一種智能穿戴設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能穿戴設(shè)備，其中：包括傳感器模塊、音頻模塊、電源模塊、GPS定位模塊、無線通信模塊和中央處理單元，所述傳感器模塊、音頻模塊、電源模塊、GPS定位模塊和無線通信模塊都分別與中央處理單元電連接；所述無線通信模塊包括并行連接的NFC芯片和MCU處理器，所述MCU處理器與所述中央處理單元電連接；所述傳感器模塊包括溫度傳感器、血壓傳感器和脈搏傳感器，所述溫度傳感器、血壓傳感器和脈搏傳感器分別與所述中央處理器電連接。本實用新型可以自動提醒穿戴者的自身身體狀況和播放出相應(yīng)的音頻來調(diào)整穿戴者的心情。
【專利說明】一種智能穿戴設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種智能穿戴設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]“穿戴式智能設(shè)備”是應(yīng)用穿戴式技術(shù)對日常穿戴進行智能化設(shè)計、開發(fā)出可以穿戴的設(shè)備的總稱，如眼鏡、手套、手表、服飾及鞋等。
[0003]而廣義的穿戴式智能設(shè)備包括功能全、尺寸大、可不依賴智能手機實現(xiàn)完整或者部分的功能，例如智能手表或智能眼鏡等，以及只專注于某一類應(yīng)用功能，需要和其它設(shè)備如智能手機配合使用，如各類進行體征監(jiān)測的智能手環(huán)、智能首飾等。隨著技術(shù)的進步以及用戶需求的變遷，可穿戴式智能設(shè)備的形態(tài)與應(yīng)用熱點也在不斷的變化。
[0004]穿戴式技術(shù)在國際計算機學(xué)術(shù)界和工業(yè)界一直都備受關(guān)注，只不過由于造價成本高和技術(shù)復(fù)雜，很多相關(guān)設(shè)備僅僅停留在概念領(lǐng)域。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展、技術(shù)進步和高性能低功耗處理芯片的推出等，部分穿戴式設(shè)備已經(jīng)從概念化走向商用化，新式穿戴式設(shè)備不斷傳出，谷歌、蘋果、微軟、索尼、奧林巴斯等諸多科技公司也都開始在這個全新的領(lǐng)域深入探索。
[0005]智能手環(huán)是新興起的一個科技領(lǐng)域，它可以跟蹤用戶的日?；顒?、睡眠情況和飲食習(xí)慣等，并可將數(shù)據(jù)與1S、Android設(shè)備同步，幫助用戶了解和改善自己的健康狀況。雖然智能手環(huán)的功能強大，但是對于某些特定群體來說(例如:佛教徒或伊斯蘭教徒)，并沒有專門針對該特定群體提供專業(yè)功能的智能手環(huán)，普通的智能手環(huán)也沒有能根據(jù)穿戴者人體狀況能自動播放相應(yīng)的音頻的功能。一般都智能手環(huán)的硬件都比較簡單，單個處理器要處理多個模塊的數(shù)據(jù)，工作不穩(wěn)定，而且一般都是通過USB接頭來進行數(shù)據(jù)的傳輸，也有使用藍牙來進行傳輸?shù)?，不過藍牙傳輸?shù)乃俣缺容^慢，如果要通過wifi來進行傳輸，側(cè)設(shè)備的發(fā)熱量會升高，再有藍牙成本比較貴而且芯片的大小和價格難以下調(diào)、抗干擾能力不強、信息安全得不到保障。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種增加NFC模塊來實現(xiàn)低耗高速的數(shù)據(jù)傳輸，能對人體進行溫度、血壓和脈搏進行檢測的智能穿戴設(shè)備。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是:一種智能穿戴設(shè)備，其中:包括傳感器模塊、音頻模塊、電源模塊、GPS定位模塊、無線通信模塊和中央處理單元，所述傳感器模塊、音頻模塊、電源模塊、GPS定位模塊和無線通信模塊都分別與中央處理單元電連接；所述無線通信模塊包括并行連接的NFC芯片和MCU處理器，所述MCU處理器與所述中央處理單元電連接；所述傳感器模塊包括溫度傳感器、血壓傳感器和脈搏傳感器，所述溫度傳感器、血壓傳感器和脈搏傳感器分別與所述中央處理器電連接。
[0008]上述技術(shù)方案中，所述中央處理單元包括單片機和I2C芯片，該單片機采用STC89C芯片；所述單片機的P36?P37與I2C芯片的SCL和SDA引腳電連接，所述單片機的P32?P35連接有四個控制按鍵，所述單片機的PlO與RST引腳串接有LED燈和重置按鍵，所述單片機的PI4引腳與所述傳感器模塊電連接，所述單片機的引腳32?39與顯示模塊電連接，所述單片機的P15117與所述電源模塊電連接。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述NFC芯片采用TRF7970A芯片，所述無線通信模塊還包括晶體振蕩器和無線接收器；所述NFC芯片的Ι/0(Γ 1/07引腳與所述MCU處理器電連接；所述晶體振蕩器的兩端分別與該NFC芯片的0SC_IN引腳和0SC_0UT引腳連接，所述NFC芯片的TX引腳通過帶阻濾波器和陷波器與兩無線接收器連接。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述音頻模塊包括ISD1700芯片、LED燈、麥克風(fēng)、揚聲器和六個控制按鍵，所述LED燈、麥克風(fēng)、揚聲器和六個控制按鍵分別于ISD1700芯片電連接，所述麥克風(fēng)與ISD1700芯片之間設(shè)有濾波電容；所述ISD1700芯片的引腳4?7分別與所述中央處理單元電連接。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述GPS定位模塊包括GPS芯片，該GPS芯片與所述中央處理單元的RXD引腳和TXD弓丨腳電連接。
[0012]本實用新型的有益效果是:由于本實用新型的智能穿戴設(shè)備，包括傳感器模塊、音頻模塊、電源模塊、GPS定位模塊、無線通信模塊和中央處理單元，所述傳感器模塊、音頻模塊、電源模塊、GPS定位模塊和無線通信模塊都分別與中央處理單元電連接；其中無線通信模塊包括并行連接的NFC芯片和MCU處理器，使本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)無線、低功耗和高傳輸速率的功能，該MCU處理器作為本實用新型的儲存器儲存數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)進行編碼和解碼；而中央處理單元則作為交換數(shù)據(jù)的中心協(xié)調(diào)各模塊之間的信號及數(shù)據(jù)傳輸。通過增加傳感器模塊實現(xiàn)對人體進行體溫、血壓和脈搏的檢測，可以通過音頻模塊和顯示模塊體現(xiàn)出來。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型智能穿戴設(shè)備的原理方框圖；
[0014]圖2是本實用新型的中央處理單元的電路原理圖；
[0015]圖3是本實用新型的語音模塊的電路原理圖；
[0016]圖4是本實用新型的無線通信模塊中NFC芯片的電路原理圖；
[0017]圖5是本實用新型的無線通信模塊中MCU處理器的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0019]如圖1所示，一種智能穿戴設(shè)備，包括傳感器模塊、音頻模塊、電源模塊、GPS定位模塊、無線通信模塊和中央處理單元，所述傳感器模塊、音頻模塊、電源模塊、GPS定位模塊和無線通信模塊都分別與中央處理單元電連接；中央處理單元內(nèi)設(shè)有本地時鐘功能，所述中央處理單元通過收集GPS定位模塊的時鐘信號和本地時鐘的時鐘信號，以GPS定位模塊的時鐘信號為標準來控制所述本地時鐘進行同步校正；所述音頻模塊儲存有提示語音和音頻，所述傳感器模塊通過將檢測穿戴者身體狀況的相關(guān)檢測數(shù)值后傳輸給中央處理單元后，由中央處理單元讀取其寄存的本地數(shù)據(jù)來進行對比并得出相應(yīng)的控制信號，該控制信號控制所述音頻模塊讀取其中的相應(yīng)的音頻并播放；所述本地時鐘中儲存有定時日歷，當(dāng)?shù)竭_某個時間，所述本地時鐘請求中央處理單元發(fā)送控制信號，該控制信號控制所述音頻模塊讀取其中的相應(yīng)的提示語音并播放；通過所述無線通信模塊與外部的無線通信設(shè)備連接進行數(shù)據(jù)傳輸。其中，電源模塊為聚合物電池，還這有充電接口，可以通過USB等連接線進行充電。
[0020]其中，常規(guī)時鐘頻率產(chǎn)生方法可以是晶體、銣鐘等。但晶體會老化，易受外界環(huán)境變化影響，長期的精度漂移影響；原子鐘長期使用后也會產(chǎn)生偏差，需要定時校準。而GPS系統(tǒng)由于其工作特性的需要，定期對自身時鐘系統(tǒng)進行修正，所以其自身時鐘系統(tǒng)長期穩(wěn)定，具有對外界物理因素變化不敏感特性。晶體或銣鐘以GPS為長期參考，可以獲得低成本、高性能的基準時鐘。本實用新型通過GPS定位模塊獲取GPS的時鐘信號來同步校正本地時鐘，使本地時鐘能都保持準確性，能夠在準確的預(yù)約時間點作出相應(yīng)的提示和播放音頻。
[0021]其中，還包括與所述中央處理單元電連接的顯示模塊，該顯示模塊為觸摸顯示屏。
[0022]其中，所述音頻模塊包括揚聲器和音頻處理器，音頻處理器用于對提示語音和音頻信號進行編碼與解碼，并將處理后的音頻信號傳送到揚聲器進行播放。
[0023]其中，所述中央處理單元中預(yù)設(shè)某地點的經(jīng)緯度，所述GPS定位模塊會一直與GPS衛(wèi)星保持連線并實時將當(dāng)前位置的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)傳輸給所述中央處理單元并與預(yù)設(shè)好的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)進行配對，當(dāng)配對一致后，就會通過所述音頻模塊自動播放與該地點相對應(yīng)的音頻。
[0024]一種智能穿戴設(shè)備，包括傳感器模塊、音頻模塊、電源模塊、GPS定位模塊、無線通信模塊和中央處理單元，所述傳感器模塊、音頻模塊、電源模塊、GPS定位模塊和無線通信模塊都分別與中央處理單元電連接；所述無線通信模塊包括并行連接的NFC芯片和MCU處理器，所述MCU處理器與所述中央處理單元電連接；所述傳感器模塊包括溫度傳感器、血壓傳感器和脈搏傳感器，所述溫度傳感器、血壓傳感器和脈搏傳感器分別與所述中央處理器電連接。溫度傳感器對穿戴者的體表溫度進行測量得出溫度值，血壓傳感器對穿戴者的血壓進行測量得出血壓值，脈搏傳感器對穿戴者手上的脈搏進行測量得出脈搏值，傳感器模塊通過將溫度值、血壓值和脈搏值傳送在中央處理單元中進行分析。
[0025]其中，所述中央處理單元包括單片機和I2C芯片，該單片機采用STC89C芯片；所述單片機的P36?P37與I2C芯片的SCL和SDA引腳電連接，所述單片機的P32?P35連接有四個控制按鍵，所述單片機的PlO與RST引腳串接有LED燈和重置按鍵SI I，所述單片機的PI4引腳與所述傳感器模塊電連接，所述單片機的引腳32?39與顯示模塊電連接，所述單片機的P15?P17與所述電源模塊電連接。該LED燈與重置按鍵之間串接有電阻R5，P32>37分別通過電阻R7?R12串聯(lián)于電阻R5與重置按鍵Sll之間，引腳XTALl?XTAL2分別連接晶體振蕩器Yl的兩端。其中該I2C芯片采用24LC16B芯片，引腳WP、Α(ΓΑ2接地。該重置按鍵Sll兩端并聯(lián)一電解電容。
[0026]其中，所述NFC芯片采用TRF7970A芯片，所述無線通信模塊還包括晶體振蕩器和無線接收器；所述NFC芯片的Ι/0(Γ?/07引腳與所述MCU處理器電連接；所述晶體振蕩器的兩端分別與該NFC芯片的0SC_IN引腳和0SC_0UT引腳連接，所述NFC芯片的TX引腳依次通過帶阻濾波器和陷波器與兩無線接收器(M1、M2)連接。該帶阻濾波器為由兩并聯(lián)的電容再串聯(lián)一電感組成，該陷波器由一電感與一電容并聯(lián)組成。在無線接收器與帶阻濾波器之間還連接有多個接地的電容，用于將低頻信號都濾掉。NFC芯片是接受和發(fā)送高頻信號。上述的MCU處理器采用MSP430系列的F230X0芯片，其引腳26?33與NFC芯片的Ι/0(Γ?/07連接，實現(xiàn)并行傳輸；該MCU處理器的Ρ3.4和Ρ3.5分別與中央處理單元的單片機的Ρ30和Ρ31連接。TRF7970A正電源輸入VIN (引腳2)為3個內(nèi)部穩(wěn)壓器提供輸出電壓VDD_1^，￥00_八和VDD_X。所有穩(wěn)壓器使用外部旁路電容器用于電源噪音過濾并必須如電路原理圖中指示的那樣進行連接。這些穩(wěn)壓器提供一個RFID讀取器系統(tǒng)所需的高電源抑制比(PSRR)。通過VIN (引腳2)為所有穩(wěn)壓器供電。TRF7970A有2個接收器輸入:RX_IN1(引腳8)和RX_IN2 (引腳9)。每個輸入被連接至一個外部電容電壓分配器以確保2個輸入中至少有I個輸入上的來自標簽的經(jīng)調(diào)制信號可用。此架構(gòu)消除了由標簽到讀取器的任何可能的通信漏洞。這2個輸入(RX_IN1和RX_IN2)被復(fù)用成2個無線接收器包括主接收器和輔助接收器。只用主接收器用于接收，而輔助接收器用于信號質(zhì)量監(jiān)控。
[0027]其中，所述音頻模塊包括ISD1700芯片、LED燈、麥克風(fēng)、揚聲器和六個控制按鍵，所述LED燈、麥克風(fēng)、揚聲器和六個控制按鍵分別于ISD1700芯片電連接，所述麥克風(fēng)與ISD1700芯片之間設(shè)有濾波電容；所述ISD1700芯片的引腳4?7分別與所述中央處理單元電連接。
[0028]其中，所述GPS定位模塊包括GPS芯片，該GPS芯片與所述中央處理單元的RXD引腳和TXD引腳電連接。
[0029]一種智能穿戴設(shè)備，包括手環(huán)主體、以及設(shè)置在手環(huán)主體內(nèi)的單片機、觸摸顯示屏、GPS定位裝置、鋰電池、揚聲器、血壓傳感器、脈搏傳感器和溫度傳感器，所述血壓傳感器、脈搏傳感器和溫度傳感器的探頭設(shè)置在所述手環(huán)主體的內(nèi)表側(cè)，所述手環(huán)主體的尾端設(shè)有固定件。
[0030]其中，所述血壓傳感器、脈搏傳感器和溫度傳感器設(shè)有兩組或多組，其探頭分布在所述手環(huán)主體的內(nèi)表側(cè)的不同位置。穿戴者在穿戴該智能穿戴設(shè)備的時候，特別是在手腕的時候，由于智能穿戴設(shè)備可能會出現(xiàn)不能完全合適穿戴者的手腕大小的情況，使智能穿戴設(shè)備的內(nèi)側(cè)不能全部貼合到穿戴者的手腕，使傳感器模塊中的傳感器不能對穿戴者的身體狀況進行及時的檢測，通過設(shè)置多組的傳感器模塊分布在智能穿戴設(shè)備的內(nèi)側(cè)的不同地方，可以解決這個問題。
[0031]其中，該固定件為磁鐵，所述手環(huán)主體的首端與尾端通過汝鐵硼磁鐵組合固定，該智能穿戴設(shè)備的手環(huán)主體為一端截面為矩形的環(huán)狀手環(huán)，在手環(huán)的首端和尾端之間通過磁鐵在固定，一組磁鐵分別設(shè)置在首端端面和尾端端面?；蛘咄ㄟ^在首端設(shè)置卡槽，在尾端設(shè)置卡扣，通過該卡槽和卡扣的配合來將該智能穿戴設(shè)備穩(wěn)固在穿戴者上。相對于物理固定的卡槽和卡扣，磁鐵的穩(wěn)定和耐用性更加好。
[0032]優(yōu)選的，本實用新型可以是手環(huán)，也可以是佛珠，可以根據(jù)不同宗教信仰來設(shè)計不同外形的手環(huán)主體，以滿足不同宗教信仰的需求。
[0033]在使用本實用新型時，傳感器模塊中的溫度傳感器、血壓傳感器和脈搏傳感器對穿戴者的身體進行溫度值、血壓值和脈搏值的測量，中央處理單元接受該三個數(shù)值后與其I2C芯片中儲存的關(guān)于身體狀況的數(shù)據(jù)進行對比后得出相應(yīng)的提示語音控制信號，中央處理單元將該提示語音控制信號調(diào)用音頻模塊其中相應(yīng)的提示語音輸出，音頻模塊將該提示語音進行處理后經(jīng)揚聲器播放；本地時鐘中儲存有日歷，日歷中的特定時間都會向中央處理單元發(fā)送控制信號，中央處理單元接受后發(fā)出每個日歷的特定時間所對應(yīng)的提醒語音和音頻的控制信號去調(diào)用音頻模塊中的相應(yīng)的提示語音和音頻，該提示語音和音頻經(jīng)音頻模塊處理后再經(jīng)揚聲器播放。人體不同的身體狀況會有不同心情，不同的心情都會需要不同的音頻(音樂或佛經(jīng)或伊斯蘭經(jīng))來調(diào)整和舒緩。特別對于宗教徒來說，他們在特定的時間都會進行對宗教經(jīng)書的誦讀，所以本實用新型能夠很好地提醒宗教徒在準確的時間進行相應(yīng)的誦讀。
[0034]以上的實施例只是在于說明而不是限制本實用新型，故凡依本實用新型專利申請范圍所述的方法所做的等效變化或修飾，均包括于本實用新型專利申請范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能穿戴設(shè)備，其特征在于:包括傳感器模塊、音頻模塊、電源模塊、GPS定位模塊、無線通信模塊和中央處理單元，所述傳感器模塊、音頻模塊、電源模塊、GPS定位模塊和無線通信模塊都分別與中央處理單元電連接；所述無線通信模塊包括并行連接的NFC芯片和MCU處理器，所述MCU處理器與所述中央處理單元電連接；所述傳感器模塊包括溫度傳感器、血壓傳感器和脈搏傳感器，所述溫度傳感器、血壓傳感器和脈搏傳感器分別與所述中央處理器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能穿戴設(shè)備，其特征在于:所述中央處理單元包括單片機和I2C芯片，該單片機采用STC89C芯片；所述單片機的P36?P37與I2C芯片的SCL和SDA引腳電連接，所述單片機的P32?P35連接有四個控制按鍵，所述單片機的PlO與RST引腳之間串接有LED燈和重置按鍵，所述單片機的PI4引腳與所述傳感器模塊電連接，所述單片機的引腳32?39與顯示模塊電連接，所述單片機的P15?P17與所述電源模塊電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能穿戴設(shè)備，其特征在于:所述NFC芯片采用TRF7970A芯片，所述無線通信模塊還包括晶體振蕩器和無線接收器；所述NFC芯片的1/00?1/07引腳與所述MCU處理器電連接；所述晶體振蕩器的兩端分別與該NFC芯片的OSC_IN引腳和0SC_0UT引腳連接，所述NFC芯片的TX引腳通過帶阻濾波器和陷波器與兩無線接收器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能穿戴設(shè)備，其特征在于:所述音頻模塊包括ISD1700芯片、LED燈、麥克風(fēng)、揚聲器和六個控制按鍵，所述LED燈、麥克風(fēng)、揚聲器和六個控制按鍵分別于ISD1700芯片電連接，所述麥克風(fēng)與ISD1700芯片之間設(shè)有濾波電容；所述ISD1700芯片的引腳Γ7分別與所述中央處理單元電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能穿戴設(shè)備，其特征在于:所述GPS定位模塊包括GPS芯片，該GPS芯片與所述中央處理單元的RXD引腳和TXD引腳電連接。
【文檔編號】A61B5/0205GK203914891SQ201420257688
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】任銳 申請人:任銳