變換和歸一化。
[0033] 本步驟中，首先要計算P波和T波的抽樣點的特征值。以P波為例，特征值的計算 是先將其抽樣點組成一個新的波形，即進行傅里葉變換，以了解這些抽樣點的變化趨勢。
[0034] 假設獲取的整體的心電圖波形h(n)(即一分鐘內80個周期）的長度為N，其離散
N可能比Nn(Nn=6000)大也可能小，則定義心電圖波形的長度比a =N/Nn,如果a >1，則記 錄心律高于標準心律，如果a〈1則低于標準心律。傅里葉變換可使P波和T波的數(shù)據(jù)趨向 更加穩(wěn)定化。
[0035] 接著需對抽樣點的值進行歸一化，保留值相近的抽樣點，濾除差距較大的抽樣點。 若將抽樣點數(shù)固定為Nn (6000)，需設置一個標量Tn，Tn=Ts/a, Ts=l/fs。由此可得歸一 化的周期信號函數(shù)：
值。橫坐標為采集時間所對應的數(shù)值，可以直接用N表示?？v坐標為縱向采集的電壓轉換

[0037] 找到最小曲率半徑也就找到波峰值。同時也能根據(jù)向量的變化得到波的曲率變化 也就是波的變化趨勢。把所有得到的數(shù)據(jù)和變化趨勢形成相應的加密數(shù)據(jù)庫進行儲存。T 波的波峰函數(shù)的計算方式與P波相同，此處不作贅述。加密數(shù)據(jù)庫即為P波、T波的波峰對 應的函數(shù)f (Hp)，f (Ht)。
[0038] 接著計算QRS波的特征信息量來獲得QRS波的波峰對應的函數(shù)； 由于QRS波與P波和T波不同，其計算方式也不相同。假設采集Z段個心跳波段Z= {ZJ，
數(shù)據(jù)進行歸類，得到相應的數(shù)據(jù)序列組成加密數(shù)據(jù)庫，該加密數(shù)據(jù)庫即為QRS波的波峰對 應的函數(shù)f (Hqks)。
[0039] 步驟204、、根據(jù)P波、T波、QRS波的波峰對應的函數(shù)獲得波形ID值。
[0040] 綜上所述，整體歸類一個函數(shù) f(ID) A=f(f(HP)，f(HQKS)，f(HT)，Ts)。（ A 為 綜合環(huán)境變化量)。f (ID)即為波形ID值。
[0041]由于人體的脈搏跳動是以IHz為單位的，基于環(huán)境或生理因素對心電圖采集的干 擾，需要一定量的樣本信息進行組合。為了更加準確地分析定量，最好連續(xù)采集2分鐘以上 為宜。若上述計算過程每分鐘執(zhí)行一次，則判斷連續(xù)3次獲得的波形ID值相同，則將該波 形ID值作為密鑰進行加密，并將該波形ID值儲存到指定的Flash(可擦寫掉電保護存儲器） 中。基于人體處于不同活動狀態(tài)、或生理狀態(tài)下，心跳不同，考慮這些因素的影響。因此，所 述步驟S300中，連續(xù)若干次計算的波形ID值相同指的是若干次的波形ID值都在預設范圍 即判斷相同。
[0042] 需要理解的是，由于特征值的計算與抽樣點有關，而抽樣點是隨機分配的。則每次 加密時獲得的密鑰不同，這樣大大增加了密鑰破譯的難度，保護了用戶的隱私。
[0043] 請參閱圖5,基于上述的智能穿戴設備的加密方法，本發(fā)明還相應提供一種智能穿 戴設備的解密方法，其包括： S10、智能穿戴設備開機時檢測是否有脈搏跳動，若有進入解密模式，沒有則進入待機 模式； S20、采集心電圖信息，在心電圖波形中提取預設個數(shù)的抽樣點并計算抽樣點的特征 值，根據(jù)所述特征值計算波形ID值； S30、判斷波形ID值是否在密鑰容錯范圍內，是則解密，否則保持待機模式。
[0044] 當智能穿戴設備開機時，心跳探測芯片先探測是否有脈搏跳動，如沒有停止探測， 表示用戶沒有帶上智能穿戴設備，此時可進入待機模式，也可以自動關閉智能穿戴設備。所 述待機模式表示該智能穿戴設備沒有解密不能工作。在該待機模式下，只要探測到脈搏跳 動(如開機后用戶才帶上智能穿戴設備）就可進入解密模式。
[0045] 在所述步驟S20中，可先采集一個周期(如圖3中一個Ts周期的波形)的心電圖波 形?；?000個抽樣點已經通過矩陣變化，整理進行歸類，所以實際比較的數(shù)據(jù)已經集中 在某個區(qū)域。采集6000個點是為了能夠全面的分析相對的數(shù)據(jù)，在實際的密鑰對比的過程 中會適當降低抽樣點的量，加快對比速度。在一個周期中，可提取預設個數(shù)（1000個）的抽 樣點，根據(jù)加密時的計算過程計算出這些抽樣點的特征值，從而獲得P波、QRS波、T波的特 征信息量。即可獲得最終的波形ID值。
[0046] 將MCU處理得到的波形ID值和Flash存儲的比較，如果當前計算的波形ID值在 密鑰容錯范圍內，則表示解密成功，智能穿戴設備進入正常工作狀態(tài)。如不在密鑰容錯范圍 內，繼續(xù)對下一個周期的心電圖波形進行抽樣點提取和特征值、特征信息量的計算判斷。若 連接判斷預設周期(如10個周期）的心電圖波形都無法匹配，則提示解密失敗，可保持待機 模式或直接關機。
[0047] 基于環(huán)境因素和生理的影響，用戶的心電圖波形會有一定的不同。本實施例設置 密鑰容錯范圍，即計算的波形ID值與密鑰比對的過程中進行相對的容錯機制，以密鑰為基 準設置一個上下波動的范圍，只要計算的波形ID值在這個范圍內，可認為計算的波形ID值 與密鑰相等。
[0048] 請一并參閱圖6,基于上述的智能穿戴設備的加密方法，本發(fā)明還相應提供一種加 解密裝置，包括心跳探測芯片1和CPU 2 ; 所述CPU 2進入加密模式時，心跳探測芯片獲取用戶的心電圖信息；CPU計算所述心電 圖信息中抽樣點的特征值，根據(jù)所述特征值計算波形ID值，判斷連續(xù)若干次計算的波形ID 值相同時，將所述波形ID值作為密鑰進行加密并存儲。
[0049] 所述心跳探測芯片還用于開機時檢測是否有脈搏跳動，若有控制CPU進入解密模 式，若沒有進入待機模式； 解密模式下心跳探測芯片采集心電圖信息并傳輸給CPU，CPU在心電圖波形中提取預 設個數(shù)的抽樣點并計算抽樣點的特征值，根據(jù)所述特征值計算波形ID值，判斷波形ID值是 否在密鑰容錯范圍內，是則解密，否則進入待機模式。
[0050] 綜上所述，本發(fā)明利用現(xiàn)有的智能穿戴設備中都設置的心跳探測芯片來獲取用戶 唯一的心電圖信息，以心電圖中各波段上抽樣點的數(shù)據(jù)進行相關計算獲得波形ID值，以該 波形ID值為密鑰進行自動地加密和解密；無需用戶記錄密碼且操作方便，不會占用智能穿 戴設備的內部空間。
[0051] 可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā) 明構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保 護范圍。
【主權項】
1. 一種智能穿戴設備的加密方法，其特征在于，包括： A、 進入加密模式時，獲取用戶的心電圖信息； B、 計算所述心電圖信息中抽樣點的特征值，根據(jù)所述特征值計算波形ID值； C、 判斷連續(xù)若干次計算的波形ID值相同時，將所述波形ID值作為密鑰進行加密。2. 根據(jù)權利要求1所述的智能穿戴設備的加密方法，其特征在于，所述步驟A具體包 括： A1、計算P波、QRS波和T波的最小曲率半徑； A2、計算P波和T波在預設時間內抽樣點的個數(shù)，在P波和T波上隨機分配抽樣點并提 ??； A3、對P波和T波進行離散傅立葉變換和歸一化獲得P波、T波的波峰對應的函數(shù)；計 算QRS波的特征信息量，獲得QRS波的波峰對應的函數(shù)； A4、根據(jù)P波、T波、QRS波的波峰對應的函數(shù)獲得波形ID值。3. 根據(jù)權利要求2所述的智能穿戴設備的加密方法，其特征在于，在所述步驟A2中，所 述抽樣點的個數(shù)等于一個心電圖波形的周期乘以抽樣頻率； 抽樣點在P波、QRS波和T波上隨機分配，或每隔參考時間分配一抽樣點。4. 根據(jù)權利要求2所述的智能穿戴設備的加密方法，其特征在于，在所述步驟A3中，對 P波和T波進行離散傅立葉變換和歸一化獲得P波、T波的波峰對應的函數(shù)具體包括： A31、將抽樣點組成一個新的波形，進行傅里葉變換后再進行歸一化處理； A32、將歸一化后得到的值帶入最小曲率半徑獲得P波、T波的波峰對應的函數(shù)。5. 根據(jù)權利要求4所述的智能穿戴設備的加密方法，其特征在于，所述步驟A4中，波 形 ID 值為 f (ID) a=f (f (Hp)，f (Hqks)，f (Ht)，Ts)，其中，f (Hp)、f (Hqks)、f (Ht)分別為 P 波、QRS波和T波的波峰對應的函數(shù)；Ts為一個心電圖波形的周期，A為綜合環(huán)境變化量。6. -種智能穿戴設備的解密方法，其特征在于，包括： a、 智能穿戴設備開機時檢測是否有脈搏跳動：若有執(zhí)行步驟b ;沒有則進入待機模式； b、 進入解密模式，采集心電圖信息，在心電圖波形中提取預設個數(shù)的抽樣點并計算抽 樣點的特征值，根據(jù)所述特征值計算波形ID值； c、 判斷波形ID值是否在密鑰容錯范圍內，是則解密，否則進入待機模式。7. 根據(jù)權利要求6所述的智能穿戴設備的解密方法，其特征在于，在所述步驟c中，所 述密鑰容錯范圍是以密鑰為基準設置的一個上下波動的范圍。8. -種智能穿戴設備，其特征在于，包括加解密裝置，所述加解密裝置包括心跳探測芯 片和CPU ; 所述CPU進入加密模式時，心跳探測芯片獲取用戶的心電圖信息；CPU計算所述心電圖 信息中抽樣點的特征值，根據(jù)所述特征值計算波形ID值，判斷連續(xù)若干次計算的波形ID值 相同時，將所述波形ID值作為密鑰進行加密并存儲。9. 根據(jù)權利要求8所述的智能穿戴設備的加解密裝置，其特征在于，所述心跳探測芯 片還用于開機時檢測是否有脈搏跳動，若有控制CPU進入解密模式，若沒有進入待機模式； 解密模式下心跳探測芯片采集心電圖信息并傳輸給CPU，CPU在心電圖波形中提取預 設個數(shù)的抽樣點并計算抽樣點的特征值，根據(jù)所述特征值計算波形ID值，判斷波形ID值是 否在密鑰容錯范圍內，是則解密，否則進入待機模式。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能穿戴設備及其加密、解密方法，加密方法包括：A、進入加密模式時，獲取用戶的心電圖信息；B、計算所述心電圖信息中抽樣點的特征值，根據(jù)所述特征值計算波形ID值；C、判斷連續(xù)若干次計算的波形ID值相同時，將所述波形ID值作為密鑰進行加密；其直接利用現(xiàn)有智能穿戴設備中都設置的心跳探測芯片來獲取用戶唯一的心電圖信息，以心電圖中各波段上抽樣點的數(shù)據(jù)進行計算獲得波形ID值自動加密；無需用戶記錄密碼且操作方便，不會占用智能穿戴設備的內部空間。
【IPC分類】H04L9/00, A61B5/00, H04L27/26
【公開號】CN104993922
【申請?zhí)枴緾N201510273372
【發(fā)明人】朱建鋒
【申請人】惠州Tcl移動通信有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年5月26日