全文摘要
本实用新型公开了一种穿戴式老人监护设备，属于智能穿戴电子技术领域，包括控制器、触摸显示屏、GPS模块、GSM模块、按键、心率采集电路和加速度计，解决了精确采集老人心率心跳的技术问题，本实用新型采用恒流源为心率采集电路供电，杜绝了电池电压变化对采集结果的影响，极大的提高了准确率，本实用新型可实时监控老人地理位置，并判断老人是否跌倒，通过GSM网络自动拨打报警电话。
主设计要求
1.一种穿戴式老人监护设备，其特征在于：包括控制器、触摸显示屏、GPS模块、GSM模块、按键、心率采集电路和加速度计；触摸显示屏、GPS模块、GSM模块、按键、心率采集电路和加速度计均与控制器电连接；心率采集电路包括恒流源电路、反射式红外心率传感器、电源电路、放大电路和信号比较电路，反射式红外心率传感器包括红外发射管D3和红外接收管D4，红外发射管D3的负极连接地线、正极通过电阻R1连接恒流源电路的输出端，红外接收管D4的正极连接地线、负极通过电阻R3连接正5V电源；恒流源电路包括可控精密稳压源IC1及其外围电路，可控精密稳压源IC1的A极为恒流源电路的输出端、K极连接正5V电源；放大电路包括由放大器U2及其外围电路构成的低噪声运算放大器，红外接收管D4的负极通过串联连接的电容C1、电阻R5、电阻R6和电容C2连接放大器U2的正输入端；信号比较电路包括比较器U1、电容C6、电阻R13、电阻R7和电阻R8，放大器U2的输出端通过电容C6连接比较器U1的负输入端，电阻R13为比较器U1的下拉电阻，电阻R7的一端连接正5V电源、另一端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接地线，电阻R7和电阻R8的连接节点与比较器U1的正输入端连接；比较器U1的输出端连接控制器的一个IO口；电源电路包括正5V稳压器和负5V稳压器，正5V稳压器输出正5V电源，负5V稳压器输出负5V电源，正5V电源为控制器、触摸显示屏、GPS模块、GSM模块、按键、心率采集电路和加速度计供电，负5V电源为放大器U2的负输入端提供负5V电压。
设计方案
1.一种穿戴式老人监护设备，其特征在于：包括控制器、触摸显示屏、GPS模块、GSM模块、按键、心率采集电路和加速度计；
触摸显示屏、GPS模块、GSM模块、按键、心率采集电路和加速度计均与控制器电连接；
心率采集电路包括恒流源电路、反射式红外心率传感器、电源电路、放大电路和信号比较电路，反射式红外心率传感器包括红外发射管D3和红外接收管D4，红外发射管D3的负极连接地线、正极通过电阻R1连接恒流源电路的输出端，红外接收管D4的正极连接地线、负极通过电阻R3连接正5V电源；
恒流源电路包括可控精密稳压源IC1及其外围电路，可控精密稳压源IC1的A极为恒流源电路的输出端、K极连接正5V电源；
放大电路包括由放大器U2及其外围电路构成的低噪声运算放大器，红外接收管D4的负极通过串联连接的电容C1、电阻R5、电阻R6和电容C2连接放大器U2的正输入端；
信号比较电路包括比较器U1、电容C6、电阻R13、电阻R7和电阻R8，放大器U2的输出端通过电容C6连接比较器U1的负输入端，电阻R13为比较器U1的下拉电阻，电阻R7的一端连接正5V电源、另一端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接地线，电阻R7和电阻R8的连接节点与比较器U1的正输入端连接；
比较器U1的输出端连接控制器的一个IO口；
电源电路包括正5V稳压器和负5V稳压器，正5V稳压器输出正5V电源，负5V稳压器输出负5V电源，正5V电源为控制器、触摸显示屏、GPS模块、GSM模块、按键、心率采集电路和加速度计供电，负5V电源为放大器U2的负输入端提供负5V电压。
2.如权利要求1所述的一种穿戴式老人监护设备，其特征在于：所述控制器的型号为c8051f340；触摸显示屏的型号为JLT28030A型触摸显示屏；GPS模块的型号为BS-280-Y-TTL；GSM模块的型号为SIM800C；加速度计的型号为ADXL345。
3.如权利要求1所述的一种穿戴式老人监护设备，其特征在于：所述可控精密稳压源IC1的型号为TL431，其外围电路为电阻R2、三极管Q1和电阻R4,TL431、电阻R2、三极管Q1和电阻R4构成了恒流源。
4.如权利要求1所述的一种穿戴式老人监护设备，其特征在于：所述放大器U2的型号为运放OP07，其外围电路包括电阻R10、电阻R9、电阻R12、电阻R11、电容C5、电容C3、二极管D1和二极管D2，运放OP07、电阻R10、电阻R9、电阻R12、电阻R11、电容C5、电容C3、二极管D1和二极管D2构成了所述低噪声运算放大器，所述放大器U2的负输入端通过电阻R12和电阻R11连接所述负5V电源。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于智能穿戴电子技术领域，特别涉及一种穿戴式老人监护设备。
背景技术
现代人生活节奏快，工作压力大，陪伴年迈父母的时间越来越少，所以社会上独居老人、空巢老人越来越多。独居老人跌倒或突发急症，往往无法被及时发现。部分失智老人独自外出后容易迷路，家人往往很难寻找。
目前市场上的智能穿戴式设备的服务群体主要是青年人和部分儿童，针对老人监护的穿戴式设备很少。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种穿戴式老人监护设备，解决了精确采集老人心率心跳的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种穿戴式老人监护设备，包括控制器、触摸显示屏、GPS模块、GSM模块、按键、心率采集电路和加速度计；
触摸显示屏、GPS模块、GSM模块、按键、心率采集电路和加速度计均与控制器电连接；
心率采集电路包括恒流源电路、反射式红外心率传感器、电源电路、放大电路和信号比较电路，反射式红外心率传感器包括红外发射管D3和红外接收管D4，红外发射管D3的负极连接地线、正极通过电阻R1连接恒流源电路的输出端，红外接收管D4的正极连接地线、负极通过电阻R3连接正5V电源；
恒流源电路包括可控精密稳压源IC1及其外围电路，可控精密稳压源IC1的A极为恒流源电路的输出端、K极连接正5V电源；
放大电路包括由放大器U2及其外围电路构成的低噪声运算放大器，红外接收管D4的负极通过串联连接的电容C1、电阻R5、电阻R6和电容C2连接放大器U2的正输入端；
信号比较电路包括比较器U1、电容C6、电阻R13、电阻R7和电阻R8，放大器U2的输出端通过电容C6连接比较器U1的负输入端，电阻R13为比较器U1的下拉电阻，电阻R7的一端连接正5V电源、另一端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接地线，电阻R7和电阻R8的连接节点与比较器U1的正输入端连接；
比较器U1的输出端连接控制器的一个IO口；
电源电路包括正5V稳压器和负5V稳压器，正5V稳压器输出正5V电源，负5V稳压器输出负5V电源，正5V电源为控制器、触摸显示屏、GPS模块、GSM模块、按键、心率采集电路和加速度计供电，负5V电源为放大器U2的负输入端提供负5V电压。
优选的，所述控制器的型号为c8051f340；触摸显示屏的型号为JLT28030A型触摸显示屏；GPS模块的型号为BS-280-Y-TTL；GSM模块的型号为SIM800C；加速度计的型号为ADXL345。
优选的，所述可控精密稳压源IC1的型号为TL431，其外围电路为电阻R2、三极管Q1和电阻R4,TL431、电阻R2、三极管Q1和电阻R4构成了恒流源。
优选的，所述放大器U2的型号为运放OP07，其外围电路包括电阻R10、电阻R9、电阻R12、电阻R11、电容C5、电容C3、二极管D1和二极管D2，运放OP07、电阻R10、电阻R9、电阻R12、电阻R11、电容C5、电容C3、二极管D1和二极管D2构成了所述低噪声运算放大器，所述放大器U2的负输入端通过电阻R12和电阻R11连接所述负5V电源。
本实用新型所述的一种穿戴式老人监护设备，解决了精确采集老人心率心跳的技术问题，本实用新型采用恒流源为心率采集电路供电，杜绝了电池电压变化对采集结果的影响，极大的提高了准确率，本实用新型可实时监控老人地理位置，并判断老人是否跌倒，通过GSM网络自动拨打报警电话。
附图说明
图1是本实用新型的原理图方框图；
图2是本实用新型的心率采集电路的电路图。
具体实施方式
如图1-图2所示的一种穿戴式老人监护设备，包括控制器、触摸显示屏、GPS模块、GSM模块、按键、心率采集电路和加速度计；
所述控制器的型号为c8051f340；触摸显示屏的型号为JLT28030A型触摸显示屏；GPS模块的型号为BS-280-Y-TTL；GSM模块的型号为SIM800C；加速度计的型号为ADXL345。
触摸显示屏、GPS模块、GSM模块、按键、心率采集电路和加速度计均与控制器电连接；
GSM模块、GPS模块和触摸显示屏均通过串口与控制器通信；加速度计通过I2C总线与控制器通信。
心率采集电路包括恒流源电路、反射式红外心率传感器、电源电路、放大电路和信号比较电路，反射式红外心率传感器包括红外发射管D3和红外接收管D4，红外发射管D3的负极连接地线、正极通过电阻R1连接恒流源电路的输出端，红外接收管D4的正极连接地线、负极通过电阻R3连接正5V电源；
恒流源电路包括可控精密稳压源IC1及其外围电路，可控精密稳压源IC1的A极为恒流源电路的输出端、K极连接正5V电源；
本实用新型采用电池供电，由于电池电量在使用过程中会发生降低，如果采用直接利用电池对红外发射管D3供电，会使其发射的红外线强度随电池电量的变化而变化，对信号最终的采集产生很大的干扰，故本实施例采用TL431作为恒流源为红外发射管D3供电，杜绝了电池电压对红外发射管D3的影响。
放大电路包括由放大器U2及其外围电路构成的低噪声运算放大器，红外接收管D4的负极通过串联连接的电容C1、电阻R5、电阻R6和电容C2连接放大器U2的正输入端；
由于心率信号非常弱小，很容易被其他干扰所淹没，所以本实施例增加放大电路放大该心率信号。
信号比较电路包括比较器U1、电容C6、电阻R13、电阻R7和电阻R8，放大器U2的输出端通过电容C6连接比较器U1的负输入端，电阻R13为比较器U1的下拉电阻，电阻R7的一端连接正5V电源、另一端连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接地线，电阻R7和电阻R8的连接节点与比较器U1的正输入端连接；
本实施例采用信号比较电路直接将放大电路输出的信号变成PWM信号，并输入到控制器中，控制器检测PWM信号，当有异常时，通过GSM模块拨打报警电话。
比较器U1的输出端连接控制器的一个IO口；
电源电路包括正5V稳压器和负5V稳压器，正5V稳压器输出正5V电源，负5V稳压器输出负5V电源，正5V电源为控制器、触摸显示屏、GPS模块、GSM模块、按键、心率采集电路和加速度计供电，负5V电源为放大器U2的负输入端提供负5V电压。
优选的，所述可控精密稳压源IC1的型号为TL431，其外围电路为电阻R2、三极管Q1和电阻R4,TL431、电阻R2、三极管Q1和电阻R4构成了恒流源。
优选的，所述放大器U2的型号为运放OP07，其外围电路包括电阻R10、电阻R9、电阻R12、电阻R11、电容C5、电容C3、二极管D1和二极管D2，运放OP07、电阻R10、电阻R9、电阻R12、电阻R11、电容C5、电容C3、二极管D1和二极管D2构成了所述低噪声运算放大器，所述放大器U2的负输入端通过电阻R12和电阻R11连接所述负5V电源。
本实用新型所述的一种穿戴式老人监护设备，解决了精确采集老人心率心跳的技术问题，本实用新型采用恒流源为心率采集电路供电，杜绝了电池电压变化对采集结果的影响，极大的提高了准确率，本实用新型可实时监控老人地理位置，并判断老人是否跌倒，通过GSM网络自动拨打报警电话。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920077952.1
申请日:2019-01-17
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN209661627U
授权时间:20191122
主分类号:A61B 5/0205
专利分类号:A61B5/0205;A61B5/11;A61B5/00
范畴分类:16C;
申请人:江苏东大集成电路系统工程技术有限公司
第一申请人:江苏东大集成电路系统工程技术有限公司
申请人地址:210000 江苏省南京市江北新区星火路15号
发明人:陈龙;王正坤;田晓明
第一发明人:陈龙
当前权利人:江苏东大集成电路系统工程技术有限公司
代理人:冯子玲
代理机构:31253
代理机构编号:上海精晟知识产权代理有限公司 31253
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计