可以直接查找出設(shè)備更改到配置2（目標(biāo)配置）對應(yīng)的DCVAL₂。例如，當(dāng)前心率測量單元的配置為Current=2，Gain=2，平均DCVAL為DCVAL₁=19000，如果平均DCVAL偏小，就需要調(diào)大Current和Gain，以獲得較大的值。如果需要調(diào)整到Current=3，Gain=3，首先查找到當(dāng)前配置的位置即表2的第1列第5行；然后，查找目標(biāo)配置的位置即表2中的第1行第9列；最后，通過剛才得到的行和列找到從Current=2，Gain=2，調(diào)整到Current=3，Gain=3時，DCVAL的變化關(guān)系為3.000倍，即DCVAL₂=3.000*19000=57000。

利用表2來直接查詢目標(biāo)配置或DCVAL，或預(yù)測DCVAL的方式，不需要實(shí)際的修改心率測量單元的配置以及進(jìn)行實(shí)際采樣即可以得到，節(jié)省了修改配置和采樣時間，也減少了程序的復(fù)雜度。相同的硬件條件下，上述的各參數(shù)及關(guān)系為固定值，可穿戴設(shè)備在出廠前均對數(shù)據(jù)關(guān)系及處理的過程做出設(shè)置。

在第二判斷步驟108中，當(dāng)在第一判斷步驟確定DCVAL值處于未佩戴范圍時，判斷Current和Gain配置是否處于最高配置，如果是，則確定可穿戴設(shè)備為未佩戴狀態(tài)；否則，根據(jù)Current和Gain當(dāng)前配置查表得到相應(yīng)的最低目標(biāo)配置和最高目標(biāo)配置對應(yīng)的關(guān)系值，計算得到DCVAL變化的范圍DCVAL_min1和DCVAL_max1，取DCVAL _max1返回第一判斷步驟104再次進(jìn)行判斷。例如，如果當(dāng)前DCVAL為1000，配置為Current=2，Gain=1；判斷當(dāng)前DCVAL屬于未佩戴范圍，通過表2，可以計算出當(dāng)前狀態(tài)下最小值為DCVAL_min=0.667*1000=667，最大值為DCVAL_max=6.000*1000=6000。對照DCVAL的等級劃分，DCVAL_max屬于未佩戴范圍，那么不論怎么調(diào)整，調(diào)整后的DCVAL都是屬于未佩戴范圍，可以判斷出設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)為未佩戴狀態(tài)。

在第三判斷步驟110中，當(dāng)在第一判斷步驟確定DCVAL值處于溢出范圍時，判斷Current和Gain配置是否處于最低配置，如果是，則確定可穿戴設(shè)備為未佩戴狀態(tài)；否則，根據(jù)Current和Gain當(dāng)前配置查表得到相應(yīng)的最低目標(biāo)配置和最高目標(biāo)配置對應(yīng)的關(guān)系值，計算得到DCVAL變化的范圍DCVAL_min2和DCVAL_max2，取DCVAL_min2返回第一判斷步驟再次進(jìn)行判斷。

在上述過程中，如判斷結(jié)果為佩戴狀態(tài)的時候，開啟LED燈、持續(xù)進(jìn)行心率測量。如判斷結(jié)果為未佩戴狀態(tài)時，則在控制步驟112中，控制心率檢測單元關(guān)閉，包括關(guān)閉發(fā)射檢測心率光線的照射裝置，例如LED燈。

上述步驟雖然是按照一定順序描述的，但這并不是限制，僅僅是為了便于描述，例如構(gòu)建步驟106可以放在其他步驟開始前面預(yù)先完成。

如圖2所示，是按照本發(fā)明一個實(shí)例的檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的流程圖，在該實(shí)例中，其中的構(gòu)建步驟106已預(yù)先完成。在框200流程開始后，進(jìn)入框202檢測可穿戴設(shè)備的運(yùn)動狀態(tài)（即步驟100）；如果確定設(shè)備處于運(yùn)動狀態(tài)，則在框204判定設(shè)備為佩戴狀態(tài)；否則，進(jìn)入框206，計算并判斷DC值（即DCVAL）是否處于正常范圍（即步驟102和104），如果DCVAL處于正常范圍，則進(jìn)入框204判定設(shè)備為佩戴狀態(tài)；如果DCVAL不處于正常范圍，則進(jìn)入框208判定DCVAL是否處于未佩戴范圍，如果是，則進(jìn)入框210判定Current和Gain是否為最高配置（即步驟108）；如果是，則進(jìn)入框212判定設(shè)備為未佩戴狀態(tài)。如果在框210判定Current和Gain不是最高配置，則進(jìn)入框214查表預(yù)測得到DCVAL的最大值DCVAL_max，然后返回框206再次進(jìn)行判斷。如果在框208確定DCVAL不處于未佩戴范圍，則進(jìn)入框216判斷DCVAL處于溢出范圍，如果是，則進(jìn)入框218判定Current和Gain是否為最低配置（即步驟110）；如果是，則在框212判定設(shè)備為未佩戴狀態(tài)；否則，進(jìn)入框220查表預(yù)測得到DCVAL的最小值DCVAL_min，然后返回框206再次進(jìn)行判斷。

在一個更具體的實(shí)例中，例如，使用配置（2，2）采集1秒鐘的DCVAL數(shù)據(jù)，同時采集1秒鐘的三軸加速度數(shù)據(jù)。根據(jù)公式（1）計算出當(dāng)前AccSum=100；根據(jù)公式（2）計算出DCVAL_avg1=2643。然后，利用AccSum和DCVAL_avg1進(jìn)行接下來的判斷，判斷流程如下：

（1）根據(jù)運(yùn)動狀態(tài)劃分判斷，AccSum大于預(yù)定閾值即200為運(yùn)動狀態(tài)，小于等于預(yù)定閾值200為靜止?fàn)顟B(tài)，因?yàn)锳ccSum=100，小于預(yù)定閾值200，確定設(shè)備處于靜止?fàn)顟B(tài)；

（2）根據(jù)DCVAL的等級劃分判斷，DCVAL小于最大值DCVAL_max*15%為未佩戴范圍，用DCVAL_avg1/DCVAL_max=2643/65535≈0.04，顯然DCVAL_avg1小于DCVAL_max。所以，判斷出DCVAL_avg=2643，屬于未佩戴范圍；

（3）通過表1得到最高配置（3，3），判斷配置（2，2）不是最高配置。根據(jù)Current和Gain在表2中找到對應(yīng)的關(guān)系值所在行，從表2第一列可以看到，配置(2,2)所在的行為第5行。取當(dāng)前行的最高配置（3,3）對應(yīng)的關(guān)系值為3.000，計算出調(diào)節(jié)到最高配置后的DCVAL_max1=2643*3.000=7929。使用DCVAL_max1返回上面的第（2）步再次判斷；

（4）根據(jù)DCVAL的等級劃分，DCVAL小于DCVAL_max*15%為未佩戴范圍，而DCVAL_max1/DCVAL_max=7929/65535≈0.12，顯然DCVAL_max1小于DCVAL_max*15%。所以，判斷出DCVAL_max1=7929，仍然屬于未佩戴范圍；

（5）根據(jù)以上步驟得到，DCVAL_avg1屬于未佩戴范圍，DCVAL_max1仍然屬于未佩戴范圍，判斷出當(dāng)前狀態(tài)為未佩戴狀態(tài)。

如圖3所示，是按照本發(fā)明一個實(shí)施例的用于檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的裝置300的示意性結(jié)構(gòu)框圖，主要包括：計算模塊303，以及第一判斷模塊305。在其他實(shí)施例中，還可選地包括：運(yùn)動狀態(tài)檢測模塊301，構(gòu)建模塊307，第二判斷模塊309，第三判斷模塊311和/或控制模塊313。

其中運(yùn)動狀態(tài)檢測模塊301主要包括加速度傳感器、處理器等，用于執(zhí)行步驟100，根據(jù)預(yù)定時間內(nèi)以預(yù)定頻率檢測的加速度數(shù)據(jù)中每相鄰兩個數(shù)據(jù)之差的絕對值之和是否超過預(yù)定閾值，確定可穿戴設(shè)備是否處于運(yùn)動狀態(tài)；其中確定可穿戴設(shè)備處于運(yùn)動狀態(tài)時，認(rèn)定可穿戴設(shè)備為佩戴狀態(tài)，否則進(jìn)行進(jìn)一步判斷；

計算模塊303涉及心率測量單元、LED燈、光接收傳感器、處理器等相關(guān)電路，用于執(zhí)行步驟102，根據(jù)用于檢測心率的光打開和關(guān)閉情況下采集的光信號，計算差分信號值DCVAL；

第一判斷模塊305可通過可穿戴設(shè)備中的處理器實(shí)現(xiàn)，用于執(zhí)行步驟104，根據(jù)DCVAL值小于等于預(yù)定的下限值、大于預(yù)定的下限值而小于等于預(yù)定的上限值、以及大于預(yù)定的上限值而小于最大值，確定其處于未佩戴范圍、正常范圍、以及溢出范圍；其中DCVAL值處于正常范圍時，確定可穿戴設(shè)備為佩戴狀態(tài)；

構(gòu)建模塊307涉及處理器、存儲器等，用于執(zhí)行步驟106，通過將用于產(chǎn)生檢測光的電流Current和計算差分信號值時采用的增益Gain從小到大各分為三級，組合成九種配置，并利用通過測量數(shù)據(jù)分析得到的公式（3），計算并構(gòu)建DCVAL值在目標(biāo)配置與當(dāng)前配置間關(guān)系值的查找表；

第二判斷模塊309可通過可穿戴設(shè)備中的處理器實(shí)現(xiàn)，用于執(zhí)行步驟108，在第一判斷模塊確定DCVAL值處于未佩戴范圍時，判斷Current和Gain配置是否處于最高配置，如果是，則確定可穿戴設(shè)備為未佩戴狀態(tài)；否則，根據(jù)Current和Gain當(dāng)前配置查表得到相應(yīng)的最低目標(biāo)配置和最高目標(biāo)配置對應(yīng)的關(guān)系值，計算得到DCVAL變化的范圍DCVAL_min1和DCVAL_max1，取DCVAL_max1返回第一判斷模塊再次進(jìn)行判斷；

第三判斷模塊311可通過可穿戴設(shè)備中的處理器實(shí)現(xiàn)，用于執(zhí)行步驟110，當(dāng)在第一判斷模塊確定DCVAL值處于溢出范圍時，判斷Current和Gain配置是否處于最低配置，如果是，則確定可穿戴設(shè)備為未佩戴狀態(tài)；否則，根據(jù)Current和Gain當(dāng)前配置查表得到相應(yīng)的最低目標(biāo)配置和最高目標(biāo)配置對應(yīng)的關(guān)系值，計算得到DCVAL變化的范圍DCVAL_min2和DCVAL_max2，取DCVAL_min2返回第一判斷模塊再次進(jìn)行判斷；

控制模塊313包括控制LED供電線路通斷的執(zhí)行器件、控制電路以及處理器等，用于執(zhí)行步驟112，在確定可穿戴設(shè)備為未佩戴狀態(tài)時，控制心率檢測單元關(guān)閉。

上述模塊可以通過硬件、軟件、固件或其組合來實(shí)現(xiàn)，并可以結(jié)合實(shí)現(xiàn)在各種可穿戴設(shè)備中，例如智能手環(huán)、手表等等。

按照本發(fā)明實(shí)施例的檢測可穿戴設(shè)備是否佩戴的方法與裝置以及可穿戴設(shè)備，不需要增加額外的結(jié)構(gòu)，降低了結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度，同時也降低了成本；通過Current和Gain與DCVAL的關(guān)系表，可以不需要進(jìn)行多次實(shí)際測量就可以預(yù)測出DCVAL的變化情況，使處理步驟變得簡單，減少了硬件資源的消耗；通過對DCVAL進(jìn)行差分放大處理，不管是白天強(qiáng)光之下，或在夜間黑暗的環(huán)境，可以很好的排除外界環(huán)境光對于信號的影響，DCVAL只反應(yīng)了人體組織反射回的反射光的強(qiáng)弱，關(guān)系表2正確地反映出配置與DCVAL的關(guān)系；利用它們之間的關(guān)系，就可以準(zhǔn)確計算出DCVAL的變化范圍，判斷出手環(huán)佩戴狀態(tài)。另外，通過三軸加速度，把設(shè)備狀態(tài)分成了兩種狀態(tài)，通過對動作量的判斷，做出預(yù)判斷，減小了后續(xù)判斷的復(fù)雜度，提高判斷的效率和判斷準(zhǔn)確性。在判斷到手環(huán)未佩戴情況下，LED燈會跟隨心率測量單元的關(guān)閉而關(guān)閉，LED燈不會一直閃爍，減少了功耗，也防止LED燈燈光照射對生活造成的不良影響。

以上通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于這些具體的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，還可以對本發(fā)明做各種修改、等同替換、變化等等，例如將上述實(shí)施例中的一個步驟或模塊分為兩個或更多個步驟或模塊來實(shí)現(xiàn)，或者相反，將上述實(shí)施例中的兩個或更多個步驟或模塊的功能放在一個步驟或模塊中來實(shí)現(xiàn)。但是，這些變換只要未背離本發(fā)明的精神，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。另外，本申請說明書和權(quán)利要求書所使用的一些術(shù)語，例如“第一”、“第二”等等，并不是限制，僅僅是為了便于描述。此外，以上多處所述的“一個實(shí)施例”、“另一個實(shí)施例”等等表示不同的實(shí)施例，當(dāng)然也可以將其全部或部分結(jié)合在一個實(shí)施例中。