一種礦用多功能手環(huán)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種礦用多功能手環(huán)，其特點(diǎn)是，包括手環(huán)外殼、均設(shè)置在手環(huán)外殼內(nèi)的微控制單元、NFC模塊、傳感器組件、Zigbee模塊、馬達(dá)、供電模塊、與微控制單元通信連接的內(nèi)存模塊、以及設(shè)置在手環(huán)外殼上的顯示屏；傳感器組件包括均與微控制單元通信連接的心率傳感器、加速度傳感器和壓力傳感器；Zigbee模塊與微控制單元通信連接并且與礦井匝道中的中繼站通信；供電模塊為礦用多功能手環(huán)中的用電負(fù)載提供工作電源。該多功能手環(huán)對礦下使用者進(jìn)行身份識別，監(jiān)測礦下使用者身體狀況以及周圍環(huán)境狀態(tài)，提高礦下工作的安全性；對礦下使用者進(jìn)行定位，在礦難發(fā)生時提高搜救效率；該手環(huán)結(jié)構(gòu)簡單，功耗低，保持該手環(huán)的長時間供電能力，便于礦下長時間使用。
【專利說明】
一種礦用多功能手環(huán)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于智能穿戴技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦用多功能手環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年智能手環(huán)因其體積小、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)受到廣大用戶的青睞。目前多功能手環(huán)主要針對病人或運(yùn)動員，用于監(jiān)測病人或運(yùn)動員的生命體征安全，監(jiān)測功能單一。眾所周知，中國是一個礦產(chǎn)大國，由于礦井的特殊環(huán)境，需要監(jiān)測礦下使用者的人身安全;并且近年來，礦難時有發(fā)生，特殊的礦下環(huán)境很難確定礦下工作者的位置，使得只能依靠搜救人員拉網(wǎng)式地毯搜救，導(dǎo)致搜救時間長，效率低，資源耗費(fèi)大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型提供一種礦用多功能手環(huán)，對礦下使用者進(jìn)行身份識別，監(jiān)測礦下使用者身體狀況以及周圍環(huán)境狀態(tài)，提高礦下工作的安全性;對礦下使用者進(jìn)行定位，在礦難發(fā)生時提高搜救效率;該手環(huán)結(jié)構(gòu)簡單，功耗低，保持該手環(huán)的長時間供電能力，便于礦下長時間使用。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0005]一種礦用多功能手環(huán)，其特征在于，包括手環(huán)外殼;均設(shè)置在手環(huán)外殼內(nèi)的微控制單元、NFC模塊、傳感器組件、Zigbee模塊、馬達(dá)、供電模塊、與微控制單元通信連接的內(nèi)存模塊；以及設(shè)置在手環(huán)外殼上的顯示屏；傳感器組件包括均與微控制單元通信連接的心率傳感器、加速度傳感器和壓力傳感器;Zigbee模塊與微控制單元通信連接并且與礦井Bi道中的中繼站通信;供電模塊為所述礦用多功能手環(huán)中的用電負(fù)載提供工作電源。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)手環(huán)與手機(jī)的藍(lán)牙連接，所述礦用多功能手環(huán)還包括與微控制單元通信連接的藍(lán)牙通信模塊。其中所述藍(lán)牙通信模塊包括CSR8670芯片、MFI芯片、Flash和26M晶振，CSR8670芯片與微控制單元通信連接，MFI芯片與CSR8670芯片通信連接，26M晶振為CSR8670芯片提供振源。
[0007]進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)屏幕的切換、點(diǎn)觸等功能，所述礦用多功能手環(huán)還包括觸摸屏傳感器，其與微控制單元通信連接。
[0008]進(jìn)一步地，為了向佩戴該手環(huán)的礦下使用者顯示當(dāng)前時間，所述礦用多功能手環(huán)還包括為微控制單元提供振源的時鐘晶振，所述顯示屏為有機(jī)發(fā)光二極管。
[0009]所述供電模塊包括鋰電池、低壓差線性穩(wěn)壓器、升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器和為鋰電池充電的電池充電器，所述電池充電器與微控制單元通信連接。其中所述電池充電器采用BQ2510芯片，升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器采用TPS61093芯片。此外，所述心率傳感器采用PAH8002EP芯片，所述加速度傳感器為LSM6DSM六軸加速度傳感器，并且所述壓力傳感器采用LPS25HBTR芯片。內(nèi)存模塊采用W25Q64FW芯片。所述觸摸屏傳感器采用SXQSOedigbee模塊采用CC2530芯片。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的礦用多功能手環(huán)具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:多功能手環(huán)利用NFC模塊進(jìn)行礦下使用者的身份識別，便于在礦難時，對使用者進(jìn)行身份標(biāo)識;利用心率傳感器和加速度傳感器監(jiān)測使用者的身體狀況，利用壓力傳感器監(jiān)測礦下使用者所在的礦下氣壓值，便于對礦下使用者的健康狀況進(jìn)行管理，在傳感器檢測到的值大于內(nèi)存模塊中存儲的閾值時，微控制單元控制馬達(dá)開關(guān)以進(jìn)行振動報(bào)警提示，保證礦下使用者的人身安全;微控制單元控制Zigbee模塊實(shí)現(xiàn)與礦井匝道中的中繼站通信，然后中繼站把使用者對應(yīng)的位置信息傳送至井上的總控制室，實(shí)現(xiàn)對礦下使用者的定位，便于在礦難發(fā)生時進(jìn)行準(zhǔn)確快速地搜救;該手環(huán)利用Zigbee模塊進(jìn)行定位，結(jié)構(gòu)簡單，功耗低，保持該手環(huán)的長時間供電能力，便于礦下長時間使用，提高搜救可能性。
【附圖說明】

[0011]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡要介紹，顯而易見地，下面描述的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0012]圖1為本實(shí)用新型礦用多功能手環(huán)的電路原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0014]參見圖1，本實(shí)施例涉及一種礦用多功能手環(huán)，包括手環(huán)外殼;均設(shè)置在手環(huán)外殼內(nèi)的微控制單元(M⑶)1、NFC模塊2、傳感器組件3、Zigbee模塊4、馬達(dá)5、供電模塊6、與微控制單元I通信連接的內(nèi)存模塊7;以及設(shè)置在手環(huán)外殼上的顯示屏12;傳感器組件3包括均與微控制單元I通信連接的心率傳感器3-3、加速度傳感器3-2和壓力傳感器3-1; Zigbee模塊4與微控制單元I通信連接并且與礦井匝道中的中繼站通信;供電模塊6為礦用多功能手環(huán)中的用電負(fù)載提供工作電源。
[0015]具體而言，在本實(shí)施例中，如圖1所示，NFC(近距離無線通訊技術(shù))由非接觸式射頻識別(RFID)演變而來，其基礎(chǔ)是RFID和互連技術(shù)，NFC模塊2通過NFC通信方式存儲使用者的個人信息和唯一的識別碼，并且提供給MCU I，當(dāng)使用者上下班時可以作為打卡憑證；當(dāng)使用者在礦下發(fā)生意外去世時，可以作為使用者的身份證明，并且以手環(huán)進(jìn)行身份識別，方便且不易丟失。本實(shí)施例心率傳感器3-3采用PAH8002EP芯片，通過I2Cl與MCU I通信，配合加速度傳感器3-2的使用，通過算法得到使用者精確的心率;本實(shí)施例加速度傳感器3-2采用LSM6DSM六軸加速度傳感器，通過I2Cl與MCU I通信，完成使用者的步數(shù)檢測或其他一些運(yùn)動狀態(tài)的檢測，通過算法得到使用者正常的健康信息，心率傳感器3-3和加速度傳感器3-2結(jié)合實(shí)現(xiàn)對礦下使用者的身體狀況的檢測。本實(shí)施例壓力傳感器3-1采用LPS25HBTR芯片，通過I2Cl與MCU I通信，得到礦下使用者當(dāng)前所處位置的氣壓值或?qū)⒃摎鈮褐颠M(jìn)行處理運(yùn)算得出使用者當(dāng)前所處位置的深度，用于衡量該使用者周圍環(huán)境的氣壓狀況，該些傳感器檢測到的值均可以通過手環(huán)外殼上的顯示屏12顯示出來，便于使用者觀察，并且提示使用者當(dāng)前的身體狀況，有利于保證使用者的人身安全。任一個在顯示屏12上顯示出來的值若大于內(nèi)存模塊7內(nèi)事先存儲的參數(shù)閾值，則M⑶I通過控制輸入/輸出端口而控制馬達(dá)開關(guān)的動作，使馬達(dá)5實(shí)現(xiàn)振動提醒，本實(shí)施例內(nèi)存模塊采用W25Q64FW芯片，其通過SPII與MCU I
通信連接。
[0016]Zigbee是一種基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，支持低數(shù)據(jù)速率、低功耗、安全性和可靠性。在本實(shí)施例中，采用Zigbee自組網(wǎng)方式，Zigbee定位塊密集分布于礦下的各個位置，并且中繼站設(shè)置在礦井匝道里，本實(shí)施例Zigbee模塊4采用CC2530芯片，該CC2530芯片通過UART與M⑶I通信連接，并且與該手環(huán)內(nèi)的Zigbee模塊4相配的中繼站將使用者的位置信息傳遞到礦井上的總控制室，進(jìn)而可以知道使用者的位置信息，并且由于采用Zigbee定位塊繪制礦下地圖，因此可以將該位置信息顯示在上位機(jī)上的該礦下地圖上。使用Zigbee模塊4，功耗低，便于礦下長時間使用，或者當(dāng)?shù)V難發(fā)生時，保持該手環(huán)的長時間供電能力以長時間顯示使用者位置信息，提高搜救可能性。
[0017]供電模塊6為手環(huán)的用電負(fù)載提供工作電源，包括鋰電池6-1、低壓差線性穩(wěn)壓器(LD0)6-4、升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器6-3和為鋰電池6-1充電的電池充電器6-2，其中電池充電器6-2通過I2C3與MCU I通信連接以對電池充電器6-2進(jìn)行控制。電池充電器6-2采用BQ2510芯片以在鋰電池6-1電量不足時對其充電，例如，可以從使用者的礦燈上直接充電以提高手環(huán)的使用時間。升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器采用TPS61093芯片為顯示屏12供電，并且LDO 6_4采用PAH8002EP芯片為馬達(dá)5和心率傳感器3-3提供穩(wěn)定的3.3V電壓。
[0018]進(jìn)一步地，在在手環(huán)外殼內(nèi)還設(shè)置有觸摸屏傳感器9，該觸摸屏傳感器9采用SX9306芯片，其通過I2C3與MCU I通信連接以完成屏幕的切換、點(diǎn)觸等功能。為手環(huán)外殼內(nèi)的MCU I提供時鐘晶振10，以便MCU I進(jìn)行時間計(jì)數(shù)，在顯示屏12上可以實(shí)時顯示當(dāng)前時間，本實(shí)施例顯示屏12可以為有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。此外，在手環(huán)外殼上還設(shè)置有BUTTON按鈕11，通過短按、長按、雙擊等動作可以完成手環(huán)外殼的開機(jī)、關(guān)機(jī)、屏幕切換等操作。
[0019]為了實(shí)現(xiàn)手環(huán)與蘋果手機(jī)的藍(lán)牙連接，以便將手環(huán)的信息無線發(fā)送至蘋果手機(jī)，礦用多功能手環(huán)還包括與MCU I通信連接的藍(lán)牙通信模塊8，其中藍(lán)牙通信模塊8包括CSR8670芯片、MFI芯片8-1、Flash 8-2和26M晶振8-3，其中MFI芯片8-1 通過I2C2與CSR8670芯片通信連接;Flash 8-2通過SPIl與CSR8670芯片連接，為CSR8670芯片提供內(nèi)存;26M晶振8-3為CSR8670芯片提供振源。
[0020]本實(shí)施例礦用多功能手環(huán)，利用NFC模塊2進(jìn)行礦下使用者的身份識別，便于在礦難時，對使用者進(jìn)行身份標(biāo)識;利用心率傳感器3-3和加速度傳感器3-2監(jiān)測使用者的身體狀況，利用壓力傳感器3-1監(jiān)測礦下使用者所在的礦下氣壓值，便于對礦下使用者的健康狀況進(jìn)行管理，在傳感器檢測到的值大于內(nèi)存模塊7中預(yù)先存儲的閾值時，MCU I控制馬達(dá)5開關(guān)以進(jìn)行振動報(bào)警提示，保證礦下使用者的人身安全;MCU I控制Zigbee模塊4實(shí)現(xiàn)與礦井匝道中的中繼站通信，然后中繼站把使用者對應(yīng)的位置信息傳送至井上的總控制室，實(shí)現(xiàn)對礦下使用者的定位，便于在礦難發(fā)生時進(jìn)行準(zhǔn)確快速地搜救;該手環(huán)利用Zigbee模塊4進(jìn)行定位，結(jié)構(gòu)簡單、功耗低，便于礦下長時間使用，或者當(dāng)?shù)V難發(fā)生時保持手環(huán)長時間的供電能力，提尚搜救可能性。
[0021]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種礦用多功能手環(huán)，其特征在于，包括手環(huán)外殼、微控制單元、NFC模塊、傳感器組件、Zigbee模塊、馬達(dá)、供電模塊、與微控制單元通信連接的內(nèi)存模塊和設(shè)置在手環(huán)外殼上的顯示屏;微控制單元、NFC模塊、傳感器組件、Zi gbee模塊、馬達(dá)、供電模塊和內(nèi)存模塊均設(shè)置在手環(huán)外殼內(nèi)；傳感器組件包括均與微控制單元通信連接的心率傳感器、加速度傳感器和壓力傳感器;Zigbee模塊與微控制單元通信連接并且與礦井匝道中的中繼站通信;供電模塊為所述礦用多功能手環(huán)中的用電負(fù)載提供工作電源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用多功能手環(huán)，其特征在于，還包括與微控制單元通信連接的藍(lán)牙通信模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦用多功能手環(huán)，其特征在于，所述藍(lán)牙通信模塊包括CSR8670芯片、MFI芯片、Flash和26M晶振，CSR8670芯片與微控制單元通信連接，MFI芯片與CSR8670芯片通信連接，26M晶振為CSR8670芯片提供振源。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用多功能手環(huán)，其特征在于，還包括觸摸屏傳感器，其與微控制單元通信連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦用多功能手環(huán)，其特征在于，所述觸摸屏傳感器采用SX9306。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用多功能手環(huán)，其特征在于，還包括為微控制單元提供振源的時鐘晶振，所述顯示屏為有機(jī)發(fā)光二極管。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用多功能手環(huán)，其特征在于，所述供電模塊包括鋰電池、低壓差線性穩(wěn)壓器、升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器和為鋰電池充電的電池充電器，所述電池充電器與微控制單元通信連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的礦用多功能手環(huán)，其特征在于，所述電池充電器采用BQ2510芯片，升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器采用TPS61093芯片。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用多功能手環(huán)，其特征在于，所述心率傳感器采用PAH8002EP芯片，所述加速度傳感器為LSM6DSM六軸加速度傳感器，并且所述壓力傳感器采用LPS25HBTR芯片；內(nèi)存模塊采用W25Q64FW芯片。10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用多功能手環(huán)，其特征在于，所述Zigbee模塊采用CC2530芯片。
【文檔編號】A44C5/00GK205728445SQ201620715295
【公開日】2016年11月30日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】趙龍濤
【申請人】青島歌爾聲學(xué)科技有限公司