一種礦用多功能手環(huán)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種礦用多功能手環(huán)，其特點是，包括手環(huán)外殼、均設置在手環(huán)外殼內的微控制單元、NFC模塊、傳感器組件、Zigbee模塊、馬達、供電模塊、與微控制單元通信連接的內存模塊、以及設置在手環(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)中的用電負載提供工作電源。該多功能手環(huán)對礦下使用者進行身份識別，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；對礦下使用者進行定位，在礦難發(fā)生時提高搜救效率；該手環(huán)結構簡單，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)
技術領域
[0001]本實用新型屬于智能穿戴技術領域，具體涉及一種礦用多功能手環(huán)。
【背景技術】
[0002]近幾年智能手環(huán)因其體積小、便于攜帶等優(yōu)點受到廣大用戶的青睞。目前多功能手環(huán)主要針對病人或運動員，用于監(jiān)測病人或運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式地毯搜救，導致搜救時間長，效率低，資源耗費大。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型提供一種礦用多功能手環(huán)，對礦下使用者進行身份識別，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;對礦下使用者進行定位，在礦難發(fā)生時提高搜救效率;該手環(huán)結構簡單，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]為了實現上述技術目的，本實用新型提供如下技術方案予以實現:
[0005]一種礦用多功能手環(huán)，其特征在于，包括手環(huán)外殼;均設置在手環(huán)外殼內的微控制單元、NFC模塊、傳感器組件、Zigbee模塊、馬達、供電模塊、與微控制單元通信連接的內存模塊；以及設置在手環(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)中的用電負載提供工作電源。
[0006]為了實現手環(huán)與手機的藍牙連接，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牙通信模塊。其中所述藍牙通信模塊包括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]進一步地，為了實現屏幕的切換、點觸等功能，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]進一步地，為了向佩戴該手環(huán)的礦下使用者顯示當前時間，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]與現有技術相比，本實用新型提供的礦用多功能手環(huán)具有如下優(yōu)點和有益效果:多功能手環(huán)利用NFC模塊進行礦下使用者的身份識別，便于在礦難時，對使用者進行身份標識;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行管理，在傳感器檢測到的值大于內存模塊中存儲的閾值時，微控制單元控制馬達開關以進行振動報警提示，保證礦下使用者的人身安全;微控制單元控制Zigbee模塊實現與礦井匝道中的中繼站通信，然后中繼站把使用者對應的位置信息傳送至井上的總控制室，實現對礦下使用者的定位，便于在礦難發(fā)生時進行準確快速地搜救;該手環(huán)利用Zigbee模塊進行定位，結構簡單，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用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對本實用新型實施例或現有技術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用新型的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0012]圖1為本實用新型礦用多功能手環(huán)的電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0013]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0014]參見圖1，本實施例涉及一種礦用多功能手環(huán)，包括手環(huán)外殼;均設置在手環(huán)外殼內的微控制單元(M⑶)1、NFC模塊2、傳感器組件3、Zigbee模塊4、馬達5、供電模塊6、與微控制單元I通信連接的內存模塊7;以及設置在手環(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)中的用電負載提供工作電源。
[0015]具體而言，在本實施例中，如圖1所示，NFC(近距離無線通訊技術)由非接觸式射頻識別(RFID)演變而來，其基礎是RFID和互連技術，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，當使用者上下班時可以作為打卡憑證；當使用者在礦下發(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)進行身份識別，方便且不易丟失。本實施例心率傳感器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，完成使用者的步數檢測或其他一些運動狀態(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結合實現對礦下使用者的身體狀況的檢測。本實施例壓力傳感器3-1采用LPS25HBTR芯片，通過I2Cl與MCU I通信，得到礦下使用者當前所處位置的氣壓值或將該氣壓值進行處理運算得出使用者當前所處位置的深度，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存模塊7內事先存儲的參數閾值，則M⑶I通過控制輸入/輸出端口而控制馬達開關的動作，使馬達5實現振動提醒，本實施例內存模塊采用W25Q64FW芯片，其通過SPII與MCU I
通信連接。
[0016]Zigbee是一種基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協(xié)議，支持低數據速率、低功耗、安全性和可靠性。在本實施例中，采用Zigbee自組網方式，Zigbee定位塊密集分布于礦下的各個位置，并且中繼站設置在礦井匝道里，本實施例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，或者當礦難發(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5和心率傳感器3-3提供穩(wěn)定的3.3V電壓。
[0018]進一步地，在在手環(huán)外殼內還設置有觸摸屏傳感器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、點觸等功能。為手環(huán)外殼內的MCU I提供時鐘晶振10，以便MCU I進行時間計數，在顯示屏12上可以實時顯示當前時間，本實施例顯示屏12可以為有機發(fā)光二極管(OLED)。此外，在手環(huán)外殼上還設置有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、關機、屏幕切換等操作。
[0019]為了實現手環(huán)與蘋果手機的藍牙連接，以便將手環(huán)的信息無線發(fā)送至蘋果手機，礦用多功能手環(huán)還包括與MCU I通信連接的藍牙通信模塊8，其中藍牙通信模塊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芯片提供內存;26M晶振8-3為CSR8670芯片提供振源。
[0020]本實施例礦用多功能手環(huán)，利用NFC模塊2進行礦下使用者的身份識別，便于在礦難時，對使用者進行身份標識;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行管理，在傳感器檢測到的值大于內存模塊7中預先存儲的閾值時，MCU I控制馬達5開關以進行振動報警提示，保證礦下使用者的人身安全;MCU I控制Zigbee模塊4實現與礦井匝道中的中繼站通信，然后中繼站把使用者對應的位置信息傳送至井上的總控制室，實現對礦下使用者的定位，便于在礦難發(fā)生時進行準確快速地搜救;該手環(huán)利用Zigbee模塊4進行定位，結構簡單、功耗低，便于礦下長時間使用，或者當礦難發(fā)生時保持手環(huán)長時間的供電能力，提尚搜救可能性。
[0021]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
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、供電模塊、與微控制單元通信連接的內存模塊和設置在手環(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、供電模塊和內存模塊均設置在手環(huán)外殼內；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)中的用電負載提供工作電源。2.根據權利要求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牙通信模塊。3.根據權利要求2所述的礦用多功能手環(huán)，其特征在于，所述藍牙通信模塊包括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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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，所述顯示屏為有機發(fā)光二極管。7.根據權利要求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.根據權利要求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轉換器采用TPS61093芯片。9.根據權利要求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；內存模塊采用W25Q64FW芯片。10.根據權利要求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】青島歌爾聲學科技有限公司