CN103519784B - 基于人体生命体征探测的新型智能闹钟 - Google Patents
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Abstract
一种基于人体生命体征探测的新型智能闹钟，有闹钟座机单元包括有核心板，与核心板相连接的转接电路、座机蓝牙无线传输模块、音箱、彩色液晶显示屏和可扩展USB接口，与转接电路相连接的温度湿度传感器、空气质量检测传感器和可变色LED灯，核心板和转接电路通过电源接口连接5V电源；护腕单元有主控单元，与主控单元相连接的护腕蓝牙无线传输模块、加速度传感器、温度传感器、光电式心率传感器和锂电池，锂电池还依次连接充电器和用于连接外部电源的USB电源接口模块。本发明具有可以专业的测量出我们的环境指标和生理指标，并通过智能的分析实现指示睡眠质量的功能，还有时钟和日期显示及设置功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能闹钟。特别是涉及一种用于生活保健的基于人体生命体征探测的新型智能闹钟。
背景技术
以往我们使用的闹钟只有指示时间和在设定的时刻机械的闹响的功能，这样的闹钟却无法指示我们的睡眠的质量，我们只能够依靠我们的主管的意识和感觉来判断自己的睡眠是否足够是否充足。这样的判断往往是不科学的，比如有些时候我们会遇到明明睡眠足够却仍然感到瞌睡的问题。这就需要一些科学的数据指标来描述我们的睡眠质量。平常的闹钟的功能单一性使得人们无法在平常的生活中科学的显示出我们的睡眠质量，使得人们只能去一些专业场所作检测。随着人们的生活水平的不断的提高，这个智能化的时代中我们迫切需要一款智能又专业的监测我们睡眠质量的产品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以专业的测量出环境指标和生理指标，并通过智能分析实现指示睡眠质量的基于人体生命体征探测的新型智能闹钟。
本发明所采用的技术方案是：一种基于人体生命体征探测的新型智能闹钟，有闹钟座机单元，还有与闹钟座机单元进行无线通信的护腕单元，其中，所述的闹钟座机单元包括有cubieboard核心板，分别与所述的cubieboard核心板相连接的ATmega88PA转接电路、座机蓝牙无线传输模块、音箱、彩色液晶显示屏和可扩展USB接口，分别与所述的ATmega88PA转接电路相连接的温度湿度传感器、空气质量检测传感器和可变色LED灯，所述的cubieboard核心板和ATmega88PA转接电路通过电源接口连接5V电源；所述的护腕单元包括有ATmega88PA主控单元，分别与所述的ATmega88PA主控单元相连接的护腕蓝牙无线传输模块、加速度传感器、温度传感器、光电式心率传感器和锂电池，所述的锂电池还依次连接充电器和用于连接外部电源的USB电源接口模块。
所述的闹钟座机单元设置在闹钟座机本体上，其中，所述的cubieboard核心板和ATmega88PA转接电路设置在闹钟座机本体的内部，所述的座机蓝牙无线传输模块、音箱、彩色液晶显示屏、可扩展USB接口、温度湿度传感器、空气质量检测传感器、可变色LED灯和电源接口分别嵌入在所述闹钟座机本体的表面上。
所述的闹钟座机本体的后侧板是通过合页与整体铰接连接，从而构成方便翻合的后盖。
所述的护腕单元设置在护腕袋上，所述的护腕为可带在手背上的袋结构，包括形成为一体的用于连接在手背临近腕处的手背部分和用于套在母指上的母指部分，所述的护腕袋上设置有用于开合的拉链，所述的护腕单元设置在袋结构内。
所述的护腕单元中的ATmega88PA主控单元、护腕蓝牙无线传输模块、加速度传感器、温度传感器、锂电池、充电器和USB电源接口模块分别设置在护腕袋内的手背部分处，所述的光电式心率传感器设置在护腕袋内的母指部分处，其中，所述的USB电源接口模块与设置在护腕袋表面上的外接电源接口连接。
本发明的基于人体生命体征探测的新型智能闹钟，具有可以专业的测量出我们的环境指标和生理指标，并通过智能的分析实现指示睡眠质量的功能。并且该智能闹钟拥有多种功能来方便人们的日常生活，通过彩色显示屏输出显示，其中有：时钟和日期显示及设置功能、睡眠质量的统计功能、更换显示界面壁纸的功能、指示心率快慢的彩色LED指示灯的功能、人工替换闹铃铃声的功能。本发明，在性能上，工作稳定，耗电量小节能环保，电路结构清晰便于操作。在功能上，闹钟能够准时的闹响，并通过各种数据综合测评出人体的睡眠质量指标，给我们一个专业的测试指数，从而达到改善睡眠质量的目的。在外观上，闹钟的用户显示界面简洁易懂，给人一种焕然一新的效果。传感板小巧省空间，装容传感板的护腕，佩戴舒适。可拆卸式的护腕套可以轻易拆下来清洗。本发明采用了嵌入式操作系统，UI界面通过QT完全自行写出，可扩展性能高。
附图说明
图1是本发明的闹钟座机单元电路构成框图；
图2是本发明的护腕单元电路构成框图；
图3是本发明的闹钟座机本体的结构示意图；
图4是本发明护腕袋的结构示意图；
图5是护腕袋设置在手上的实例图。
图中
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的基于人体生命体征探测的新型智能闹钟做出详细说明。
本发明的基于人体生命体征探测的新型智能闹钟，具有有效测量环境指标和人体生理指标的系统，测量指数包括环境温度湿度、空气质量指数、人体心率、人体动作感应、体温等，系统会记录人体生命体征的这些生理数据，并通过这些数据来判断人体睡眠的质量。另外，系统还将近十次的数据记录到数据库，方便进行比对，从而正确的调整人体的睡眠，改善我们的睡眠的质量，实现我们的理想的效果。
如图1、图2所示，本发明的基于人体生命体征探测的新型智能闹钟，有闹钟座机单元1，还有与闹钟座机单元1进行无线通信的护腕单元2，其中，所述的闹钟座机单元1包括有cubieboard核心板11，分别与所述的cubieboard核心板11相连接的ATmega88PA转接电路12、座机蓝牙无线传输模块13、音箱14、彩色液晶显示屏15和可扩展USB接口16，分别与所述的ATmega88PA转接电路12相连接的DHT11温度湿度传感器17、MQ空气质量检测传感器18和可变色LED灯19，所述的cubieboard核心板11和ATmega88PA转接电路12通过电源接口110连接5V电源；所述的护腕单元2包括有ATmega88PA主控单元21，分别与所述的ATmega88PA主控单元21相连接的护腕蓝牙无线传输模块22、MXC6225XU加速度传感器23、DS18B20温度传感器24、光电式心率传感器25和锂电池26，所述的锂电池26还依次连接充电器27和用于连接外部电源的USB电源接口模块28。所述的彩色液晶显示屏15为四英寸触摸液晶屏幕。座机蓝牙无线传输模块13可拓展到与手机等移动数据相连接，实现多个移动设备同时显示数据的功能。
闹钟座机单元1上配备的可变色LED灯19会在不同时段使用不同的颜色闪烁；在睡眠时，可变色LED灯19会根据人体心率而改变闪烁的频率；在闹钟闹响时，可变色LED灯19会频闪红色灯光。可扩展USB接口16通过嵌入式操作系统进行识别，方便进行功能上的拓展，能够实现无线WIFI连接，外接各种USB设备的功能。
闹钟座机单元1内软件使用Qt语言编写，可以在电脑上进行开发再移植到嵌入式系统当中。上位机软件内置的算法，可以从一定程度上统计使用者的睡眠情况，反应出睡眠者的平均睡眠质量，以提供给使用者合理的睡眠改善建议。
座机内ATmega88PA12还预留了很多没有使用的引脚，供物联网应用开发使用，改造也非常简单，所有的引脚都以标准的方法引出，方便接驳外置设备，升级只需要改造程序即可实现。目前的程序只是实现了基本的功能，其他的功能只要通过简单的程序完善来实现。
如图3所示，所述的闹钟座机单元11设置在闹钟座机本体3上，其中，所述的cubieboard核心板11和ATmega88PA转接电路12设置在闹钟座机本体3的内部，所述的座机蓝牙无线传输模块13、音箱14、彩色液晶显示屏15、可扩展USB接口16、温度湿度传感器17、空气质量检测传感器18、可变色LED灯19和电源接口110分别嵌入在所述闹钟座机本体3的表面上。所述的闹钟座机本体3的后侧板4是通过合页5与整体铰接连接，从而构成方便翻合的后盖，方便进行拆卸，进行数据和硬件上的更新。
如图4、图5所示，所述的护腕单元2整块PCB板尺寸仅为2cm×3.3cm。装入一个特制的护腕袋6，佩戴在手上。所述的护腕6为可带在手背上的袋结构，采用易清洗材质制作。包括形成为一体的用于连接在手背临近腕处的手背部分和用于套在母指上的母指部分，所述的护腕袋6上设置有用于开合的拉链7，所述的护腕单元2设置在袋结构内。
所述的护腕单元2中的ATmega88PA主控单元21、护腕蓝牙无线传输模块22、加速度传感器23、温度传感器24、锂电池26、充电器27和USB电源接口模块28分别设置在护腕袋6内的手背部分处，所述的光电式心率传感器25设置在护腕袋6内的母指部分处，其中，所述的USB电源接口模块28与设置在护腕袋6表面上的外接电源接口连接。
本发明的基于人体生命体征探测的新型智能闹钟，具有普通闹钟的一切功能，准确的时间和年月日都可在彩色液晶显示屏15上显示，并可手动设置时间和年月日信息。在设置闹钟的时间之后，点击修改闹钟按键即可修改，另外，在闹钟的默认设置是闹响一次，在闹响过后，会自动的关闭闹钟。
Claims (3)
1.一种基于人体生命体征探测的新型智能闹钟，有闹钟座机单元（1），其特征在于，还有与闹钟座机单元（1）进行无线通信的护腕单元（2），其中，所述的闹钟座机单元（1）包括有cubieboard核心板（11），分别与所述的cubieboard核心板（11）相连接的ATmega88PA转接电路（12）、座机蓝牙无线传输模块（13）、音箱（14）、彩色液晶显示屏（15）和可扩展USB接口（16），分别与所述的ATmega88PA转接电路（12）相连接的温度湿度传感器（17）、空气质量检测传感器（18）和可变色LED灯（19），所述的cubieboard核心板（11）和ATmega88PA转接电路（12）通过电源接口（110）连接5V电源；所述的护腕单元（2）包括有ATmega88PA主控单元（21），分别与所述的ATmega88PA主控单元（21）相连接的护腕蓝牙无线传输模块（22）、加速度传感器（23）、温度传感器（24）、光电式心率传感器（25）和锂电池（26），所述的锂电池（26）还依次连接充电器（27）和用于连接外部电源的USB电源接口模块（28），所述的护腕单元（2）设置在护腕袋（6）上，所述的护腕袋（6）为可带在手背上的袋结构，包括形成为一体的用于连接在手背临近腕处的手背部分和用于套在母指上的母指部分，所述的护腕袋（6）上设置有用于开合的拉链（7），所述的护腕单元（2）设置在袋结构内，所述的护腕单元（2）中的ATmega88PA主控单元（21）、护腕蓝牙无线传输模块（22）、加速度传感器（23）、温度传感器（24）、锂电池（26）、充电器（27）和USB电源接口模块（28）分别设置在护腕袋（6）内的手背部分处，所述的光电式心率传感器（25）设置在护腕袋（6）内的母指部分处，其中，所述的USB电源接口模块（28）与设置在护腕袋（6）表面上的外接电源接口连接。
2.根据权利要求1所述的基于人体生命体征探测的新型智能闹钟，其特征在于，所述的闹钟座机单元（11）设置在闹钟座机本体（3）上，其中，所述的cubieboard核心板（11）和ATmega88PA转接电路（12）设置在闹钟座机本体（3）的内部，所述的座机蓝牙无线传输模块（13）、音箱（14）、彩色液晶显示屏（15）、可扩展USB接口（16）、温度湿度传感器（17）、空气质量检测传感器（18）、可变色LED灯（19）和电源接口（110）分别嵌入在所述闹钟座机本体（3）的表面上。
3.根据权利要求2所述的基于人体生命体征探测的新型智能闹钟，其特征在于，所述的闹钟座机本体（3）的后侧板（4）是通过合页（5）与整体铰接连接，从而构成方便翻合的后盖。
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