張帆 王文廉 王玉

摘要：可穿戴的實時檢測和診斷設備在生物醫(yī)學領域的需求日益增加，而電源是可穿戴設備發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。利用現(xiàn)有的近場通信（NFC）技術，設計一種無源無線柔性心率檢測系統(tǒng)。測量端通過微型 NFC 天線從智能手機獲得能量，利用光電容積脈搏波描記法（PPG）完成脈搏信號采集，并把信號處理結果發(fā)送到手機，進行記錄和分析。對多名志愿者進行不同身體狀態(tài)（運動狀態(tài)、工作狀態(tài)、休息狀態(tài)）的心率測試，分析心率值和脈搏速率變異性（PRV）。實驗結果表明，系統(tǒng)能夠快速實時測量人體心率數(shù)據，實現(xiàn)無源無線生理信號監(jiān)測，滿足柔性可穿戴設備的設計需求。關鍵詞：心率測量;近場通信;可穿戴測量;光電容積脈搏波描記法

中圖分類號： TP212文獻標志碼： A文章編號：1674–5124（2021）12–0014–09

Batter-free heart rate detection method based on near field communication technology

ZHANG Fan1，2，WeANG Wenlian1，2，WANG Yu1，2

（1. Key Laboratory of Instrumentation Science & Dynamic Measurement， Ministry of Education， NorthUniversity of China， Taiyuan 030051， China;2. National Key Laboratory for ElectronicMeasurement Technology， Taiyuan 030051， China）

Abstract： Wearable real-time detection and diagnosis devices are increasingly needed in the biomedical field. But power supply is a weak link in the development of wearable devices. We designed a batter-free wireless flexibleheartratedetectionsystemusingtheexistingnearfieldcommunication （NFC） technology. The measurementterminalobtainsenergyfromthesmartphonethroughaminiatureNFCantenna，anduses photoplethysmography （PPG） to complete pulse signal acquisition， and sends the signal processing results to thesmartphonefor recordingand analysis. Heart rateand pulse rate variability （PRV） wereanalyzed by measuring the heart rate of multiple volunteers in different body states （exercise state， working state and rest state）. The experimental results show that the system can measure human heart rate data in real time， realize passive wireless physiological signal monitoring and meet the design needs of flexible wearables devices. Keywords： heart rate measurement; NFC; wearable measurement; photoplethysmography

0引言

為了給醫(yī)療領域帶來可持續(xù)的、節(jié)能的、便攜式的解決方案，設計一種能夠測量人體生理信號而不降低測量性能的無源可穿戴設備受到了越來越多的關注與研究[1-3]。隨著電子技術小型化和系統(tǒng)集成化趨勢的發(fā)展，監(jiān)測人體生理參數(shù)的醫(yī)用傳感器的能量供應也逐漸由一次性的微型電池向其他能量收集技術逐漸轉變，包括人體本身和周圍環(huán)境都可以為這些醫(yī)用設備提供能量。例如人體的四肢或關節(jié)能夠產生壓電效應和摩擦生電，人體的內部組織（如：腸胃）能夠產生化學能，以及人體的體溫能夠產生一定的熱勢能等[4-6]。但是在實踐中這些能量都無法真正實現(xiàn)持續(xù)收集，并且功率也遠遠不能夠驅動人體生理信息采集設備來監(jiān)測人體生理參數(shù)。因此找到一種能夠實時檢測人體生理參數(shù)，滿足系統(tǒng)無源無線傳輸同時保證被檢測者的正常工作與生活不受到影響的方法尤為重要。

近場通信技術（near field communication， NFC）是自動識別通信技術的一種，工頻為13.56 MHz。 NFC 通過無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據通信，從而在短距離內實現(xiàn)設備之間的快速通信[7-8]。 NFC 對于低成本小型傳感器以及微控制器的開發(fā)也具有很大的意義。NFC 天線與智能手機內置的 NFC 閱讀器之間不僅能夠進行數(shù)據交流，最重要的是能夠通過電感耦合產生能量。它能夠以無源和無線的方式工作，而不需要額外的復雜電路和電源[9-10]。因此，在這種背景下，一些 NFC 集成電路（integratedcircuit， IC）制造商已推出了具有能量收集功能的 NFC 芯片，通過與智能手機交互為可穿戴設備提供能量，能夠實現(xiàn)真正的無源測量。近年來，許多基于智能手機的生物信號監(jiān)測被開發(fā)用于便攜式或可穿戴設備。在這些監(jiān)測中，采用藍牙通信進行無線數(shù)據傳輸，使用鋰離子電池供電是最常見的配置，因為其設計簡單、性能穩(wěn)定，并且可以在遠距離進行監(jiān)測。然而，這種形式限制了系統(tǒng)的小型化，靈活性以及可穿戴性，無法滿足基于體表或植入的應用。相反，將 NFC 技術用于無線電源和數(shù)據傳輸為基于智能手機的監(jiān)測平臺提供了一種輕量級的設計理念。沒有剛性電池或額外的數(shù)據傳輸模塊，系統(tǒng)可以滿足便攜式、小型化設計，為開發(fā)基于智能手機的生物信號監(jiān)測系統(tǒng)提供了新的解決方案[11-13]。光電容積脈搏波描記法（photoplethysmography，PPG）是一種原理簡單，制作成本較低的光學測量脈搏波信號技術，是一種非侵入、無創(chuàng)式的心率檢測方法，可以應用于任何含有動脈血組織部位[14-16]。傳統(tǒng)的心電圖（electrocardiogram， ECG）測量方法存在一些局限性，首先心電儀器通常需要三個電極附著在特定的身體部位，限制了被測者的活動，使被測者感到不適。目前在可穿戴設備中應用最廣，如智能手環(huán)、智能手表等就是采用 PPG 來監(jiān)測心率，血壓和血氧飽和度等。

結合以上分析，將 NFC 無源技術應用到人體生理參數(shù)的檢測中，利用光電容積脈搏波描記法，研制了一種基于智能手機的無源柔性可穿戴微型系統(tǒng)，用于檢測脈搏波來分析心率變化。該系統(tǒng)由圓形 NFC 無源電路和 PPG 傳感器放大電路組成，可以通過支持 NFC 的智能手機進行無線功率采集和數(shù)據傳輸。該系統(tǒng)不受電池和有線連接的限制，設計完全靈活，可以方便貼在皮膚表面進行脈搏信號的采集傳感。全印刷技術實現(xiàn)電路的高拉伸性，能夠適應皮膚的變形，方便快捷地動態(tài)監(jiān)測人體生理參數(shù)（尤其是特殊人群，如嬰兒，孕婦，老人），并通過隨身攜帶的智能手機顯示檢測結果，從而實現(xiàn)在健康監(jiān)測、疾病診斷和運動優(yōu)化方面實現(xiàn)廣泛的應用。

1系統(tǒng)設計與分析

圖1（a）描繪了NFC 無源心率監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)工作原理。柔性 NFC 無源系統(tǒng)總質量僅為3 g，一共分為五個部分，包括圓形 NFC 天線、NFC 芯片（NT3H1101，NXP）、微控制器（MSP430G2553，TI）、濾波放大電路（MCP6001，MICPOCHIP）以及光學心率傳感器。其中光學心率傳感器由綠色 LED 光源（AM2520，Kingbright）和光電探測器（APDS9008，Avago）組成。如圖1（b）所示，將柔性 NFC 無源系統(tǒng)貼附在人體皮膚動脈處，在智能手機中打開以 Android Studio 為工具研發(fā)的脈搏心率監(jiān)測 APP，并靠近柔性 NFC 無源系統(tǒng)時，NFC 芯片將會被自動喚醒。NFC 天線與智能手機通過電感耦合產生電能，為各級電路提供能量。光學心率傳感器監(jiān)測到脈搏變化后，將脈搏信號經濾波放大電路處理，輸出穩(wěn)定的脈搏波模擬電壓。然后由 MCU 中的模數(shù)轉換器（analog to digital converter，ADC）將模擬信號轉化成數(shù)字信號，并且將數(shù)字信號存儲在 NFC 芯片的靜態(tài)隨機存儲器（static random access memory，SRAM）中，最后由NFC 天線無線傳輸?shù)街悄苁謾C，實時顯示心率的每分鐘節(jié)拍數(shù)（beat per minute， BPM）及其曲線，從而實現(xiàn)心率值的即時檢測（pointof care testing，POCT）。

1.1 NFC 天線設計

NFC 天線的設計目標是小型化、高效化和抗干擾性強。傳統(tǒng)的 NFC 天線是多匝矩形線圈，其線圈棱角會對人體造成不必要的傷害。因此提出了微型圓形的 NFC 天線設計構想，影響 NFC 天線性能最主要的因素是電感值[17]，與電感值有關的包括以下幾項：線圈長寬、走線寬度、走線距離、介質基片厚度、線圈匝數(shù)等各種參數(shù)。NFC 天線設計及參數(shù)驗證見圖2。如圖2（a），通過不斷優(yōu)化，確定了 NFC天線的最優(yōu)化參數(shù)，利用 ANSYS 軟件設計仿真直徑為30 mm 的圓形 NFC 天線模型，其中天線的正面附著3匝線圈，背面附著2匝線圈，介質基片厚度為0.2 mm。

圖2（b）、圖2（c）分別為 NFC 天線中輸入反射系數(shù)隨頻率變化曲線以及 NFC 天線等效電感 L 值與品質因數(shù) Q 值隨頻率變化曲線。輸入反射系數(shù)（S11）是天線性能的重要指標。提高輸入反射系數(shù)，能夠有效提高天線輻射效率。圖2（b）為NFC 線圈中輸入反射系數(shù)隨頻率變化曲線，掃頻設定為5～20 MHz。頻率達到13.56 MHz 時，輸入反射系數(shù)（S11）處在曲線波谷，達到了–42 dB，能量在13.56 MHz 實現(xiàn)最大化傳輸。理想的 NFC 天線等效電感值范圍是1～4?H，由仿真圖可以觀察到等效電感集中在1.5～1.8?H，結果達到了仿真的預期和要求。而品質因數(shù)作為衡量電感元器件的重要參數(shù)，也直接影響到 NFC 天線的性能。理想的 NFC 天線品質因數(shù)為4～15，由圖表明同樣滿足設計要求。

為了驗證 NFC 天線的仿真結果，如圖2（d）所示，將設計制成的柔性電路板（flexible printedcircuit， FPC）與 LCR 數(shù)字電橋測量儀連接，通過測得 NFC 線圈在13.56 MHz 時 L 值為1.59609?H， Q 值為8.81976，與仿真曲線數(shù)據對比結果相差無幾。將 NFC 無源測量系統(tǒng)與人體接觸，測得 L 值為1.64028?H，Q 值為8.71733，與仿真結果相比，均在理想范圍之內。

1.2柔性 NFC 系統(tǒng)設計及性能分析

如圖3（a）所示，柔性印刷電路板是以聚脂薄膜（polyethylene terephthalate， PET）為基底制成的，基板厚度只有0.2 mm，具有良好的耐熱性和柔韌性，是常用的阻透性生物薄膜之一。圖3（b）為NFC 無源控制電路和 PPG 濾波放大電路原理圖，以及使 Altium Designer 所設計的 PCB 原理圖，涉及能量供能網絡，信號采集傳輸和數(shù)字化處理及存儲。其中在 Bottom層除了設計了兩圈 NFC 天線外，還將綠色 LED 光源和光電探測器設計在這層，并貼附在人體皮膚表面，目的是能夠更準確感測脈搏波信號。在 NFC 無源電路中，NFC 芯片與 MCU 芯片通過 I2C（inter-integrated circuit）總線進行通信，SDA 和 SCL 兩條總線外接4.7 kΩ的上拉電阻，其目的是鉗位在高電平，同時起限流作用。而系統(tǒng)使用 SBW（SPY-BI-WIRE）兩線制下載接口，在保證系統(tǒng)程序正常下載到 MCU 的同時，最大限度的減少電路設計布局面積，有利于微型化設計。

該 NFC 芯片既可以有源輸入，又可以無源輸入。如圖3（c）所示為 NFC 無源電路中 NFC 芯片在外部有源輸入電壓（VCC）與輸出電壓（VOUT）擬合曲線圖，可以觀察到輸入電壓與輸出電壓基本保持一致，擬合曲線的斜率為0.99745，r2為0.9989，表明該電路具有較高的檢測精度和可靠性。由芯片手冊可知，采用無源輸入時，將 NFC 芯片的輸出電壓端（VOUT）與供電電壓端（VCC）相連，NFC 芯片可實現(xiàn)自我供電，同時在電壓輸出端串聯(lián)10?F 的大電容并接地，確保能夠持續(xù)輸出穩(wěn)定電壓。

NFC 圓形天線與手機通過電感耦合將能量傳遞給 NFC 芯片，由 NFC 芯片輸出電壓為系統(tǒng)提供能量。為了評估判斷 NFC 芯片輸出電壓（ Vharvest）的穩(wěn)定性，如圖4所示，設計了 NFC 無源系統(tǒng)與智能手機的耦合電能實驗。如圖4（a），將 NFC 系統(tǒng)固定在可上下移動的平臺上，垂直對準手機背面 NFC 天線處，使用手持式萬用表來測量 NFC 無源系統(tǒng)的感應輸出電壓（Vharvest），當智能手機與 NFC 無源系統(tǒng)的垂直距離不超過12 mm 時，NCF 芯片的電壓輸出穩(wěn)定在2.95 V 左右。NFC 芯片在0～12 mm 的平均輸出電壓是2.93 V，相對標準偏差（relative standard deviation， RSD）約為1.31%。當距離大于12 mm 時，NFC 芯片的輸出電壓為0 V，系統(tǒng)無法與智能手機保持連接。

如圖4（b），手機背面 NFC 天線部位對準 NFC 無源測量系統(tǒng)，且二者距離保持緊貼狀態(tài)。改變 NFC 無源系統(tǒng)的曲率半徑，用手持式萬用表檢測輸出電壓。由圖可以觀察到，當 NFC 無源系統(tǒng)由平面狀態(tài)彎曲到曲率半徑為12 mm 時，總是能夠穩(wěn)定輸出2.8 V 以上的電壓，手機與 NFC 無源系統(tǒng)一直能夠保持連接。在彎曲過程中，輸出電壓的平均值為2.9 V，RSD 約為1.98%。當曲率半徑小于12 mm 時，NFC 芯片的輸出電壓為0 V，系統(tǒng)無法與智能手機保持連接。雖然 NFC 系統(tǒng)緊貼人體表面皮膚時使 NFC 系統(tǒng)不同程度發(fā)生形變，但是輸出電壓與實驗測得的電壓保持一致。

1.3 PPG 原理及傳感器特性分析

光與人體組織之間的相互作用是非常復雜的光學過程，包括散射、吸收、反射和透射。由于許多生物成分（如水、黑色素、血液和脫氧血紅蛋白）具有特定的吸收光譜，因此光源波長對于人體皮膚組織相互作用非常重要，而光學測量還可以避免人體電位信號與外界雜波信號的干擾，提高測量精度[18-19]。圖5顯示了 PPG 傳感器的基本工作原理。當光照透過人體各個組織然后再反射到光電探測器時，光照強度有一定的衰減。像肌肉、骨骼、靜脈和其他組織等對光的吸收是基本不變的，但是血液不同，由于動脈血會隨心臟搏動產生變化，那么對光的吸收自然也有所變化。光電信號就可以分為直流（DC）信號和交流（AC）信號。交流（AC）信號的基本頻率隨心率而變化，并疊加在直流（DC）分量基線上。提取其中的 AC 信號，就能反應出血液流動的特點，從而能夠確定實時心率[20]。

傳感器系統(tǒng)選擇綠色 LED 光源是因為綠光的波長是500～560 nm，頻率范圍是530～600 MHz。皮膚的黑色素會吸收大量波長較短的光，環(huán)境光中的光源很少有在綠色光的頻段中，穩(wěn)定性和可靠性相比于其他光源更加突出[21]。隨著進一步的研究和對比，綠光作為光源得到的信號更好，信噪比也比其他光源得到的信號更好，脈搏心率測量的準確性也更高。大部分可穿戴智能心率檢測設備都是采用綠光作為光源。與此同時，為了不受其他環(huán)境綠光的干擾，將 NFC 無源系統(tǒng)柔性基板設計成黑色，防止其他反射的可見光或者自然光干擾信號，確保心率檢測準確性。

1.4脈搏速率變異性參數(shù)分析

心率變異性（heart rate variability， HRV）是指心率節(jié)奏快慢隨時間所發(fā)生的變化，通過識別 ECG 波形中隨 R 峰之間的持續(xù)時間而獲得的時間序列[22]。 HRV 是反映自主神經系統(tǒng)活性和定量評估心臟交感神經與迷走神經張力及其平衡性，從而判斷人體疲勞度與身體壓力是否正常，以及對心血管疾病的病情分析和預防。從 PPG 傳感器產生的脈搏波信號及其提取的脈沖周期間隔作為 HRV 分析的一種潛在的替代方法被稱為脈沖速率變異性（pluse ratevariability， PRV）分析。大量論文研究表明，HRV與 PRV 之間存在很大的相關性[23-25]。圖6所示為 PPG 信號圖，通過 MCU 設定的程序，確定采集到的脈搏波信號中每一個波峰和波谷，脈搏波中連續(xù)兩個波峰（PPG Peak）基點間的時間定義為 P-P 間隔（pulse to pusle interval， PPI），單位是ms。

由 PRV 時間序列在時域分析中可以導出許多醫(yī)學相關參數(shù)[26-27]，包括心率、脈沖速率變異性平均值（average of PPI，APPI），PPI 時間序列標準差（standard diviationofNN interval，SDNN），單位為ms;相鄰PPI 差值的均方根（rootmean square of sussessivedifferences，RMSSD），單位為ms;相鄰 PPI 之差>50 ms的個數(shù)占總區(qū)間數(shù)的百分比（probabilisticneural network more than 50 ms， pNN50）。這些參數(shù)能夠直接或間接地反映一個人的身體狀況，例如 SDNN 能夠間接定量評估人體精神壓力及軀體壓力， RMSSD 和 pNN50主要反映自主神經系統(tǒng)的副交感神經活動[28]。由于 PRV 受到諸如性別、年齡及環(huán)境等因素的影響，5min 時域分析 SDNN、RMSSD、 pNN50的標準正常值分別為（141±39） ms、（39±15） ms、（16.7±2.3）%。

2實驗與數(shù)據分析

實驗選取了10名年齡在23～40歲志愿者，其中女性志愿者2名，男性志愿者8名。他們的體質指數(shù)（body mass index， BMI）均處在正常水平且沒有其他心臟類疾病，其中 BMI 體質指數(shù)計算公式為：BMI=體重（kg）/身高2（m2），成年人的標準 BMI 值為18.5～23.9 kg/m2[29]。因為 PPG 光電傳感器相比于 ECG 心率傳感器更具靈活性，可以測量人體任何位置動脈搏動，為了使數(shù)據多樣化和更具對比性，同時實現(xiàn)便攜式穿戴的舒適性和靈活性，選擇測量頸部的頸動脈和手腕的橈動脈兩處位置進行測量。用醫(yī)用雙面絕緣膠帶將 NFC 無源測量系統(tǒng)貼在上述兩處位置，如圖7所示，對不同的身體狀態(tài)進行測量，分別是休息狀態(tài)，工作狀態(tài)以及運動狀態(tài)。具體測量方法是：每5min 進行一次短期心率測量，每個身體狀態(tài)測量30 min，并且記錄手機 APP 上的 BPM 值。

如圖8（a）所示，為3種身體狀態(tài)下脈搏波形，在休息狀態(tài)脈搏波較為平穩(wěn)，心率處于正常值。在工作狀態(tài)時脈搏波振幅較為平穩(wěn)，心率上升，達到了80 BPM，在運動狀態(tài)時呼吸急促，心跳加快，血管容積變化加快，脈搏波形的振幅更加劇烈，心率達到了110 BPM 。圖8（b）則是顯示了智能手機心率 APP 端三種狀態(tài)下，心率的變化曲線，可以看出不同的身體狀態(tài)下，心率能夠順利采集與顯示。

表1是統(tǒng)計10名志愿者30 min 平均心率值，包括了頸部頸動脈和腕部橈動脈兩個身體部位的測量，同時針對 3 種不同的身體狀態(tài)進行測量，包括運動狀態(tài)，工作狀態(tài)以及休息狀態(tài)。從統(tǒng)計的數(shù)據分析，所有志愿者的平均心率在各個狀態(tài)均為正常值，沒有出現(xiàn)心率突變或心率異常的情況，也從側面反映了 NFC 無源測量系統(tǒng)能夠實現(xiàn)較為準確快速心率測量。

選取了一名男性志愿者的實驗數(shù)據進行心率分析和 PRV 分析，其結果如圖 9 所示，其中圖 9（a） 和9（b）分別顯示了3種不同的身體狀態(tài)下，BPM 值和 PPG 信號的振幅均值變化情況?？梢钥闯鲱i動脈和橈動脈兩處測量點的數(shù)據所測數(shù)據較為接近， NFC 無源測量系統(tǒng)能夠準確地完成數(shù)據采集和顯示。在休息狀態(tài)下，心率和 PPG 信號峰值是最低的，且變化較為穩(wěn)定。而在運動狀態(tài)下，心率與 PPG 信號峰值則逐步上升，在30min 時達到了最大值。相比于其他兩種身體狀態(tài)，工作狀態(tài)時心率和 PPG 信號峰值變化不大，處在穩(wěn)定的狀態(tài)。

圖9（c）、9（d）、9（e）、9（f）分是對 PRV 的參數(shù)進行統(tǒng)計分析，在每5min 的短期測量中，該志愿者的所有 PRV 參數(shù)（APPI， SDNN， RMSSD， pNN50）有不同的幅值變化，是因為當受試者在鍛煉或有精神壓力（即噪音增加）時，會存在出汗、周圍血管收縮增加和運動過程中的呼吸困難等不可控的因素影響，不過均在標準值的范圍之內。

3結束語

針對檢測人體心率需要長期快速，準確客觀和便攜穿戴等特點，提出了一種新型的 NFC 無源柔性心率監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過 NFC 天線電感耦合從智能手機獲得能量，采用 PPG 采取人體脈搏信號，由智能手機 APP 接受顯示心率值，力圖實現(xiàn)低成本、低功耗、無危害的無源無線柔性可穿戴心率監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)性能測試實驗及初步分析能夠證明本系統(tǒng)可以實時監(jiān)測人體心率值，對于不同身體狀態(tài)能夠實現(xiàn)快速準確地測量，滿足日常心率監(jiān)測的應用要求。

參考文獻

[1] LUNDL，YULW，YUNGCT，etal. Designandimplementation of a multifunction wearable device to monitor sleep physiologicalsignals[J]. Micromachines， 2020， 11（7）：672-677.

[2] XI Q H， JING R C， HAO W. A wearable device for collectingmulti-signalparametersofnewborn[J].ComputerCommunications， 2020， 154：269-277.

[3]張晟， 龔濤波， 王魯康， 等.用于運動姿勢捕捉的可穿戴MEMS 微型化加速度計研制[J].中國測試， 2021， 47（1）：82-87.

[4] JUNG W S， KANG M G， MOON H G， et al. High outputpiezo triboelectric hybrid generator[J]. Rep， 2015， 5：9309.

[5] KERLEY R， HUANG X， HA D S. Energy harvesting from thehumanbodyandpoweringupimplantdevices[J]. Science Business Media Dordrecht， 2016， 11（57）：147-180.

[6] MOHAMMADREZAA，NASSERM. Athermalenergyharvesting powersupply withan internalstartupcircuitforpacemakers[J]. IEEETransactionsonVeryLargeScale Integration （VLSI） Systems， 2016， 24（1）：26-37.

[7] HU U C， BONG H K， JONG Y L， et al. Binodal， wirelessepidermalelectronicsystemswithin-sensoranalyticsfor neonatal intensive care [J]. Science， 2019， 363（6430）：1-12.

[8] ZHAP Q X， RAUDEL A， YONG Y H， et al. Flexible andstretchableantennasforbiointegratedelectronics[J].Advanced Materials， 2019， 27（67）：1-16.

[9]王紀彬， 王文廉. NFC 無源體溫測量系統(tǒng)[J].傳感技術學報， 2019， 32（8）：1271-1275.

[10] LAZAROA，BOADAM，VILLARINOR，etal. Color measurementandanalysisof fruit witha battery-less NFC sensor [J]. Sensors， 2019， 19（7）：1-21.

[11] RAHIMR，URIELB，SHIRISHAC，etal. Laser-enabled fabrication of flexible and transparent pH sensor with near- fieldcommunicationforin-situmonitoringofwound infection[J]. Sensor & Actuators B Chemical， 2018， 267（4）：198-207.

[12] KIMS B， LEE K H， RAJ MS， et al. Soft， skin-interfaced microfluidic systems with wireless， battery-free electronics for digital，real-timetrackingofsweatlossandelectrolyte composition[J]. Small， 2018， 14（45）：1-9.

[13] PETARK，STEINBERGMD，EMAH，etal. Wireless fluorimeter for mobile and low cost chemical sensing： a paper based chloride assay[J]. Sensors and Actuators B： Chemical， 2018， 275（8）：230-236.

[14] RyU G S， YOU J， KOSTIANOVSKII V， et al. Flexible and printedPPGsensorsforestimationof drowsiness[J]. IEEETransactions on Electron Devices， 2018， 65（7）：2997-3004.

[15] SCHONLE P， GLASER F， BURGER T， et al. A multi-sensor andparallelprocessingSoCforminiaturizedmedical instrumentation[J]. IEEEJournalofSolid-StateCircuits， 2018， 43（8）：2076-2087.

[16] KIM D H， LEE E， KIM J， et al. A sleepapnea monitoring IC forrespiration，heart-rate，SpO2 andpulse-transittime measurementusingthermistor，PPGandbody-channel communication[J]. IEEE Sensors Journal， 2020， 20（4）：1997-2007.

[17]董尚文. NFC 天線結構設計及性能研究[D].長春：吉林大學， 2018.

[18] HIROFUMIN，WATARUI，NOBUTOMOM，etal. RelationshipbetweenAC/DCratioandlight-blocking structureforreflectivephotoplethysmographicsensor [J].Sensors and Materials， 2018， 30（12）：3021-3028.

[19] SATUR，HARRIL，TAPIOT. Comparisonof photoplethysmogram measured from wrist and finger and the effectofmeasurementlocationonpulsearrivaltime[J]. Physiological Measurement， 2018， 33（12）：1-20.

[20] MANAS M， SINHA A， SHARMA S， et al. A novel approach forIoTbasedwearablehealthmonitoringandmessaging system[J]. Journalof Ambient Intelligenceand Humanized Computing， 2018， 10（7）：1-12.

[21]周亮， 余江軍， 劉朝暉.皮膚組織容積脈搏波400～1000 nm光譜特仿真研究[J].光譜學與光譜分析， 2020， 40（4）：1071-1075.

[22] KUNCL，PAWEEYAR，WEIFK，etal. Toward hypertension prediction based on PPG-derived HRV signals： a feasibilitystudy[J]. JournalofMedicalSystems， 2018， 42（103）：1-7.

[23] SCHAFERA，VAGEDESJ. Howaccurateispulserate variabilityasanestimateofheartratevariability？[J]. International Journal of Cardiology， 2013， 166（1）：15-29.

[24] JEYHANIV，MAHDIANIS，PELTOKANGASM，etal. ComparisonofHRVparametersderivedfrom photoplethysmographyandelectrocardiographysignals[J]. Engineering in Medicine & Biology Society.， 2015， 2015（37）：5952-5955.

[25] LEILKANG，ROSSIE，SANZM，etal. Evaluationof agreementbetweentemporalseriesobtainedfrom electrocardiogramandpulsewave [J]. JournalofPhysics Conference Series，2016， 705（1）：12-38.

[26] BANHALMI A， BORB?S J， FIDRICH M， et al. Analysis of a pulseratevariabilitymeasurementusingasmartphone camera [J]. Journal of Healthcare Engineering， 2018， 2（5）：1-15.

[27] DAVUDE M， LEONARDO B， MICHELE C， et al. Profiling thepropagationof errorfromPPGtoHRVfeaturesina wearablephysiological-monitoringdevice[J]. Healthcare Technology Letters， 2018， 5（2）：59-64.

[28] CHOI S D， CHO S H， JOUNG Y H. Development of real-time heartratemeasurementdeviceusingwirelesspressure sensor [J]. Journalof the Korean Instituteof Electricaland Electronic Material Engineers， 2016， 29（5）：284-288.

[29]祝楠波， 周密， 余燦清， 等.中國成年人健康生活方式狀況分析[J].中華流行病學雜志， 2019， 40（2）：136-141.

（編輯：譚玉龍）