健康智能手環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種手環(huán)，尤其涉及一種健康智能手環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國人口老齡化眾所周知，健康醫(yī)療逐漸成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，這為智能穿戴設(shè)備發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。健康智能手環(huán)因低成本迅速進(jìn)入智能穿戴設(shè)備市場，外形簡易、小巧是它受廣大市民喜愛的原因，但隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，它也展露出了一些缺點(diǎn)，功能并不豐富，很少有全功能的手環(huán)，像既可以監(jiān)測心率，還可以實(shí)現(xiàn)定位以及刷卡功能的智能手環(huán)。
[0003]現(xiàn)今市場上，已經(jīng)出現(xiàn)了具有運(yùn)動(dòng)監(jiān)測及健康監(jiān)測功能的手環(huán)，可以進(jìn)行記步、計(jì)算消耗的卡路里、睡眠監(jiān)測、心率監(jiān)測以及血壓監(jiān)測等，但這些功能只是獨(dú)立存在，沒有一環(huán)可以將所有功能集于一身，這也正是它的缺點(diǎn)所在。健康智能手環(huán)它既具有心率檢測功能，還具有定位和刷卡功能，心率檢測仍運(yùn)用最普遍的方法，即光電容積法，這是目前最方便而且最精確的方法，而定位和刷卡功能就是它的獨(dú)特之處?？紤]到為了能及時(shí)發(fā)現(xiàn)治療患者以及方便人們的生活，賦予手環(huán)定位以及刷卡功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的就在于提供一種解決上述問題，功能豐富，心率監(jiān)測精確、還具有定位和消費(fèi)卡功能的健康智能手環(huán)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的:一種健康智能手環(huán)，包括手環(huán)本體，所述手環(huán)本體內(nèi)部設(shè)有控制單元，所述控制單元包括嵌入式處理器，光電式心率傳感器、光接收器、sim908芯片、刷寫S50射頻卡、顯示屏和電源；
[0006]其中，光電式心率傳感器和光接收器通過AD 口與嵌入式處理器連接，sim908芯片和刷寫S50射頻卡通過10 口與嵌入式處理器連接，顯示屏通過SPI接口與嵌入式處理器連接，所述電源為上述各用電單元供電。
[0007]本實(shí)用新型中，光電式心率傳感器與光接收器兩者結(jié)合工作，當(dāng)光束透過人體外周血管，因動(dòng)脈搏動(dòng)充血容積變化，導(dǎo)致這束光透光率改變，嵌入式處理器獲取二者信號(hào)，將光電式心率傳感器的物理信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)過濾波和放大電路輸出，電信號(hào)變化周期即為脈搏率，使本實(shí)用新型具有精確的心率計(jì)數(shù)功能。
[0008]所述sim908芯片，是系統(tǒng)的通信部分，它集成了 GPS導(dǎo)航技術(shù)完整的四頻GSM/GPRS芯片，將GPRS和GPS整合于SMT封裝里，實(shí)現(xiàn)短信、語音、GPRS數(shù)據(jù)和CSD數(shù)據(jù)傳輸。通過匹配的軟件設(shè)置，它能獲取到本實(shí)用新型的心率數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行通信傳輸。
[0009]所述刷寫S50射頻卡用于本實(shí)用新型刷卡使用。
[0010]作為優(yōu)選:所述嵌入式處理器采用單片機(jī)STM32F103。基于ARM Cortex-M內(nèi)核的STM32系列中STM32F103，它具有72MHz主頻，具有睡眠、停機(jī)和待機(jī)等低功耗模式。
[0011]作為優(yōu)選:所述光電式心率傳感器采用AM2520綠光LED，感受峰值波長為515nm，所述光接收器采用APDS-9008環(huán)境光感受器，感受波長為565nm。
[0012]光電式心率傳感器中，當(dāng)光束透過人體外周血管，因動(dòng)脈搏動(dòng)充血容積變化，導(dǎo)致這束光透光率改變，此傳感器將這物理信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)過濾波和放大電路輸出，電信號(hào)變化周期即為脈搏率。
[0013]而光接收器與光電式心率傳感器峰值波長接近，因此靈敏度較高。兩者都受主控制器控制而工作。
[0014]作為優(yōu)選:所述顯示屏采用0LED12864。
[0015]作為優(yōu)選:所述刷寫S50射頻卡與嵌入式處理器間設(shè)有隔離層。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:結(jié)合對(duì)應(yīng)軟件，嵌入式處理器連接有光電式心率傳感器、光接收器，通過這二者結(jié)合傳輸數(shù)據(jù)，可以精確計(jì)算出心率數(shù)據(jù)，便于精確的心率監(jiān)測；
[0017]連接sim908芯片，使本實(shí)用新型具有短信、語GPRS數(shù)據(jù)和CSD數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，?dāng)人體脈搏出現(xiàn)異常，異常信號(hào)被處理器接收后，驅(qū)動(dòng)GPS部分獲取當(dāng)前經(jīng)瑋度坐標(biāo)，再由高德地圖的API將其轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的地點(diǎn)標(biāo)識(shí)，給出網(wǎng)址鏈接，并以短消息形式發(fā)至手機(jī)，起到預(yù)警作用；
[0018]連接刷寫S50射頻卡，使本實(shí)用新型具有刷卡的功能，刷寫S50射頻卡具有獨(dú)特的非接觸式接口標(biāo)準(zhǔn)，其電氣部分由天線和RFID芯片組成，天線為幾組繞線線圈封裝在ISO卡片中?？ㄅc讀寫器之間通訊采用國際通用的DES和RES保密交叉算法，保密性能較高。射頻卡和系統(tǒng)之間還需增添一隔離層，減少電磁干擾。
[0019]連接顯示屏，可以顯示時(shí)間及人體的體征信號(hào)。
[0020]本實(shí)用新型中，電源采用鋰電池供電，在充電時(shí)使用電源管理芯片控制整個(gè)充電過程，讀取電池電量，實(shí)現(xiàn)電量過低提醒、充滿自動(dòng)切斷電源等功能。鋰電池比其它電池性能更加優(yōu)越。
[0021]本實(shí)用新型不但實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體體征信號(hào)-心率監(jiān)測，而且能夠針對(duì)特殊情況采取預(yù)警機(jī)制，避免不必要意外發(fā)生；還結(jié)合了射頻卡功能，方便人們生活，小巧而實(shí)用。此外，系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面無外部指令輸入，使用簡易；數(shù)據(jù)測量準(zhǔn)確度高，應(yīng)用性廣泛，不僅適用于嬰幼兒以及老年人，也適用于醫(yī)院構(gòu)建一個(gè)管護(hù)和消費(fèi)系統(tǒng)，為患者提供自動(dòng)化和人性化服務(wù)。此手環(huán)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精簡，所以便于維護(hù)。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型原理框圖。
[0024]圖中:1、手環(huán)本體；2、顯示屏；3、控制單元。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0026]實(shí)施例1:參見圖1和圖2，一種健康智能手環(huán)，包括手環(huán)本體1，所述手環(huán)本體1內(nèi)部設(shè)有控制單元3，所述控制單元3包括嵌入式處理器，光電式心率傳感器、光接收器、sim908芯片、刷寫S50射頻卡、顯示屏2和電源；
[0027]其中，光電式心率傳感器和光接收器通過AD 口與嵌入式處理器連接，sim908芯片和刷寫S50射頻卡通過10 口與嵌入式處理器連接，顯示屏2通過SPI接口與嵌入式處理器連接，所述電源為上述各用電單元供電。
[0028]為了更好的對(duì)實(shí)施例進(jìn)行描述，在這里，所述嵌入式處理器采用單片機(jī)STM32F103 ;所述光電式心率傳感器采用AM2520綠光LED，感受峰值波長為515nm，所述光接收器采用APDS-9008環(huán)境光感受器，感受波長為565nm ;所述顯示屏2采用0LED12864 ;所述刷寫S50射頻卡與嵌入式處理器間設(shè)有隔離層。所述隔離層由隔離電磁輻射的材料制成。
[0029]使用時(shí)，本實(shí)用新型為硬件連接，但是對(duì)應(yīng)匹配的軟件，可實(shí)現(xiàn)心率精確計(jì)算、定位、通信報(bào)警、刷卡消費(fèi)的功能。
[0030]其中，心率精確計(jì)算是通過光電式心率傳感器和光接收器實(shí)現(xiàn)的，
[0031]定位和通信報(bào)警是通過sim908芯片實(shí)現(xiàn)的，sim908芯片綜合了短信、GPRS數(shù)據(jù)和CSD數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，?dāng)人體脈搏出現(xiàn)異常，異常信號(hào)被嵌入式處理器接收后，驅(qū)動(dòng)GPS部分獲取當(dāng)前經(jīng)瑋度坐標(biāo)，再由高德地圖的API將其轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的地點(diǎn)標(biāo)識(shí)，給出網(wǎng)址鏈接，并以短消息形式發(fā)至手機(jī)，起到預(yù)警作用。
[0032]刷卡功能是通過刷寫S50射頻卡實(shí)現(xiàn)的，刷寫S50射頻卡與讀寫器之間通訊采用國際通用的DES和RES保密交叉算法，射頻卡和系統(tǒng)之間還需增添一隔離層，減少電磁干擾。
[0033]采用以上型號(hào)各單元器件，經(jīng)過功耗測試，在一個(gè)工作周期中，系統(tǒng)工作狀態(tài)的最大功率為0.75W，而處于休眠狀態(tài)下只有0.10W，功耗較低。
[0034]經(jīng)過心率測試實(shí)驗(yàn)，誤差范圍在1.56左右，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種健康智能手環(huán)，包括手環(huán)本體(1)，其特征在于:所述手環(huán)本體(1)內(nèi)部設(shè)有控制單元(3)，所述控制單元(3)包括嵌入式處理器，光電式心率傳感器、光接收器、sim908芯片、刷寫S50射頻卡、顯示屏(2)和電源； 其中，光電式心率傳感器和光接收器通過AD 口與嵌入式處理器連接，sim908芯片和刷寫S50射頻卡通過10 口與嵌入式處理器連接，顯示屏(2)通過SPI接口與嵌入式處理器連接，所述電源為上述各用電單元供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的健康智能手環(huán)，其特征在于:所述嵌入式處理器采用單片機(jī)STM32F103。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的健康智能手環(huán)，其特征在于:所述光電式心率傳感器采用AM2520綠光LED，感受峰值波長為515nm，所述光接收器采用APDS-9008環(huán)境光感受器，感受波長為565nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的健康智能手環(huán)，其特征在于:所述顯示屏(2)采用0LED12864。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的健康智能手環(huán)，其特征在于:所述刷寫S50射頻卡與嵌入式處理器間設(shè)有隔離層。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種健康智能手環(huán)，包括手環(huán)本體，所述手環(huán)本體內(nèi)部設(shè)有控制單元，所述控制單元包括嵌入式處理器，光電式心率傳感器、光接收器、sim908芯片、刷寫S50射頻卡、顯示屏和電源。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了心率監(jiān)測、定位以及刷卡功能，正常工作情況下為低功耗工作模式。這種手環(huán)可利用接入的GPRS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體體征信號(hào)的監(jiān)測，從而對(duì)意外情況采取報(bào)警措施，保障了人們的身命安全。內(nèi)置的射頻卡可以減少人們攜帶各種卡的數(shù)量，人們可以只用手環(huán)進(jìn)行消費(fèi)。大大方便了人們的生活，提高了人們生活水平。
【IPC分類】A61B5/0245, G06K17/00
【公開號(hào)】CN205019047
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520741343
【發(fā)明人】曾維, 曾杰, 黃攀, 桂桐, 劉世偉, 黃亞輝, 趙磊, 陳月
【申請(qǐng)人】成都理工大學(xué)
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年9月24日