一种多功能智能手环论文和设计-姚锦松

全文摘要

本实用新型公开了一种多动能智能手环，包括佩戴部和本体，本体包括检测传感器模块、功能模块、微型处理器、报警模块、显示模块、控制模块、电源模块。本实用新型的智能手环通过检测传感模块增加了对气象数据、心率脉搏和肢体运送的检测，通过报警模块增添对超指标参数语音报警及向终端设备发送提示信息的功能，通过电源模块的太阳能晶片和热电转换模块提高智能手环的续航能力，克服现有技术中智能手环功能单一，续航能力差的缺陷。

主设计要求

1.一种多功能智能手环，包括佩戴部和本体，其特征在于：所述本体包括检测传感器模块、功能模块、微型处理器、报警模块、显示模块、控制模块、电源模块；其中，检测传感器模块，用于检测外部的传感数据，并向所述微型处理器发送所采集的传感数据；功能模块，包括时钟模块、计时模块和定位模块，时钟模块用于获取当地实时时间，所述功能模块向微型处理器传输所采集的功能数据；微型处理器，用来处理并存储接收到的数据，并将经处理的数据发送至报警模块和显示模块；报警模块，对接收到的超出阈值的传感数据进行声音报警，并将报警传感数据发送至显示模块；显示模块，被设置于所述本体的远离皮肤的第一外表面，用于接收和显示功能数据和传感数据；控制模块，包括参数设置单元、消音单元和复位单元，分别用于设置传感数据的参数阈值和报警时长，对所述报警模块的报警声音进行消除，并对传感数据进行复位；电源模块，用于对本体各模块供电，其包括充电电池模块和太阳能晶片，所述充电电池模块为可循环使用的充电电池，太阳能晶片安装在所述智能手环外侧，将接收到的光能转换为电能存储到充电电池中。

设计方案

1.一种多功能智能手环，包括佩戴部和本体，其特征在于：所述本体包括检测传感器模块、功能模块、微型处理器、报警模块、显示模块、控制模块、电源模块；其中，

检测传感器模块，用于检测外部的传感数据，并向所述微型处理器发送所采集的传感数据；

功能模块，包括时钟模块、计时模块和定位模块，时钟模块用于获取当地实时时间，所述功能模块向微型处理器传输所采集的功能数据；

微型处理器，用来处理并存储接收到的数据，并将经处理的数据发送至报警模块和显示模块；

报警模块，对接收到的超出阈值的传感数据进行声音报警，并将报警传感数据发送至显示模块；

显示模块，被设置于所述本体的远离皮肤的第一外表面，用于接收和显示功能数据和传感数据；

控制模块，包括参数设置单元、消音单元和复位单元，分别用于设置传感数据的参数阈值和报警时长，对所述报警模块的报警声音进行消除，并对传感数据进行复位；

电源模块，用于对本体各模块供电，其包括充电电池模块和太阳能晶片，所述充电电池模块为可循环使用的充电电池，太阳能晶片安装在所述智能手环外侧，将接收到的光能转换为电能存储到充电电池中。

2.根据权利要求1所述的智能手环，其特征在于，所述检测传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、PM2.5浓度传感器、紫外线传感器、甲醛浓度传感器、心率测量传感器、脉搏检测传感器和肢体运动检测传感器。

3.根据权利要求1所述的智能手环，其特征在于，所述本体外设有第一按键、第二按键和第三按键，分别与所述参数设置单元、消音单元和复位单元连接，通过按压按键实现参数设置、消音和复位。

4.根据权利要求1所述的智能手环，其特征在于，所述电源模块还包括热电转换模块，所述热电转换模块包括设置于所述第一外表面的冷效应片和设置于靠近皮肤的第二外表面的热效应片，所述热效应片与所述冷效应片通过热电转换电路连接。

5.根据权利要求1所述的智能手环，其特征在于，所述智能手环还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块为蓝牙模块，用于向终端发送传感数据和报警信息。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及穿戴式智能设备，具体涉及一种多功能智能手环。

背景技术

人们生活水平的不断提高和电子科技的发展促进了人们对智能穿戴设备的需求，智能手环是穿戴式智能设备的一种，可以实时记录用户的运动、睡眠和部分饮食情况的实时数据。因其简约方便，成为消费者追捧的热点，而现有技术中的智能手环，单纯从功能上而言大同小异，主要包括运动计步、睡眠监测、本地时间显示、健康监测等相关功能，大部分厂商仅仅是从手环的外形上进行部分优化，并未在功能上进行突破，目前的智能手环上无法满足用户多样化的需求。另外，频繁充电是目前智能手环无法避免的缺陷，碍于锂电池技术发展的限制以及电池容量和电池体积的正比关系，导致许多智能手环需要消费者不定期频繁充电，否则相关数据的检测和记录可能会断档，这就要求需要长时间连续佩戴智能手环的用户，仔细计算充电时间，增加用户的负担。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种多功能智能手环，解决现有智能手环功能单一、续航能力不足的缺陷。

技术方案：本实用新型的多功能智能手环包括佩戴部和本体，本体包括检测传感器模块、功能模块、微型处理器、报警模块、显示模块、控制模块、电源模块；检测传感器模块，用于检测外部的传感数据，并向微型处理器发送所采集的传感数据；功能模块，包括时钟模块、计时模块和定位模块，时钟模块用于获取当地实时时间，功能模块向微型处理器传输所采集的功能数据；微型处理器，用来处理并存储接收到的数据，并将经处理的数据发送至报警模块和显示模块；报警模块，对接收到的超出阈值的传感数据进行声音报警，并将报警传感数据发送至显示模块；显示模块，被设置于本体的远离皮肤的第一外表面，用于接收和显示功能数据和传感数据；控制模块，包括参数设置单元、消音单元和复位单元，分别用于设置传感数据的参数阈值、报警时长，对报警模块的报警声音进行消除，并对异常传感数据进行复位；电源模块，用于对本体各模块供电，其包括充电电池模块和太阳能晶片，充电电池模块为可循环使用的充电电池，太阳能晶片安装在智能手环外侧，将接收到的光能转换为电能存储到充电电池中。

进一步地，智能手环的检测传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、PM2.5浓度传感器、紫外线传感器、甲醛传感器、心率测量传感器、脉搏检测传感器和肢体运动检测传感器。

进一步地，本实用新型的智能手环本体外设有第一按键、第二按键和第三按键，分别与参数设置单元、消音单元和复位单元连接，通过按压按键实现参数设置、消音和复位。。

进一步地，智能手环的电源模块还包括热电转换模块，热电转换模块包括设置于第一外表面的冷效应片和设置于靠近皮肤的第二外表面的热效应片，热效应片与冷效应片通过热电转换电路连接。

作为对本实用新型的进一步限定，智能手环还包括无线通讯模块，无线通讯模块为蓝牙模块，通过蓝牙模块可以连接终端设备，向终端发送传感数据和报警信息。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型提供的智能手环，添加了温度、湿度、PM2.5浓度、紫外线等环境数据的检测，同时加入甲醛检测、心率和脉搏检测，而且对于传感数据还增加了报警和语音提示的功能，实时反映当前的环境状况和健康状况，便于用户实时采取相应措施。另外，本实用新型的智能手环采用充电电池、太阳能晶片以及热电转换相结合的方式，提高智能手环电源的续航能力。

附图说明

图1为智能手环结构示意图；

图2为智能手环本体背面示意图；

图3本体模块连接示意图；

图4为报警流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述。

如图1、图2所示，本实用新型的多功能智能手环包括佩戴部1和本体2，本体2包括检测传感器模块3、功能模块4、微型处理器5、报警模块6、显示模块7、控制模块、电源模块。其中，控制模块包括设置单元、消音单元和复位单元，分别与本体外侧设置的第二按键82、第一按键81和第三按键83相连。电源模块包括钛锂离子充电电池91、热电转换模块和太阳能晶片7。其中热电转换模块包括冷效应片921和热效应片922，二者之间连接有热电转换电路，用户佩戴过程中通过电子移动过程中的电势差产生电流，给各模块供电；太阳能晶片7将光能转化为电能，给各模块供电。而且热电转换模块和太阳能晶片其产生的多余电能能够存储在可循环使用的钛锂离子充电电池91中，在二者产生的电能不足的情况下，由钛锂离子充电电池91为各模块供电，增加智能手环的续航能力。

本实用新型的智能手环各模块之间的连接关系如图3所示，微型处理器为包含存储单元的处理模块，用于处理并存储数据。检测传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、PM2.5浓度传感器、紫外线传感器、甲醛传感器、心率测量传感器、脉搏检测传感器和肢体运动检测传感器。优选地，温度传感器型号选取PT100铂热电阻温度传感器，误差小精度高；湿度传感器选取氧化铝温度传感器，体积小，灵敏度高，响应速度快；紫外线传感器选取GUVA-C225D，测量精度高；甲醛浓度传感器选取Z-FE5型号；PM2.5浓度检测传感器选用BM-PD300传感器；脉搏和心率传感器选取PULSESENSOR脉搏心率传感器；肢体运动检测传感器主要由六轴运动传感器完成，集三轴加速度传感器和三轴陀螺仪为一体，能够更准确地实现计步功能、睡眠监测、饮食健康等功能。功能模块包括用于实时获取当地时间的时钟模块、计时模块和用于自动定位的定位模块。上述传检测传感器模块和功能模块分别连接至微型处理器，向微型处理器传输传感数据和功能数据。微型处理器与报警模块、控制模块、显示模块分别连接，将处理分析的数据向三者传输，以便相应模块进行进一步报警、控制或显示。另外，微型处理器通过无线通讯模块与终端设备相连接，用于向终端设备实时发送传感数据及报警信息，本手环的无线通讯模块采用低功耗的蓝牙模块，优选地，其型号为SPP-C。

本实用新型的智能手环工作时，电源模块分别为其余各个模块供电。通过第二按键82可进入智能手环的菜单栏，可选择并开始计时功能或设置各个检测传感数据和报警时长的参数指标；检测传感器模块分别检测当前环境下的温度、湿度、PM2.5浓度、紫外线强渡、甲醛浓度、心率和脉搏跳动次数以及肢体运动步数、睡眠时间等具体数据，并将检测到的数据传输至微型处理器；功能模块实时获取当地时间及定位信息发送至微处理器。微型处理器对当前环境数据、用户自身的检测数据以及时间和位置数据进行处理、分析，并将上述数据传输至显示模块进行实时显示，同时通过无线传输模块将上述数据实时发送给终端设备(手机或电脑)。

图4为智能手环报警流程图，当微型处理器分析处理后得到上述检测到的传感数据大于用户设置的参数指标(如用户未设置，则以系统默认数据为准)时，微处理器将异常数据分别发送至报警模块6和显示模块7，报警模块6收到异常数据后，通过语音芯片构成的语音电路连接蜂鸣器发出声音进行报警，显示模块7接收到异常数据后上会显示警示标志；同时，微型处理器通过无线通讯模块向终端设备专门发送关于异常信息的提示信息，提醒用户根据外部环境采取相应的措施。例如，当手环检测到当前温度为-4℃，手环会语音报警提示，并自动发送信息至终端设备提示用户做好保暖措施。手环报警之后，用户可通过按下第一按键81消除蜂鸣器发出的报警声音并消除显示模块的警示标志，同时按下第三按键83可对超标数据进行复位处理，否则蜂鸣器将会在报警时长内持续发出报警声音且在报警时长内警示标志会在显示模块上持续显示。

设计图

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主设计要求

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设计说明书

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