CN103777550B - 用于户外极限运动人员安全监控的可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于户外极限运动人员安全监控的可穿戴设备，本发明包括电源管理模块、生理参数采集模块、环境参数采集模块、GPS定位模块、GPRS传输模块和处理器模块；本发明设备体积和质量小，携带便捷，可移动性强，具有良好的舒适性，设备抗干扰能力强，与网络连接稳定可靠，数据传输纠错能力强；设备使用方便，监测信息稳定可靠，设备使用范围广，不受时间地域限制，实时采集用户人员生理参数、周围环境参数以及用户定位信息，通过GPRS技术远距离传输。

Description

用于户外极限运动人员安全监控的可穿戴设备

技术领域

本发明属于无线传感器网络、可穿戴智能设备、嵌入式系统技术领域，具体涉及一种可用于户外极限运动人员安全监控的可穿戴设备。

背景技术

随着经济的迅速发展，人们生活水平不断提高，户外极限运动日渐频繁，其带来的安全问题日益突出。随着移动互联网、物联网、可穿戴等技术的兴起，极大地推动了可穿戴智能设备产业的发展，将其与户外极限运动人员安全监控设备的有机结合，将大大保障相关人员的生命安全。

户外极限运动由于自身的特殊性，时常伴随危险，近年来发生很多令人心痛的事故，可穿戴智能设备可对户外极限运动人员实时定位，对事故发生时的相关人员位置进行跟踪，对生命、环境信息的实时采集，便于设计高效的应急救援方案。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种可用于户外极限运动人员安全监控的可穿戴设备。

本发明的一种用于户外极限运动人员安全监控的可穿戴设备，包括电源管理模块、生理参数采集模块、环境参数采集模块、GPS定位模块、GPRS传输模块和处理器模块；其中生理参数采集模块包括：人体体温参数采集单元、血氧饱和度和脉搏参数采集单元；环境参数采集模块包括：环境温湿度采集单元、环境大气压参数采集单元。所述电源管理模块包括VCC7.4V可充电式锂电池、VCC5.0V电压转换电路、VCC4.0V电压转换电路、VCC3.3V电压转换电路。7.4V可充电式锂电池JS-7.4V-2.2AH为VCC5V.0电压转换电路提供电源；VCC5.0V电压转换电路的核心为AMS1117-5.0低压差线性稳压电源芯片，其输出供给VCC4.0V电压转换电路、VCCC3.3V电压转换电路、人体体温参数采集单元、血氧饱和度和脉搏参数采集单元、环境大气压参数采集单元、GPS定位模块；4.0V电压转换电路的核心为FDS9435-MOSFET功率管、LM3485迟滞开关功率转换器，其输出为GPRS模块提供电源，VCC3.3V电压转换电路的核心为AMS1117-3.3低压差线性稳压电源芯片，其输出为环境温湿度采集单元、处理器模块主芯片STM32F103RBT6、JTAG接口提供电源；

电源管理模块包括：7.4V锂电池、7.4V锂电池接口J1、自锁开关K1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电压转换芯片AMS1117-5.0、第二电压转换芯片AMS1117-3.3、第一MOSFET功率管FDS9435、第一迟滞开关功率转换器LM3485、第一电解电容C1、第一钽电容C2、第二钽电容C3、第二电解电容C4、第三电解电容C5、第三钽电容C6、第四钽电容C7、第四电解电容C8、第五钽电容C9、第五电解电容C10、第六电解电容C11、第六钽电容C12、第七钽电容C13、第七电解电容C14、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电源指示灯DS1、第一电感L1；

所述7.4V锂电池的负极接地，7.4V锂电池的正极连接自锁开关K1的第一引脚，自锁开关K1的2引脚和第一二极管D1的阳极相连，第一二极管D1的阴极连接VCC7.4V电压输出端；

VCC7.4V电压输出端连接第一电解电容C1的正极、第一钽电容C2的一端、第一电压转换芯片AMS1117-5.0的3引脚，第一电解电容C1的负极连接第一钽电容C2的另一端、第一电压转换芯片AMS1117-5.0的1引脚、第二钽电容C3的一端、第二电解电容C4的负极、第二二极管D2的阳极、第三电解电容C5的负极、第三钽电容C6的一端到地，第一电压转换芯片AMS1117-5.0的2引脚连接第二钽电容C3的另一端、第二电解电容C4的正极、第二二极管D2的阴极、第三二极管D3的阳极，第三二极管D3的阴极连接第三电解电容C5的正极、第三钽电容C6的另一端到5V电压转换电路的输出端；

VCC5.0V电压转换电路的输出端连接第二电压转换芯片AMS1117-3.3的3引脚、第四钽电容C7的一端、第四电解电容C8的阳极，第四钽电容C7的另一端连接第四电解电容C8的阴极、第二电压转换芯片AMS1117-3.3的1引脚、第五钽电容C9的一端、第五电解电容C10的阴极到地，第一电压转换芯片AMS1117-3.3的2引脚连接第五钽电容C9的另一端、第五电解电容C10的阳极和第一电阻R1的一端到VCC3.3V的电压输出端，第一电阻R1的另一端连接第一电源指示灯DS1的阳极，第一电源指示灯DS1的阴极接地；

VCC5.0V电压转换电路的输出端连接第六电解电容C11的阳极、第一MOSFET功率管FDS9435的1引脚、2引脚、3引脚和第一迟滞开关功率转换器LM3485的8引脚，第一MOSFET功率管FDS9435的4引脚连接第一迟滞开关功率转换器LM3485的7引脚，第一MOSFET功率管FDS9435的5引脚、6引脚、7引脚、8引脚连接第四二极管D4的阴极、第一迟滞开关功率转换器LM3485的1引脚、第一电感L1的一端，第四二极管D4的阳极连接GND，第一迟滞开关功率转换器LM3485的2引脚、6引脚连接GND，第一迟滞开关功率转换器LM3485的5引脚连接第二电阻R2的一端、第六钽电容C12的一端，第六钽电容C12的另一端连接第二电阻R2到第一迟滞开关功率转换器LM3485的8引脚，第一迟滞开关功率转换器LM3485的3引脚架空，第一迟滞开关功率转换器LM3485的4引脚连接第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端、第七钽电容C13的一端，第三电阻R3的另一端连接GND，第四电阻R4的另一端连接第七钽电容C13的另一端、第七电解电容C14的阳极、第一电感L1的另一端到VCC4.0V的电压输出端，第七电解电容C14的阴极连接GND；

所述生理参数采集模块包括人体体温参数采集单元、血氧饱和度和脉搏参数采集单元；人体体温参数采集单元采用TSIC506数字式高精度体温传感器和处理器模块的24引脚相连，数据读取采用Tsic ZAC总线通信协议，电源端和5.0V电压转换电路相连；血氧饱和度和脉搏参数采集单元YS2000和处理器模块的通用异步收发(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，UART)接口UART3相连，电源端和5.0V电压转换电路相连。所述的血氧饱和度和脉搏参数采集单元包括CY8C5566L高速处理器单元、电压转换电路和稳压滤波电路，输出的信号和处理器的UART3相连；

血氧饱和度和脉搏参数采集单元电路包括：连接端子P1、连接端子P2，第八钽电容C15；

连接端子P2的RX脚连接连接端子P1的一个RX脚，连接端子P2的2脚连接连接端子P1的一个TX脚，连接端子P2的TX脚连接GND，连接端子P2的电源脚连接VCC5.0V的电压输出端、第八钽电容C15的一端，第八钽电容C15的另一端连接GND，连接端子P1的另一个RX脚连接处理器STM32F103RBT6的PB10引脚，连接端子P1的另一个TX脚连接处理器STM32F103RBT6的PB11引脚；

人体体温参数采集单元电路包括：连接端子P3，第五电阻R5，第九钽电容C16；人体体温参数采集单元的连接端子P3的电源引脚连接第五电阻R5的一端、第九钽电容C16的一端，第五电阻的另一端连接VCC5.0V的电压输出端，连接端子P3的IO引脚连接处理器STM32F103RBT6的PC0引脚，连接端子P3的GND引脚接地。

所述的环境参数采集模块包括环境温湿度采集单元、环境大气压采集单元；环境温湿度采集单元采用SHT11数字式高精度温湿度传感器和处理器的PB0、PB1引脚相连，数据读取采用类IIC总线协议，电源端与VCC3.3V电压输出端相连。环境大气压采集单元采用BMP085数字式高精度大气压采集芯片和处理器的PC引脚相连，电源端和VCC5.0V电压输出端相连。

环境温湿度采集单元包括：第十钽电容C17，第六电阻R6，模块连接端子P4；连接端子P4的SDA脚连接第六电阻R6的一端、处理器模块STM32F103RBT6的PB1引脚，第六电阻R6的另一端连接VCC3.3V电压输出端电路，模块连接端子P4的电源引脚连接第十钽电容C17的一端、VCC3.3V电压输出端电路，第十钽电容C17的另一端连接模块连接端子P4的GND引脚接地，连接端子P4的SCL引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PB0引脚；

环境大气压采集单元包括：第十一钽电容C18，模块连接端子P6，端子P5；连接端子P6的电源引脚连接第十一钽电容C18的一端、VCC5.0V电压输出端，模块连接端子P6的SCL引脚连接端子P5的SCL引脚，模块连接端子P6的SDA引脚连接端子P5的SDA引脚，模块连接端子P6的XCLR引脚连接端子P5的XCLR引脚，模块连接端子P6的NC引脚连接端子P5的NC引脚，模块连接端子P6的GND引脚接地，端子P5的SCL引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PC0引脚，端子P5的SDA引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PC1引脚，端子P5的XCLR引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PC2引脚，端子P5的NC引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PC3引脚；

GPS定位模块包括：模块连接端子P7，第十二钽电容C19；模块连接端子P7的电源引脚连接第十二钽电容C19的一端、VCC5.0V电压输出端，模块连接端子P7的GND引脚接地，模块连接端子P7的TX引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PA3引脚，模块连接端子P7的RX引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PA2引脚；

所述GPRS传输模块KS97和处理器模块的通用异步收发(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，UART)接口UART1相连，电源端和VCC4.0V电压转换电路输出端相连，VCC4.0V电压转换电路的输入端电压可达50V，转换电路充分考虑电磁干扰，VCC4.0V输出电压稳定可靠，波纹小，为GPRS模块提供电源；GPRS传输模块电路图包括：第十三钽电容C20、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第二发光二极管DS2、第三发光二极管DS3、第四发光二极管DS4、GPRS核心单元KS97，连接端子P8，第二按键K2；

GPRS传输模块电路中的核心单元KS97的1引脚、2引脚、11引脚、20引脚连接GND，GPRS的核心单元KS97的3引脚、4引脚相连至VCC4.0V输出电压端，GPRS核心单元KS97的5引脚和连接端子P8的1引脚相连，连接端子P8的1引脚连接处理器STM32F103RBT6的PA9引脚，GPRS核心单元KS97的6引脚和连接端子P8的3引脚相连，连接端子P8的3引脚连接处理器STM32-64的PA10引脚，GPRS核心单元KS97的9引脚连接第二按键K2的3引脚，第二按键K2的1引脚连接GND，GPRS核心单元KS97的10引脚连接第七电阻R7，第七电阻R7连接第二发光二极管的阳极，第二发光二极管的阴极连接GND，GPRS核心单元KS97的18引脚连接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端连接第三发光二极管DS3的阳极，第三发光二极管DS3的阴极连接GND，GPRS核心单元KS97的19引脚连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端连接第四发光二极管DS4的阳极，第四发光二极管DS4的阴极连接GND，GPRS核心单元KS97的其他引脚都架空；

所述处理器模块以处理器STM32F103RBT6为核心，在其外围分别搭建了复位电路、晶振电路、JTAG接口电路、RS-232收发器电路、退耦电路。并且对处理器的各电源引脚进行了退藕处理。处理器的电源端连接VCC3.3V电压输出端；处理器模块中的三个UART接口分别和GPRS传输模块、GPS定位模块、血氧饱和度和脉搏参数采集单元相连；其中RS-232收发器电路包括：第十四钽电容C21、第十五钽电容C22、第十六钽电容C23、第十七钽电容C24，第一串口插件COM1、第一RS-232收发器芯片MAX3232；主处理器单元电路包括：主芯片STM32F103RBT6、第十八钽电容C25、第十九钽电容C26、第二十钽电容C27、第二十一钽电容C28、第二十二钽电容C29、第二十三钽电容C30、第二十四钽电容C31、第二十五钽电容C32、第二十六钽电容C33、第二十七钽电容C34、第一晶振Y1、第二晶振Y2、第三按键K3、第五发光二极管DS5、第十电阻R10、第十一电阻R11；JTAG接口电路包括：JTAG接插件JTAG_20、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第二十八钽电容C35；

RS-232电路主芯片MAX3232中的1引脚连接第十六钽电容C23的一端，第十六钽电容C23的另一端连接MAX3232的3引脚，MAX3232中的4引脚连接第十七钽电容C24的一端，第十七钽电容C24的另一端连接MAX3232的5引脚，MAX3232中的2引脚连接第十四钽电容C21的一端，第十四钽电容C21的另一端连接GND，MAX3232中的6引脚连接第十五钽电容C22的一端，第十五钽电容C22的另一端连接GND，MAX3232中的13引脚连接第一串口插口COM1的3引脚，MAX3232中的14引脚连接第一串口插口COM1的2引脚，MAX3232中的11引脚连接主处理器芯片STM32F103RBT6的PA9，MAX3232中的12引脚连接主处理器芯片STM32F103RBT6的PA10，MAX3232中的16引脚连接VCC5.0V电压输出端，MAX3232中的15引脚连接GND，MAX3232中的其他引脚都架空，第一串口插件COM1的5引脚连接GND；

处理器模块的主芯片STM32F103RBT6的7引脚连接复位电路中的第二十七钽电容C34的一端、第十电阻R10的一端、第三按键K3的3引脚，第三按键K3的1引脚连接第二十七钽电容C34的另一端到GND；第十电阻R10的另一端连接第十一电阻R11的一端、VCC3.3V电压输出端，第十一电阻R11的另一端连接第五发光二极管DS5的阳极，第五发光二极管DS5的阴极连接处理器芯片STM32F103RBT6的53引脚。处理器芯片STM32F103RBT6的5引脚连接第一晶振Y1的一端、第二十三钽电容C30的一端，处理器芯片STM32F103RBT6的6引脚连接第一晶振Y1的另一端、第二十四钽电容C31的一端，第二十三钽电容C30的另一端和第二十四钽电容C31的另一端均接地；处理器芯片STM32F103RBT6的3引脚连接第二晶振Y2的一端、第二十五钽电容C32的一端，处理器芯片STM32F103RBT6的4引脚连接第二晶振Y2的另一端、第二十六钽电容C33的一端，第二十三钽电容C32的另一端和第二十四钽电容C33的另一端均接地；如果晶振电路起振不理想，在晶振Y1和Y2两端分别并联一个电阻；处理器芯片STM32F103RBT6的13引脚连接第十八钽电容C25的一端，第十八钽电容C25的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的12引脚到GND；处理器芯片STM32F103RBT6的19引脚连接第十九钽电容C26的一端，第十九钽电容C26的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的18引脚到GND；处理器芯片STM32F103RBT6的32引脚连接第二十钽电容C27的一端，第二十钽电容C27的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的31引脚到GND；处理器芯片STM32F103RBT6的48引脚连接第二十一钽电容C28的一端，第二十一钽电容C28的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的47引脚到GND；处理器芯片STM32F103RBT6的64引脚连接第二十二钽电容C29的一端，第二十二钽电容C29的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的63引脚到GND；

JTAG接口电路中的接插件JTAG_20的3引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的56引脚、第十二电阻R12的一端，第十二电阻R12的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的5引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的50引脚、第十三电阻R13的一端，第十三电阻R13的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的7引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的46引脚、第十四电阻R14的一端，第十四电阻R14的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的9引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的49引脚、第十五电阻R15的一端，第十五电阻R15的另一端连接GND；接插件JTAG_20的13引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的55引脚、第十六电阻R16的一端，第十六电阻R16的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的1引脚、2引脚连接VCC3.3V电压输出端，接插件JTAG_20的2引脚连接第二十八钽电容C35的一端，第二十八钽电容C35的另一端连接接插件JTAG_20的4引脚、6引脚、8引脚、10引脚、12引脚、14引脚、16引脚、18引脚、20引脚，接插件JTAG_20的其他引脚均架空。

本发明相比于现有技术，主要有以下优点：

1、设备体积和质量小，携带便捷，可移动性强，具有良好的舒适性。

2、设备抗干扰能力强，与网络连接稳定可靠，数据传输纠错能力强。

3、设备使用方便，监测信息稳定可靠，设备使用范围广，不受时间地域限制。

4、实时采集用户的生理参数、环境参数以及定位信息，通过GPRS技术远距离传输。

5、设备运行功耗低，软硬件系统都采用低功耗设计，可长时间工作，电池续航能力强。

附图说明：

图1(a)为本发明的电源管理模块的5.0V电压转换电路原理图；

图1(b)为本发明的电源管理模块3.3V电压转换电路原理图；

图1(c)为本发明的电源管理模块4.0V电压转换电路原理图；

图2为本发明的血氧饱和度和脉搏采集单元电路原理图；

图3为本发明的人体体温采集单元电路原理图；

图4为本发明的环境温湿度采集单元电路原理图；

图5为本发明的环境大气压采集单元电路原理图；

图6为本发明的GPS定位电路原理图；

图7为本发明的GPRS传输模块电路原理图；

图8(a)为本发明的处理器模块RS-232接口电路原理图；

图8(b)为本发明的处理器模块主芯片电路原理图；

图8(c)为本发明的处理器模块JTAG接口电路原理图。

本发明采取的具体技术方案为：

用于户外极限运动人员安全监控的可穿戴设备包括电源管理模块、生理参数采集模块、环境参数采集模块、GPS定位模块、GPRS传输模块和处理器模块；其中生理参数采集模块包括：人体体温参数采集单元、血氧饱和度和脉搏参数采集单元；环境参数采集模块包括：环境温湿度采集单元、环境大气压参数采集单元。

下面结合附图对本发明进一步描述：

如图1(a)所示，电源管理模块包括7.4V锂电池、7.4V锂电池接口J1、自锁开关K1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电解电容C1、第一钽电容C2、第二钽电容C3、第二电解电容C4、第三电解电容C5、第三钽电容C6、第一电压转换芯片AMS1117-5.0；

如图1(a)所示：7.4V锂电池接口J1的负极接地，7.4V锂电池的正极连接自锁开关K1的第一引脚，自锁开关K1的2引脚和第一二极管D1的阳极相连，第一二极管D1的阴极连接VCC7.4V电压输出端；

如图1(a)所示：VCC7.4V电压输出端连接第一电解电容C1的正极、第一钽电容C2的一端、第一电压转换芯片AMS1117-5.0的3引脚，第一电解电容C1的负极连接第一钽电容C2的另一端、第一电压转换芯片AMS1117-5.0的1引脚、第二钽电容C3的一端、第二电解电容C4的负极、第二二极管D2的阳极、第三电解电容C5的负极、第三钽电容C6的一端到地，第一电压转换芯片AMS1117-5.0的2引脚连接第二钽电容C3的另一端、第二电解电容C4的正极、第二二极管D2的阴极、第三二极管D3的阳极，第三二极管D3的阴极连接第三电解电容C5的正极、第三钽电容C6的另一端到5V电压转换电路的输出端；

如图1(b)所示：VCC3.3V电压转换电路图包括第四钽电容C7、第四电解电容C8、第五钽电容C9、第五电解电容C10、第一电阻R1、第一电源指示灯DS1、第二电压转换芯片AMS1117-3.3；

如图1(b)所示：VCC5.0V电压转换电路的输出端连接第二电压转换芯片AMS1117-3.3的3引脚、第四钽电容C7的一端、第四电解电容C8的阳极，第四钽电容C7的另一端连接第四电解电容C8的阴极、第二电压转换芯片AMS1117-3.3的1引脚、第五钽电容C9的一端、第五电解电容C10的阴极到地，第二电压转换芯片AMS1117-3.3的2引脚连接第五钽电容C9的另一端、第五电解电容C10的阳极和第一电阻R1的一端到VCC3.3V的电压输出端，第一电阻R1的另一端连接第一电源指示灯DS1的阳极，第一电源指示灯DS1的阴极接地；

如图1(c)所示：VCC4.0V电压转换电路图包括第四二极管D4、电解电容C11、第六钽电容C12、第七钽电容C13、第七电解电容C14、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电感L1、第一MOSFET功率管FDS9435、第一迟滞开关功率转换器LM3485；

如图1(c)所示：VCC5.0V电压转换电路的输出端连接第六电解电容C11的阳极、第一MOSFET功率管FDS9435的1引脚、2引脚、3引脚和第一迟滞开关功率转换器LM3485的8引脚，第一MOSFET功率管FDS9435的4引脚连接第一迟滞开关功率转换器LM3485的7引脚，第一MOSFET功率管FDS9435的5引脚、6引脚、7引脚、8引脚连接第四二极管D4的阴极、第一迟滞开关功率转换器LM3485的1引脚、第一电感L1的一端，第四二极管D4的阳极连接GND，第一迟滞开关功率转换器LM3485的2引脚、6引脚连接GND，第一迟滞开关功率转换器LM3485的5引脚连接第二电阻R2的一端、第六钽电容C12的一端，第六钽电容C12的另一端连接第二电阻R2到第一迟滞开关功率转换器LM3485的8引脚，第一迟滞开关功率转换器LM3485的3引脚架空，第一迟滞开关功率转换器LM3485的4引脚连接第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端、第七钽电容C13的一端，第三电阻R3的另一端连接GND，第四电阻R4的另一端连接第七钽电容C13的另一端、第七电解电容C14的阳极、第一电感L1的另一端到VCC4.0V的电压输出端，第七电解电容C14的阴极连接GND；

如图2所示：血氧饱和度和脉搏采集单元电路图包括连接端子P1、连接端子P2，第八钽电容C15；连接端子P2的1脚连接连接端子P1的3脚，连接端子P2的2脚连接连接端子P1的1脚，连接端子P2的3脚连接GND，连接端子P2的4脚连接VCC5.0V的电压输出端、第八钽电容C15的一端，第八钽电容C15的另一端连接GND，连接端子P1的4脚连接处理器STM32F103RBT6的PB10引脚，连接端子P1的2脚连接处理器STM32F103RBT6的PB11引脚；

如图3所示：人体体温参数采集单元电路包括连接端子P3，第五电阻R5，第九钽电容C16；人体体温参数采集单元的连接端子P3的1引脚连接第五电阻R5的一端、第九钽电容C16的一端，第五电阻的另一端连接VCC5.0V的电压输出端，连接端子P3的2引脚连接处理器STM32F103RBT6的PC0引脚，连接端子的3引脚连接GND；

如图4所示：环境温湿度采集单元电路图包括第十钽电容C17，第六电阻R6，模块连接端子P4；环境温湿度采集单元中的模块连接端子P4的1脚连接电阻R6的一端、处理器模块STM32F103RBT6的PB1引脚，电阻R6的另一端连接VCC3.3V电压输出端电路，模块连接端子P4的2引脚连接第十钽电容C17的一端、VCC3.3V电压输出端电路，第十钽电容C17的另一端连接模块连接端子P4的3引脚到GND，连接端子P4的4引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PB0引脚；

如图5所示：环境大气压采集单元电路图包括第十一钽电容C18，模块连接端子P6，端子P5；环境大气压参数采集单元中的模块连接端子P6的电源引脚连接第十一钽电容C18的一端、VCC5.0V电压输出端，模块连接端子P6的2引脚连接端子P5的5引脚，模块连接端子P6的3引脚连接端子P5的6引脚，模块连接端子P6的4引脚连接端子P5的7引脚，模块连接端子P6的5引脚连接端子P5的8引脚，模块连接端子P6的6引脚连接GND，端子P5的1引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PC0引脚，端子P5的2引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PC1引脚，端子P5的2引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PC2引脚，端子P5的3引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PC3引脚；

如图6所示：GPS定位模块主芯片型号为ATK-NEO-6M-V12，采用U-BLOXNEO-6M模组，模块自带高性能无源陶瓷天线，并自带可充电后备电池，可支持温启动或热启动，后备电池在主电源断电后，可维持半小时左右的GPS接收数据保存。处理器的UART2接口和GPS模块相连，GPS模块的电源端和VCC5.0V电压输出端相连；GPS定位模块包括模块连接端子P7，第十二钽电容C19；模块连接端子P7的电源引脚连接第十二钽电容C19的一端、VCC5.0V电压输出端，模块连接端子P7的GND引脚接地，模块连接端子P7的TX引脚连接处理器模块STM32-64的PA3引脚，模块连接端子P7的RX引脚连接处理器模块STM32-64的PA2引脚；

如图7所示：GPRS传输模块电路图包括第十三钽电容C20、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第二发光二极管DS2、第三发光二极管DS3、第四发光二极管DS4、GPRS核心单元KS97，连接端子P8，第二按键K2。GPRS传输模块电路中的核心的单元KS97的1引脚、2引脚、11引脚、20引脚连接GND，GPRS的核心单元KS97的3引脚、4引脚相连至VCC4.0V输出电压端，GPRS核心单元KS97的5引脚和连接端子P8的1引脚相连，连接端子P8的1引脚连接处理器STM32-64的PA9引脚，GPRS核心单元KS97的6引脚和连接端子P8的3引脚相连，连接端子P8的3引脚连接处理器STM32-64的PA10引脚，GPRS核心单元KS97的9引脚连接第二按键K2的3引脚，第二按键K2的1引脚连接GND，GPRS核心单元KS97的10引脚连接第七电阻R7，第七电阻R7连接第二发光二极管的阳极，第二发光二极管的阴极连接GND，GPRS核心单元KS97的18引脚连接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端连接第三发光二极管DS3的阳极，第三发光二极管DS3的阴极连接GND，GPRS核心单元KS97的19引脚连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端连接第四发光二极管DS4的阳极，第四发光二极管DS4的阴极连接GND，GPRS核心单元KS97的其他引脚都架空；

如图8(a)所示：RS-232接口电路图包括第十四钽电容C21、第十五钽电容C22、第十六钽电容C23、第十七钽电容C24，第一串口插件COM1、第一RS-232收发器芯片MAX3232；RS-232电路中的主芯片MAX3232中的1引脚连接第十六钽电容C23的一端，第十六钽电容C23的另一端连接MAX3232的3引脚，MAX3232中的4引脚连接第十七钽电容C24的一端，第十七钽电容C24的另一端连接MAX3232的5引脚，MAX3232中的2引脚连接第十四钽电容C21的一端，第十四钽电容C21的另一端连接GND，MAX3232中的6引脚连接第十五钽电容C22的一端，第十五钽电容C22的另一端连接GND，MAX3232中的13引脚连接第一串口插口COM1的3引脚，MAX3232中的14引脚连接第一串口插口COM1的2引脚，MAX3232中的11引脚连接主处理器芯片STM32F103RBT6的PA9，MAX3232中的12引脚连接主处理器芯片STM32-64的PA10，MAX3232中的16引脚连接VCC5.0V电压输出端，MAX3232中的15引脚连接GND，MAX3232中的其他引脚都架空，第一串口插口COM1的5引脚连接GND；

如图8(b)所示：处理器模块主芯片电路图包含主芯片STM32F103RBT6、第十八钽电容C25、第十九钽电容C26、第二十钽电容C27、第二十一钽电容C28、第二十二钽电容C29、第二十三钽电容C30、第二十四钽电容C31、第二十五钽电容C32、第二十六钽电容C33、第二十七钽电容C34、第一晶振Y1、第二晶振Y2、第三按键K3、第五发光二极管DS5、第十电阻R10、第十一电阻R11；处理器模块的主芯片STM32F103RBT6的7引脚相连复位电路中的第二十七钽电容C34的一端、第十电阻R10的一端、第三按键K3的3引脚，第三按键K3的1引脚连接第二十七钽电容C34的另一端到GND；第十电阻R10的另一端连接第十一电阻R11的一端、VCC3.3V电压输出端，第十一电阻R11的另一端连接第五发光二极管DS5的阳极，第五发光二极管DS5的阴极连接处理器芯片STM32F103RBT6的53引脚。处理器芯片STM32F103RBT6的5引脚连接第一晶振Y1的一端、第二十三钽电容C30的一端，处理器芯片STM32F103RBT6的6引脚连接第一晶振Y1的另一端、第二十四钽电容C31的一端，第二十三钽电容C30的另一端和第二十四钽电容C31的另一端均接地；处理器芯片STM32F103RBT6的3引脚连接第二晶振Y2的一端、第二十五钽电容C32的一端，处理器芯片STM32F103RBT6的4引脚连接第二晶振Y2的另一端、第二十六钽电容C33的一端，第二十三钽电容C32的另一端和第二十四钽电容C33的另一端均接地；如果晶振电路起振不理想，在晶振Y1和Y2两端分别并联一个电阻；处理器芯片STM32F103RBT6的13引脚连接第十八钽电容C25的一端，第十八钽电容C25的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的12引脚到GND；处理器芯片STM32F103RBT6的19引脚连接第十九钽电容C26的一端，第十九钽电容C26的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的18引脚到GND；处理器芯片STM32F103RBT6的32引脚连接第二十钽电容C27的一端，第二十钽电容C27的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的31引脚到GND；处理器芯片STM32F103RBT6的48引脚连接第二十一钽电容C28的一端，第二十一钽电容C28的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的47引脚到GND；处理器芯片STM32F103RBT6的64引脚连接第二十二钽电容C29的一端，第二十二钽电容C29的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的63引脚到GND；

如图8(c)所示：JTAG接口电路包括JTAG_20接插件、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第二十八钽电容C35；JTAG接口电路中的接插件JTAG_20的3引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的56引脚、第十二电阻R12的一端，第十二电阻R12的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的5引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的50引脚、第十三电阻R13的一端，第十三电阻R13的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的7引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的46引脚、第十四电阻R14的一端，第十四电阻R14的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的9引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的49引脚、第十五电阻R15的一端，第十五电阻R15的另一端连接GND；接插件JTAG_20的13引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的55引脚、第十六电阻R16的一端，第十六电阻R16的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的1引脚、2引脚连接VCC3.3V电压输出端，接插件JTAG_20的2引脚连接第二十八钽电容C35的一端，第二十八钽电容C35的另一端连接接插件JTAG_20的4引脚、6引脚、8引脚、10引脚、12引脚、14引脚、16引脚、18引脚、20引脚，接插件JTAG_20的其他引脚均架空；

可用于户外极限运动人员安全监控的可穿戴设备设备工作过程如下：设备上电后，处理器模块会依次初始化系统的各个子模块：生理参数采集模块、环境参数采集模块、GPS定位模块、GPRS传输模块，将实时采集环境中的温度、湿度、大气压强等信息，通过GPS定位模块采集用户所在的经纬度、所处海拔高度、当地时间等信息，通过生理参数采集模块采集用户的体温、血氧饱和度、脉搏等信息，为用户从事户外极限运动提供参考，将各个子模块采集到的信息经处理器打包成特定的数据流后经过GPRS传输模块发送到指定上位机，可供其他人员参考，同时也可以作为户外极限运动人员遇险时紧急救援的依据；本设备可对事故发生时刻的人员位置进行跟踪，便于设计高效的应急救援方案。

Claims (1)

1.用于户外极限运动人员安全监控的可穿戴设备，包括电源管理模块、生理参数采集模块、环境参数采集模块、GPS定位模块、GPRS传输模块和处理器模块；

其特征在于：生理参数采集模块包括：人体体温参数采集单元、血氧饱和度和脉搏参数采集单元；环境参数采集模块包括：环境温湿度采集单元、环境大气压参数采集单元；

所述电源管理模块包括VCC7.4V可充电式锂电池、VCC5.0V电压转换电路、VCC4.0V电压转换电路、VCC3.3V电压转换电路；7.4V可充电式锂电池JS-7.4V-2.2AH为VCC5V.0电压转换电路提供电源；VCC5.0V电压转换电路的核心为AMS1117-5.0低压差线性稳压电源芯片，其输出供给VCC4.0V电压转换电路、VCCC3.3V电压转换电路、人体体温参数采集单元、血氧饱和度和脉搏参数采集单元、环境大气压参数采集单元、GPS定位模块；4.0V电压转换电路的核心为FDS9435-MOSFET功率管、LM3485迟滞开关功率转换器，其输出为GPRS模块提供电源，VCC3.3V电压转换电路的核心为AMS1117-3.3低压差线性稳压电源芯片，其输出为环境温湿度采集单元、处理器模块主芯片STM32F103RBT6、JTAG接口提供电源；

电源管理模块包括：7.4V锂电池、7.4V锂电池接口J1、自锁开关K1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电压转换芯片AMS1117-5.0、第二电压转换芯片AMS1117-3.3、第一MOSFET功率管FDS9435、第一迟滞开关功率转换器LM3485、第一电解电容C1、第一钽电容C2、第二钽电容C3、第二电解电容C4、第三电解电容C5、第三钽电容C6、第四钽电容C7、第四电解电容C8、第五钽电容C9、第五电解电容C10、第六电解电容C11、第六钽电容C12、第七钽电容C13、第七电解电容C14、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电源指示灯DS1、第一电感L1；

所述7.4V锂电池的负极接地，7.4V锂电池的正极连接自锁开关K1的第一引脚，自锁开关K1的2引脚和第一二极管D1的阳极相连，第一二极管D1的阴极连接VCC7.4V电压输出端；

VCC7.4V电压输出端与VCC5.0V电压转换电路中的第一电解电容C1的正极、第一钽电容C2的一端、第一电压转换芯片AMS1117-5.0的3引脚连接，第一电解电容C1的负极连接第一钽电容C2的另一端、第一电压转换芯片AMS1117-5.0的1引脚、第二钽电容C3的一端、第二电解电容C4的负极、第二二极管D2的阳极、第三电解电容C5的负极、第三钽电容C6的一端到地，第一电压转换芯片AMS1117-5.0的2引脚连接第二钽电容C3的另一端、第二电解电容C4的正极、第二二极管D2的阴极、第三二极管D3的阳极，第三二极管D3的阴极连接第三电解电容C5的正极、第三钽电容C6的另一端到5V电压转换电路的输出端；

VCC5.0V电压转换电路的输出端与VCC3.3V电压转换电路中的第二电压转换芯片AMS1117-3.3的3引脚、第四钽电容C7的一端、第四电解电容C8的阳极连接，第四钽电容C7的另一端连接第四电解电容C8的阴极、第二电压转换芯片AMS1117-3.3的1引脚、第五钽电容C9的一端、第五电解电容C10的阴极到地，第一电压转换芯片AMS1117-3.3的2引脚连接第五钽电容C9的另一端、第五电解电容C10的阳极和第一电阻R1的一端到VCC3.3V的电压输出端，第一电阻R1的另一端连接第一电源指示灯DS1的阳极，第一电源指示灯DS1的阴极接地；

VCC5.0V电压转换电路的输出端与VCC4.0V电压转换电路中的第六电解电容C11的阳极、第一MOSFET功率管FDS9435的1引脚、2引脚、3引脚和第一迟滞开关功率转换器LM3485的8引脚连接，第一MOSFET功率管FDS9435的4引脚连接第一迟滞开关功率转换器LM3485的7引脚，第一MOSFET功率管FDS9435的5引脚、6引脚、7引脚、8引脚连接第四二极管D4的阴极、第一迟滞开关功率转换器LM3485的1引脚、第一电感L1的一端，第四二极管D4的阳极连接GND，第一迟滞开关功率转换器LM3485的2引脚、6引脚连接GND，第一迟滞开关功率转换器LM3485的5引脚连接第二电阻R2的一端、第六钽电容C12的一端，第六钽电容C12的另一端连接第二电阻R2到第一迟滞开关功率转换器LM3485的8引脚，第一迟滞开关功率转换器LM3485的3引脚架空，第一迟滞开关功率转换器LM3485的4引脚连接第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端、第七钽电容C13的一端，第三电阻R3的另一端连接GND，第四电阻R4的另一端连接第七钽电容C13的另一端、第七电解电容C14的阳极、第一电感L1的另一端到VCC4.0V的电压输出端，第七电解电容C14的阴极连接GND；

所述生理参数采集模块包括人体体温参数采集单元、血氧饱和度和脉搏参数采集单元；人体体温参数采集单元采用TSIC506数字式高精度体温传感器和处理器模块的24引脚相连，数据读取采用Tsic ZAC总线通信协议，电源端和5.0V电压转换电路相连；血氧饱和度和脉搏参数采集单元YS2000和处理器模块的通用异步收发(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，UART)接口UART3相连，电源端和5.0V电压转换电路相连；所述的血氧饱和度和脉搏参数采集单元包括CY8C5566L高速处理器单元、电压转换电路和稳压滤波电路，输出的信号和处理器的UART3相连；

血氧饱和度和脉搏参数采集单元电路包括：连接端子P1、连接端子P2，第八钽电容C15；

连接端子P2的RX脚连接连接端子P1的一个RX脚，连接端子P2的2脚连接连接端子P1的一个TX脚，连接端子P2的TX脚连接GND，连接端子P2的电源脚连接VCC5.0V的电压输出端、第八钽电容C15的一端，第八钽电容C15的另一端连接GND，连接端子P1的另一个RX脚连接处理器STM32F103RBT6的PB10引脚，连接端子P1的另一个TX脚连接处理器STM32F103RBT6的PB11引脚；

人体体温参数采集单元电路包括：连接端子P3，第五电阻R5，第九钽电容C16；人体体温参数采集单元的连接端子P3的电源引脚连接第五电阻R5的一端、第九钽电容C16的一端，第五电阻的另一端连接VCC5.0V的电压输出端，连接端子P3的IO引脚连接处理器STM32F103RBT6的PC0引脚，连接端子P3的GND引脚接地；

所述的环境参数采集模块包括环境温湿度采集单元、环境大气压采集单元；环境温湿度采集单元采用SHT11数字式高精度温湿度传感器和处理器的PB0、PB1引脚相连，数据读取采用类IIC总线协议，电源端与VCC3.3V电压输出端相连；环境大气压采集单元采用BMP085数字式高精度大气压采集芯片和处理器的PC引脚相连，电源端和VCC5.0V电压输出端相连；

环境温湿度采集单元包括：第十钽电容C17，第六电阻R6，模块连接端子P4；连接端子P4的SDA脚连接第六电阻R6的一端、处理器模块STM32F103RBT6的PB1引脚，第六电阻R6的另一端连接VCC3.3V电压输出端电路，模块连接端子P4的电源引脚连接第十钽电容C17的一端、VCC3.3V电压输出端电路，第十钽电容C17的另一端连接模块连接端子P4的GND引脚接地，连接端子P4的SCL引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PB0引脚；

环境大气压采集单元包括：第十一钽电容C18，模块连接端子P6，端子P5；连接端子P6的电源引脚连接第十一钽电容C18的一端、VCC5.0V电压输出端，模块连接端子P6的SCL引脚连接端子P5的SCL引脚，模块连接端子P6的SDA引脚连接端子P5的SDA引脚，模块连接端子P6的XCLR引脚连接端子P5的XCLR引脚，模块连接端子P6的NC引脚连接端子P5的NC引脚，模块连接端子P6的GND引脚接地，端子P5的SCL引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PC0引脚，端子P5的SDA引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PC1引脚，端子P5的XCLR引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PC2引脚，端子P5的NC引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PC3引脚；

GPS定位模块包括：模块连接端子P7，第十二钽电容C19；模块连接端子P7的电源引脚连接第十二钽电容C19的一端、VCC5.0V电压输出端，模块连接端子P7的GND引脚接地，模块连接端子P7的TX引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PA3引脚，模块连接端子P7的RX引脚连接处理器模块STM32F103RBT6的PA2引脚；

所述GPRS传输模块KS97和处理器模块的通用异步收发(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，UART)接口UART1相连，电源端和VCC4.0V电压转换电路输出端相连，VCC4.0V电压转换电路的输入端电压可达50V；GPRS传输模块电路图包括：第十三钽电容C20、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第二发光二极管DS2、第三发光二极管DS3、第四发光二极管DS4、GPRS核心单元KS97，连接端子P8，第二按键K2；

GPRS传输模块电路中的核心单元KS97的1引脚、2引脚、11引脚、20引脚连接GND，GPRS的核心单元KS97的3引脚、4引脚相连至VCC4.0V输出电压端，GPRS核心单元KS97的5引脚和连接端子P8的1引脚相连，连接端子P8的1引脚连接处理器STM32F103RBT6的PA9引脚，GPRS核心单元KS97的6引脚和连接端子P8的3引脚相连，连接端子P8的3引脚连接处理器STM32-64的PA10引脚，GPRS核心单元KS97的9引脚连接第二按键K2的3引脚，第二按键K2的1引脚连接GND，GPRS核心单元KS97的10引脚连接第七电阻R7，第七电阻R7连接第二发光二极管的阳极，第二发光二极管的阴极连接GND，GPRS核心单元KS97的18引脚连接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端连接第三发光二极管DS3的阳极，第三发光二极管DS3的阴极连接GND，GPRS核心单元KS97的19引脚连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端连接第四发光二极管DS4的阳极，第四发光二极管DS4的阴极连接GND，GPRS核心单元KS97的其他引脚都架空；

所述处理器模块以处理器STM32F103RBT6为核心，在其外围分别搭建了复位电路、晶振电路、JTAG接口电路、RS-232收发器电路、退耦电路；并且对处理器的各电源引脚进行了退藕处理；处理器的电源端连接VCC3.3V电压输出端；处理器模块中的三个UART接口分别和GPRS传输模块、GPS定位模块、血氧饱和度和脉搏参数采集单元相连；其中RS-232收发器电路包括：第十四钽电容C21、第十五钽电容C22、第十六钽电容C23、第十七钽电容C24，第一串口插件COM1、第一RS-232收发器芯片MAX3232；主处理器单元电路包括：主芯片STM32F103RBT6、第十八钽电容C25、第十九钽电容C26、第二十钽电容C27、第二十一钽电容C28、第二十二钽电容C29、第二十三钽电容C30、第二十四钽电容C31、第二十五钽电容C32、第二十六钽电容C33、第二十七钽电容C34、第一晶振Y1、第二晶振Y2、第三按键K3、第五发光二极管DS5、第十电阻R10、第十一电阻R11；JTAG接口电路包括：JTAG接插件JTAG_20、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第二十八钽电容C35；

RS-232电路主芯片MAX3232中的1引脚连接第十六钽电容C23的一端，第十六钽电容C23的另一端连接MAX3232的3引脚，MAX3232中的4引脚连接第十七钽电容C24的一端，第十七钽电容C24的另一端连接MAX3232的5引脚，MAX3232中的2引脚连接第十四钽电容C21的一端，第十四钽电容C21的另一端连接GND，MAX3232中的6引脚连接第十五钽电容C22的一端，第十五钽电容C22的另一端连接GND，MAX3232中的13引脚连接第一串口插口COM1的3引脚，MAX3232中的14引脚连接第一串口插口COM1的2引脚，MAX3232中的11引脚连接主处理器芯片STM32F103RBT6的PA9，MAX3232中的12引脚连接主处理器芯片STM32F103RBT6的PA10，MAX3232中的16引脚连接VCC5.0V电压输出端，MAX3232中的15引脚连接GND，MAX3232中的其他引脚都架空，第一串口插件COM1的5引脚连接GND；

处理器模块的主芯片STM32F103RBT6的7引脚连接复位电路中的第二十七钽电容C34的一端、第十电阻R10的一端、第三按键K3的3引脚，第三按键K3的1引脚连接第二十七钽电容C34的另一端到GND；第十电阻R10的另一端连接第十一电阻R11的一端、VCC3.3V电压输出端，第十一电阻R11的另一端连接第五发光二极管DS5的阳极，第五发光二极管DS5的阴极连接处理器芯片STM32F103RBT6的53引脚；处理器芯片STM32F103RBT6的5引脚连接第一晶振Y1的一端、第二十三钽电容C30的一端，处理器芯片STM32F103RBT6的6引脚连接第一晶振Y1的另一端、第二十四钽电容C31的一端，第二十三钽电容C30的另一端和第二十四钽电容C31的另一端均接地；处理器芯片STM32F103RBT6的3引脚连接第二晶振Y2的一端、第二十五钽电容C32的一端，处理器芯片STM32F103RBT6的4引脚连接第二晶振Y2的另一端、第二十六钽电容C33的一端，第二十三钽电容C32的另一端和第二十四钽电容C33的另一端均接地；如果晶振电路起振不理想，在晶振Y1和Y2两端分别并联一个电阻；处理器芯片STM32F103RBT6的13引脚连接第十八钽电容C25的一端，第十八钽电容C25的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的12引脚到GND；处理器芯片STM32F103RBT6的19引脚连接第十九钽电容C26的一端，第十九钽电容C26的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的18引脚到GND；处理器芯片STM32F103RBT6的32引脚连接第二十钽电容C27的一端，第二十钽电容C27的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的31引脚到GND；处理器芯片STM32F103RBT6的48引脚连接第二十一钽电容C28的一端，第二十一钽电容C28的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的47引脚到GND；处理器芯片STM32F103RBT6的64引脚连接第二十二钽电容C29的一端，第二十二钽电容C29的另一端连接处理器芯片STM32F103RBT6的63引脚到GND；

JTAG接口电路中的接插件JTAG_20的3引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的56引脚、第十二电阻R12的一端，第十二电阻R12的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的5引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的50引脚、第十三电阻R13的一端，第十三电阻R13的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的7引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的46引脚、第十四电阻R14的一端，第十四电阻R14的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的9引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的49引脚、第十五电阻R15的一端，第十五电阻R15的另一端连接GND；接插件JTAG_20的13引脚连接处理器芯片STM32F103RBT6的55引脚、第十六电阻R16的一端，第十六电阻R16的另一端连接VCC3.3V电压输出端；接插件JTAG_20的1引脚、2引脚连接VCC3.3V电压输出端，接插件JTAG_20的2引脚连接第二十八钽电容C35的一端，第二十八钽电容C35的另一端连接接插件JTAG_20的4引脚、6引脚、8引脚、10引脚、12引脚、14引脚、16引脚、18引脚、20引脚，接插件JTAG_20的其他引脚均架空。