CN104965588A - 基于nfc可扩展的智能手环或智能手表 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于NFC可扩展的智能手环或智能手表，包括一基础系统、至少一个NFC接口和至少一个低速接口扩展子系统，所述基础系统设于手环内或智能手表的表盘或表带内，所述NFC接口分布于手环的表面或表带的表面并与所述基础系统连接，所述低速接口扩展子系统可拆地连接于所述NFC接口上。本发明的最小配置只包含一个基础系统和部分NFC接口,然后用户可以根据自己的需求随意增加任何自己需要的功能电路,从而实现扩展功能。

Description

基于NFC可扩展的智能手环或智能手表

技术领域

本发明涉及一种智能穿戴电子设备，特别涉及一种基于NFC可扩展的智能手环或智能手表。

背景技术

随着可穿戴电子设备的快速发展,穿戴式电子设备的使用越来越多，但是每个穿戴式电子产品的硬件功能都是统一和固定的,随着用户的个性化需求越来越强烈，用户都希望根据自己的需求搭建符合自己需求的穿戴电子设备,所有的功能都是自己的需求,然后将自己不需要的功能都剔除以降低价格.但是在目前的系统结构上，很难支持这样自定义硬件结构,如果要所有用户的各种需求,就需要设计一个完整的最齐全配置的硬件设备,这对于穿戴式电子设备来说无论硬件成本和电池功耗都是难以接受的,目前的解决方法就是硬件方案设计者根据市场中主流的需求设计一种满足最多用户同时也要考虑功耗和成本的折衷的一种功能搭配,所以始终无法做到针对每个具体用户的具体需求定义一个穿戴电子产品。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种可根据用户自己需求定义的智能手环或者智能手表,其最小配置只包含一个基础系统和部分NFC接口,然后用户可以根据自己的需求随意增加任何自己需要的功能电路,从而实现扩展功能。

本发明的智能手环是这样实现的：一种基于NFC可扩展的智能手环，包括一基础系统、至少一个NFC接口和至少一个低速接口扩展子系统，所述基础系统设于手环内，所述低速接口扩展子系统通过所述NFC接口可拆地连接于手环的表面。

进一步的，所述NFC接口为可拆卸连接的两卡片状贴片，其中一卡片状贴片集成于所述低速接口扩展子系统上并位于低速接口扩展子系统的表面，另一卡片状贴片集成于所述基础系统上并位于手环的表面，且该两卡片状贴片通过粘贴或者磁铁吸附连接。

本发明的智能手表是这样实现的：一种基于NFC可扩展的智能手表，包括一基础系统、至少一个NFC接口和至少一个低速接口扩展子系统，所述基础系统设于智能手表的表盘或表带内，所述低速接口扩展子系统通过所述NFC接口可拆地连接于智能手表的表盘或表带的表面。

进一步的，所述NFC接口为可拆卸连接的两卡片状贴片，其中一卡片状贴片集成于所述低速接口扩展子系统上并位于低速接口扩展子系统的表面，另一卡片状贴片集成于所述基础系统上并位于智能手表的表盘或表带的表面，且该两卡片状贴片通过粘贴或者磁铁吸附连接。

进一步的，本发明的智能手环和智能手表中，

所述基础系统包括数据通信控制单元、第一传输总线、第一系统操作CPU、第一程序和数据存储单元以及蓝牙通信单元；所述数据通信控制单元通过所述第一传输总线分别与所述第一系统操作CPU、第一程序和数据存储单元以及蓝牙通信单元连接；所述低速接口扩展子系统包括第二传输总线、第二系统操作CPU、第二程序和数据存储单元、功能单元以及NFC收发控制单元；所述第二传输总线分别连接所述第二系统操作CPU、第二程序和数据存储单元、功能单元以及NFC收发控制单元，所述NFC收发控制单元还连接第二系统操作CPU；所述NFC接口包括至少一第一NFC感应电路和至少一第二NFC感应电路，所述第一NFC感应电路与所述基础系统的数据通信控制单元连接，所述第二NFC感应电路与所述低速接口扩展子系统的NFC收发控制单元连接；所述第一NFC感应电路和第二NFC感应电路一一对应可拆卸连接。

进一步的，本发明的智能手环和智能手表中，所述基础系统的工作流程是:

(1)基础系统电路开始工作后,第一系统操作CPU负责通过第一传输总线对第一程序和数据存储单元进行读写操作完成系统启动；

(2)系统启动后,第一系统操作CPU会通过第一传输总线和数据通信控制单元对第一NFC感应电路周期性进行逐一扫描操作,以确定哪个NFC接口上挂有低速接口扩展子系统,直到扫描完所有的NFC接口；

(3)当确定NFC接口上挂有低速接口扩展子系统，则进行握手确认.握手确认方法为第一系统操作CPU写一组约定好的数据流到低速接口扩展子系统的第二程序数据存储单元的约定好的地址,低速接口扩展子系统第二系统操作CPU会一直读取该约定好的地址，如果读到的数正好是约定好的数据流,则低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU会将这个约定好的数据流写回基础系统中的约定地址,不同的地址代表不同的低速接口扩展子系统,基础系统的第一系统操作CPU会遍历查询约定的地址,如果发现有约定的地址写了约定好的数据流,则表示NFC接口接入了有效的低速接口扩展子系统,并且根据数据存放的地址判断低速接口扩展子系统的类型；

(4)当低速接口扩展子系统完成握手后,就可以接入基础系统一起协同工作。

进一步的，本发明的智能手环和智能手表中，所述步骤(3)中，如果在一个NFC接口扫描到有电路负载,则基础系统的第一系统操作CPU会在发出握手信号一段时间后持续进行约定地址的遍历查询,当查询一定次数后,发现所有的约定地址中一直都没有有效的数据流，则表示该NFC接口上的负载电路不是约定的低速接口扩展子系统,判定为没有挂载低速接口扩展子系统，然后开始下一个NFC接口的扫描.直到所有的NFC接口扫描完毕。

进一步的，本发明的智能手环和智能手表中，所述低速接口扩展子系统的工作流程为：

(1)、低速接口扩展子系统开始工作后,第二系统操作CPU会根据握手协议一直读约定好的第二程序和数据存储单元中的地址.在第二NFC感应电路接近基础系统的第一NFC感应电路后,第一系统操作CPU会在定时扫描NFC接口时发现该NFC接口出现电路负载,然后尝试进行握手操作，直至完成握手操作；

(2)、基础系统的第一系统操作CPU对低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU进行工作开关控制,当低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU处于工作状态时,通过读取子低速接口扩展子系统的第二程序和数据存储单元进行程序运行和数据运算；当低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU处于工作关闭状态时,整个系统处于低功耗状态以节省电能；

(3)、当低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU处于工作状态时,所述低速接口功能单元接受第二系统操作CPU控制,负责接收并识别功能操作信息,然后将识别结果通过第二传输总线送往第二系统操作CPU；

(4)、然后第二系统操作CPU在接收到识别结果后，通过NFC接口送往基础系统的第一系统操作CPU。

进一步的，本发明的智能手环和智能手表中，所述低速接口扩展子系统中的所述功能单元为语音功能单元、红外遥控单元、E-ink显示功能单元、手势识别功能单元、生理数据采集单元的至少一种。

进一步的，本发明的智能手环和智能手表中，所述语音功能单元包括语音识别单元和麦克风，所述麦克风通过语音识别单元连接所述第二传输总线；所述红外遥控单元为红外收发单元，该红外收发单元连接所述第二传输总线；所述E-ink显示功能单元包括E-ink显示控制单元和E-ink屏幕，所述E-ink屏幕通过E-ink显示控制单元连接所述第二传输总线；所述手势识别功能单元包括手势识别单元和摄像头，所述摄像头通过手势识别单元连接所述第二传输总线；所述生理数据采集单元包括体温采集单元、脉博采集单元、血压采集单元以及皮肤电采集单元中的至少一种；所述体温采集单元、脉博采集单元、血压采集单元以及皮肤电采集单元均连接所述第二传输总线。

进一步的，本发明的智能手环和智能手表中，所述基础系统还包括无线充电单元和供电电池，所述无线充电单元为供电电池进行无线充电，所述为供电电池为所述第一NFC感应电路，数据通信控制单元、第一系统操作CPU、第一程序和数据存储单元以及蓝牙通信单元供电。

本发明具有如下优点：

1、本发明可根据用户自己需求定义的智能手环或者智能手表设备,其最小配置只包含一个基础系统和部分NFC接口,然后用户可以根据自己的需求随意增加任何自己需要的功能电路,最终可以自己完成最终设备的功能定义,从而真正意义上针对具体各个用户满足其特定的要求,既避免了通用设备对具体用户的功能冗余,也避免了通用设备无法满足具体用户的特定需求的缺点。

2、将NFC接口设为可拆卸连接的两卡片状贴片，其中一卡片状贴片集成于所述低速接口扩展子系统上并位于低速接口扩展子系统的表面，另一卡片状贴片集成于所述基础系统上并位于智能手表的表盘或表带的表面，且该两卡片状贴片通过粘贴或者磁铁吸附连接，使低速接口扩展子系统与基础系统的连接为粘贴或者磁铁吸附连接，使低速接口扩展子系统能非常方便的直接加入基础系统，用户使用非常方便；且全设备无电气直接连接口,可以实现整个电路处于完全物理封闭的状态,很容易实现高等级的防水和防尘要求,满足作为直接接触身体的电子设备要求.克服了当前穿戴设备中需要都需要留出电气接口,用于充电，系统升级,数据传输。

3、低速接口扩展子系统中含有自己独立的操作和控制系统,除高速通信和显示扩展子系统外，都只需要简单的数据通信即可，可以通过NFC完成通信。

4、无线充电避免了充电时的机械连接，不仅充电方便，且使智能手环或者智能手表的封闭性更佳，以实现高等级的防水和防尘要求。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明智能手环或智能手表的结构原理框图。

图2为本发明智能手环或智能手表的实体结构示意图。

图3为本发明智能手环实体展开状态的结构示意图。

图4为本发明智能手环实体展开状态的结构示意图。

图5为本发明智能手环或智能手表的基础系统的电路结构框图。

图6a为本发明智能手环或智能手表的低速接口扩展子系统的实施例一的电路结构框图。

图6b为本发明智能手环或智能手表的低速接口扩展子系统的实施例二的电路结构框图。

图6c为本发明智能手环或智能手表的低速接口扩展子系统的实施例三的电路结构框图。

图6d为本发明智能手环或智能手表的低速接口扩展子系统的实施例四的电路结构框图。

图6e为本发明智能手环或智能手表的低速接口扩展子系统的实施例五的电路结构框图。

具体实施方式

请参阅图1至图3，本发明的基于NFC可扩展的智能手环A，包括一基础系统1、至少一个NFC接口2和至少一个低速接口扩展子系统3，所述基础系统1设于手环A1内，所述低速接口扩展子系统3通过所述NFC接口2可拆地连接于手环A1的表面。

所述NFC接口2为可拆卸连接的两卡片状贴片，其中一卡片状贴片22集成于所述低速接口扩展子系统3上并位于低速接口扩展子系统3的表面，另一卡片状贴片21集成于所述基础系统1上并位于手环A1的表面，且该两卡片状贴片21、22通过粘贴或者磁铁吸附连接。

请参阅图1、图2以及图4，本发明的基于NFC可扩展的智能手表B，包括一基础系统1、至少一个NFC接口2和至少一个低速接口扩展子系统3，所述基础系统1设于智能手表B的表盘B1或表带B2内，所述低速接口扩展子系统通过所述NFC接口可拆地连接于智能手表的表盘或表带的表面。

如图2至图4所示，所述NFC接口2为可拆卸连接的两卡片状贴片，其中一卡片状贴片22集成于所述低速接口扩展子系统3上并位于低速接口扩展子系统3的表面，另一卡片状贴片22集成于所述基础系统上并位于智能手表B的表盘B1或表带B2的表面，且该两卡片状贴片21、22通过粘贴或者磁铁吸附连接。这种连接方式使低速接口扩展子系统能非常方便的直接加入基础系统，用户使用非常方便；且全设备无电气直接连接口,可以实现整个电路处于完全物理封闭的状态,很容易实现高等级的防水和防尘要求,满足作为直接接触身体的电子设备要求.克服了当前穿戴设备中需要都需要留出电气接口,用于充电，系统升级,数据传输。

如图5所示，所述基础系统1包括数据通信控制单元、第一传输总线、第一系统操作CPU、第一程序和数据存储单元以及蓝牙通信单元；所述数据通信控制单元通过所述第一传输总线分别与所述第一系统操作CPU、第一程序和数据存储单元以及蓝牙通信单元连接；所述蓝牙通信单元即可与用户的移动设备通信，以将数据传送给云端进行个人信息存储。

如图6a至图6e所示，所述低速接口扩展子系统3包括第二传输总线、第二系统操作CPU、第二程序和数据存储单元、功能单元以及NFC收发控制单元；所述第二传输总线分别连接所述第二系统操作CPU、第二程序和数据存储单元、功能单元、NFC收发控制单元，所述NFC收发控制单元还连接第二系统操作CPU。

如图5至图6e所示，所述NFC接口2包括至少一第一NFC感应电路和至少一第二NFC感应电路，所述第一NFC感应电路与所述基础系统的数据通信控制单元连接，所述第二NFC感应电路与所述低速接口扩展子系统的NFC收发控制单元连接；所述第一NFC感应电路和第二NFC感应电路一一对应可拆卸连接，即可将所述第一NFC感应电路设置成卡片状贴片21，将第二NFC感应电路设置成卡片状贴片22，通过粘贴或者磁铁吸附连接。

本发明所述基础系统1还包括无线充电单元和供电电池，所述无线充电单元为供电电池进行无线充电，所述为供电电池为所述第一NFC感应电路，数据通信控制单元、第一系统操作CPU、第一程序和数据存储单元以及蓝牙通信单元供电。无线充电避免了充电时的机械连接，不仅充电方便，且使智能手环或者智能手表的封闭性更佳，以实现高等级的防水和防尘要求。

另外，作为智能手环A，主要功能是监测用户的生理数据，因此也可以在所述基础系统1内设置一些用于监测用户生理数据的功能单元，如体温监控单元和体温传感器、脉博监控单元和脉博传感器等，其它功能则由低速接口扩展子系统3来实现。

如果是数据采集型的扩展子系统,比如各种生理数据采集系统,会根据基础系统1的第一系统操作CPU的定时采样命令将采集好的生理数据送往基础系统,1然后基础系统1会将这些数据和基础系统1中已有的体温和脉搏数据一起通过蓝牙通信单元无线传输到用户的移动设备,然后移动设备再通过网络送到云端个人存储单元；

本发明中，基础系统1用于运行最基本的功能，在没有接入低速接口扩展子系统3前,基础系统1可以独立工作,接入一个或者多个低速接口扩展子系统3后,基础系统1和多个低速接口扩展子系统3同时工作,每个低速接口扩展子系统3都包含独立的CPU和程序数据存储单元,可以独立运行,扩展子系统3和基础系统1只需要少量的运算结果交互,从而大幅减低了系统间的数据传输量。

如图6a至图6e所示，本发明所述低速接口扩展子系统3中的所述功能单元为语音功能单元31、红外遥控单元32、E-ink显示功能单元33、手势识别功能单元34、生理数据采集单元35的至少一种，即所述语音功能单元31、红外遥控单元32、E-ink显示功能单元33、手势识别功能单元34、生理数据采集单元35的可以单独存在一低速接口扩展子系统3中，也可以两个或多个存在同一个低速接口扩展子系统3中。

如图6a所示，本发明所述语音功能单元31包括语音识别单元和麦克风，所述麦克风通过语音识别单元连接所述第二传输总线；

如图6b所示，所述红外遥控单元32为红外收发单元，该红外收发单元连接所述第二传输总线；

如图6c所示，所述E-ink显示功能单元33包括E-ink显示控制单元和E-ink屏幕，所述E-ink屏幕通过E-ink显示控制单元连接所述第二传输总线；

如图6d所示，所述手势识别功能单元34包括手势识别单元和摄像头，所述摄像头通过手势识别单元连接所述第二传输总线；

如图6e所示，所述生理数据采集单元35包括体温采集单元、脉博采集单元、血压采集单元以及皮肤电采集单元中的至少一种；所述体温采集单元、脉博采集单元、血压采集单元以及皮肤电采集单元均连接所述第二传输总线。其中，

所述体温采集单元包括体温监控单元和体温传感器，所述体温传感器通过所述体温监控单元连接所述第二传输总线；

所述脉博采集单元包括脉博监控单元和脉博传感器，所述脉博传感器通过脉博监控单元连接所述第二传输总线；

所述血压采集单元包括血压监控单元和血压传感器，所述血压传感器通过血压监控单元连接所述第二传输总线；

所述皮肤电采集单元包括皮肤电监控单元和皮肤电传感器，所述皮肤电传感器通过皮肤电监控单元连接所述第二传输总线。

基础系统1的工作流程是:

1.无线充电单元包含电磁感应线圈,将外部的无线充电器的电磁场通过电磁转换为电能,然后再经过稳压电路后进行充电,负责对手环电池进行充电；

2.电路开始工作后,第一系统操作CPU负责通过第一传输总线对第一程序和数据存储单元进行读写操作完成系统启动；

3.系统启动后,第一系统操作CPU会通过第一传输总线和数据通信控制单元对第一NFC感应电路周期性进行逐一扫描操作,以确定哪个NFC接口2上挂有NFC电路负载,如果有则表示该NFC接口2上可能挂有低速接口扩展子系统3,然后进入握手确认过程,如果没有发现负载则直接扫描下一个NFC接口2,直到扫描完所有的NFC接口2，NFC接口2的扫描动作每隔一段时间就进行一次,以保证有新的低速接口扩展子系统接入时可以得到及时响应；

对于智能手环A来说，同时第一系统操作CPU会定时通过体温监控单元和脉搏监控单元读取用户的体温数据和脉搏数据,比如每10秒进行一次读取.

4.当确定NFC接口2上挂有低速接口扩展子系统3,则进行握手确认.握手确认方法为第一系统操作CPU写一组约定好的数据流(比如是32bit的01序列)到低速接口扩展子系统3的程序数据存储单元的约定好的地址(比如地址5000),低速接口扩展子系统3第二系统操作CPU会一直读取子系统的中的约定好的地址(地址5000),如果读到的数正好是约定好的数据流(比如是32bit的01序列),则低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU会将这个约定好的数据流写回基础系统1中的约定地址(比如语音识别子系统回写地址为8000,红外遥控子系统回写地址9000,等),不同的地址代表不同的低速接口扩展子系统,基础系统的CPU会遍历查询约定的地址,如果发现有约定的地址写了约定好的数据流(比如是32bit的01序列),则表示NFC接口2接入了有效的低速接口扩展子系统3,并且根据数据存放的地址可以判断低速接口扩展子系统3的类型.

如果一个NFC接口2扫描到有电路负载,则基础系统1的第一系统操作CPU会在发出握手信号一段时间后持续进行约定地址的遍历查询,当查询一定次数后(比如1000次),一直没有发现所有的约定地址中都没有有效的数据流,则表示该NFC接口2上的负载电路不是约定的扩展子系统,判定为没有挂载低速接口扩展子系统2.然后开始下一个NFC接口2的扫描.直到所有的NFC接口2扫描完毕；

5.当低速接口扩展子系统3完成握手后,就可以接入基础系统1一起协同工作。

低速接口扩展子系统3的工作流程:

以语音识别低速接口扩展子系统为例，其包含独立的CPU和程序和数据存储单元,可以独立运行,在和基础系统协同工作时，只需要传输语音识别的结果,以此可以最小化基础系统和可扩展系统之间的数据交互。

(1)、电路开始工作后,第二系统操作CPU会根据握手协议一直读约定好的第二程序和数据存储单元中的地址.在低速接口扩展子系统3的第二NFC感应电路接近基础系统1的第一NFC感应电路后,基础系统1的第一系统操作CPU会在定时扫描NFC接口2时发现该NFC接口2出现电路负载,然后尝试进行握手操作,根据上面基础系统工作流程中的握手流程,基础系统1的第一系统操作CPU会向约定地址写约定的序列.在低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU读到约定序列后,再向基础系统1中和低速接口扩展子系统3类型对应的约定地址写指定序列.当基础系统1的第一系统操作CPU在约定地址读取到约定序列后,完成握手操作；

(2)、基础系统1的第一系统操作CPU对低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU进行工作开关控制,当低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU处于工作状态时,通过读取子低速接口扩展子系统3的第二程序和数据存储单元进行程序运行和数据运算；当低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU处于工作关闭状态时,整个系统处于低功耗状态以节省电能；

(31)、当低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU处于工作状态时,当麦克风接收到语音信息,则将语音信息送往语音识别电路单元；语音识别电路单元接受低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU控制,负责在麦克风接受到语音时对语音信息进行识别,首先判断是否是人类语音还是环境噪音,然后将识别结果通过第二传输总线送往低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU；

(41)、然后低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU在接收到语音识别电路单元的判断结果后将语音识别结果通过NFC接口2送往基础系统1的第一系统操作CPU以供其使用；

(51)、基础系统1的第一系统操作CPU可以根据语音识别结果进行不同的命令执行,或者转化为语音对应的文本输入。

以上是语音识别低速接口扩展子系统的工作流程，其它低速接口扩展子系统3的工作流程步骤(1)和(2)与语音识别低速接口扩展子系统相同，只是功能单元部分的流程不同而已，现就不同流程部分进行阐述，如：

若为红外遥控低速接口扩展子系统：

(32)当低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU处于工作状态时,当红外收发单元收到红外信号,则将红外信号第二传输总线送往低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU；

(42)、然后低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU在接收到红外收发单元通过NFC接口2送往基础系统1的第一系统操作CPU以供其使用；

(52)、基础系统1的第一系统操作CPU可以根据红外信号进行不同的命令执行。

若为E-ink显示低速接口扩展子系统：

(33)、当低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU处于工作状态时,当E‐ink屏幕接收到触摸信息,则将触摸信息送往E‐ink显示控制单元；E‐ink显示控制单元接受低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU控制,负责对触摸信息进行识别,判断为哪种操作,然后将判断结果通过第二传输总线送往低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU；

(43)、然后低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU在接收到判断结果后通过NFC接口2送往基础系统1的第一系统操作CPU；

(53)、基础系统1的第一系统操作CPU可以根据语音识别结果进行不同的命令执行。

若为手势识别低速接口扩展子系统：

(34)、当低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU处于工作状态时,当摄像头拍摄到的手势图像,则将其送往手势识别单元；手势识别单元接受低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU控制，对手势信息进行识别,判断是何种操作,然后将识别结果通过第二传输总线送往低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU；

(44)、然后低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU在接收到手势识别单元的判断结果后将识别结果通过NFC接口2送往基础系统1的第一系统操作CPU以供其使用；

(54)、基础系统1的第一系统操作CPU可以根据识别结果进行不同的命令执行。

若为生理数据采集低速接口扩展子系统：

(35)、当低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU处于工作状态时,当体温传感器、脉博传感器、血压传感器或皮肤电传感器接收到相关的生理信息,则将这些信息送往体温监控单元、脉博监控单元、血压监控单元或皮肤电监控单元；该体温监控单元、脉博监控单元、血压监控单元或皮肤电监控单元在低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU控制下,负责对生理信息进行识别,然后将识别结果通过第二传输总线送往低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU；

(45)、然后低速接口扩展子系统3的第二系统操作CPU在接收到识别结果后通过NFC接口2送往基础系统1的第一系统操作CPU；

(55)、基础系统1的第一系统操作CPU可以根据识别结果进行不同的命令执行。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (18)

1.一种基于NFC可扩展的智能手环，其特征在于：包括一基础系统、至少一个NFC接口和至少一个低速接口扩展子系统，所述基础系统设于手环内，所述低速接口扩展子系统通过所述NFC接口可拆地连接于手环的表面。

2.根据权利要求1所述的基于NFC可扩展的智能手环，其特征在于：所述NFC接口为可拆卸连接的两卡片状贴片，其中一卡片状贴片集成于所述低速接口扩展子系统上并位于低速接口扩展子系统的表面，另一卡片状贴片集成于所述基础系统上并位于手环的表面，且该两卡片状贴片通过粘贴或者磁铁吸附连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于NFC可扩展的智能手环，其特征在于：

所述基础系统包括数据通信控制单元、第一传输总线、第一系统操作CPU、第一程序和数据存储单元以及蓝牙通信单元；所述数据通信控制单元通过所述第一传输总线分别与所述第一系统操作CPU、第一程序和数据存储单元以及蓝牙通信单元连接；

所述低速接口扩展子系统包括第二传输总线、第二系统操作CPU、第二程序和数据存储单元、功能单元以及NFC收发控制单元；所述第二传输总线分别连接所述第二系统操作CPU、第二程序和数据存储单元、功能单元以及NFC收发控制单元，所述NFC收发控制单元还连接第二系统操作CPU；

所述NFC接口包括至少一第一NFC感应电路和至少一第二NFC感应电路，所述第一NFC感应电路与所述基础系统的数据通信控制单元连接，所述第二NFC感应电路与所述低速接口扩展子系统的NFC收发控制单元连接；所述第一NFC感应电路和第二NFC感应电路一一对应可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的基于NFC可扩展的智能手环，其特征在于：

所述基础系统的工作流程是:

(1)基础系统电路开始工作后,第一系统操作CPU负责通过第一传输总线对第一程序和数据存储单元进行读写操作完成系统启动；

(2)系统启动后,第一系统操作CPU会通过第一传输总线和数据通信控制单元对第一NFC感应电路周期性进行逐一扫描操作,以确定哪个NFC接口上挂有低速接口扩展子系统,直到扫描完所有的NFC接口；

(3)当确定NFC接口上挂有低速接口扩展子系统，则进行握手确认.握手确认方法为第一系统操作CPU写一组约定好的数据流到低速接口扩展子系统的第二程序数据存储单元的约定好的地址,低速接口扩展子系统第二系统操作CPU会一直读取该约定好的地址，如果读到的数正好是约定好的数据流,则低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU会将这个约定好的数据流写回基础系统中的约定地址,不同的地址代表不同的低速接口扩展子系统,基础系统的第一系统操作CPU会遍历查询约定的地址,如果发现有约定的地址写了约定好的数据流,则表示NFC接口接入了有效的低速接口扩展子系统,并且根据数据存放的地址判断低速接口扩展子系统的类型；

(4)当低速接口扩展子系统完成握手后,就可以接入基础系统一起协同工作。

5.根据权利要求4所述的基于NFC可扩展的智能手环，其特征在于：

所述步骤(3)中，如果在一个NFC接口扫描到有电路负载,则基础系统的第一系统操作CPU会在发出握手信号一段时间后持续进行约定地址的遍历查询,当查询一定次数后,发现所有的约定地址中一直都没有有效的数据流，则表示该NFC接口上的负载电路不是约定的低速接口扩展子系统,判定为没有挂载低速接口扩展子系统，然后开始下一个NFC接口的扫描.直到所有的NFC接口扫描完毕。

6.根据权利要求3或4所述的基于NFC可扩展的智能手环，其特征在于：

所述低速接口扩展子系统的工作流程为：

(1)、低速接口扩展子系统开始工作后,第二系统操作CPU会根据握手协议一直读约定好的第二程序和数据存储单元中的地址.在第二NFC感应电路接近基础系统的第一NFC感应电路后,第一系统操作CPU会在定时扫描NFC接口时发现该NFC接口出现电路负载,然后尝试进行握手操作，直至完成握手操作；

(2)、基础系统的第一系统操作CPU对低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU进行工作开关控制,当低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU处于工作状态时,通过读取子低速接口扩展子系统的第二程序和数据存储单元进行程序运行和数据运算；当低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU处于工作关闭状态时,整个系统处于低功耗状态以节省电能；

(3)、当低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU处于工作状态时,所述低速接口功能单元接受第二系统操作CPU控制,负责接收并识别功能操作信息,然后将识别结果通过第二传输总线送往第二系统操作CPU；

(4)、然后第二系统操作CPU在接收到识别结果后，通过NFC接口送往基础系统的第一系统操作CPU。

7.根据权利要求3所述的基于NFC可扩展的智能手环，其特征在于：所述低速接口扩展子系统中的所述功能单元为语音功能单元、红外遥控单元、E-ink显示功能单元、手势识别功能单元、生理数据采集单元的至少一种。

8.根据权利要求7所述的基于NFC可扩展的智能手环，其特征在于：

所述语音功能单元包括语音识别单元和麦克风，所述麦克风通过语音识别单元连接所述第二传输总线；

所述红外遥控单元为红外收发单元，该红外收发单元连接所述第二传输总线；

所述E-ink显示功能单元包括E-ink显示控制单元和E-ink屏幕，所述E-ink屏幕通过E-ink显示控制单元连接所述第二传输总线；

所述手势识别功能单元包括手势识别单元和摄像头，所述摄像头通过手势识别单元连接所述第二传输总线；

所述生理数据采集单元包括体温采集单元、脉博采集单元、血压采集单元以及皮肤电采集单元中的至少一种；所述体温采集单元、脉博采集单元、血压采集单元以及皮肤电采集单元均连接所述第二传输总线。

9.根据权利要求3所述的基于NFC可扩展的智能手环，其特征在于：所述基础系统还包括无线充电单元和供电电池，所述无线充电单元为供电电池进行无线充电，所述为供电电池为所述第一NFC感应电路，数据通信控制单元、第一系统操作CPU、第一程序和数据存储单元以及蓝牙通信单元供电。

10.一种基于NFC可扩展的智能手表，其特征在于：包括一基础系统、至少一个NFC接口和至少一个低速接口扩展子系统，所述基础系统设于智能手表的表盘或表带内，所述低速接口扩展子系统通过所述NFC接口可拆地连接于智能手表的表盘或表带的表面。

11.根据权利要求10所述的基于NFC可扩展的智能手表，其特征在于：所述NFC接口为可拆卸连接的两卡片状贴片，其中一卡片状贴片集成于所述低速接口扩展子系统上并位于低速接口扩展子系统的表面，另一卡片状贴片集成于所述基础系统上并位于智能手表的表盘或表带的表面，且该两卡片状贴片通过粘贴或者磁铁吸附连接。

12.根据权利要求10或11所述的基于NFC可扩展的智能手表，其特征在于：

所述基础系统包括数据通信控制单元、第一传输总线、第一系统操作CPU、第一程序和数据存储单元以及蓝牙通信单元；所述数据通信控制单元通过所述第一传输总线分别与所述第一系统操作CPU、第一程序和数据存储单元以及蓝牙通信单元连接；

所述低速接口扩展子系统包括第二传输总线、第二系统操作CPU、第二程序和数据存储单元、功能单元以及NFC收发控制单元；所述第二传输总线分别连接所述第二系统操作CPU、第二程序和数据存储单元、功能单元以及NFC收发控制单元，所述NFC收发控制单元还连接第二系统操作CPU；

所述NFC接口包括至少一第一NFC感应电路和至少一第二NFC感应电路，所述第一NFC感应电路与所述基础系统的数据通信控制单元连接，所述第二NFC感应电路与所述低速接口扩展子系统的NFC收发控制单元连接；所述第一NFC感应电路和第二NFC感应电路一一对应可拆卸连接。

13.根据权利要求12所述的基于NFC可扩展的智能手表，其特征在于：所述基础系统的工作流程是:

(1)基础系统电路开始工作后,第一系统操作CPU负责通过第一传输总线对第一程序和数据存储单元进行读写操作完成系统启动；

(2)系统启动后,第一系统操作CPU会通过第一传输总线和数据通信控制单元对第一NFC感应电路周期性进行逐一扫描操作,以确定哪个NFC接口上挂有低速接口扩展子系统,直到扫描完所有的NFC接口；

(3)当确定NFC接口上挂有低速接口扩展子系统，则进行握手确认.握手确认方法为第一系统操作CPU写一组约定好的数据流到低速接口扩展子系统的第二程序数据存储单元的约定好的地址,低速接口扩展子系统第二系统操作CPU会一直读取该约定好的地址，如果读到的数正好是约定好的数据流,则低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU会将这个约定好的数据流写回基础系统中的约定地址,不同的地址代表不同的低速接口扩展子系统,基础系统的第一系统操作CPU会遍历查询约定的地址,如果发现有约定的地址写了约定好的数据流,则表示NFC接口接入了有效的低速接口扩展子系统,并且根据数据存放的地址判断低速接口扩展子系统的类型；

(4)当低速接口扩展子系统完成握手后,就可以接入基础系统一起协同工作。

14.根据权利要求13所述的基于NFC可扩展的智能手表，其特征在于：所述步骤(3)中，如果在一个NFC接口扫描到有电路负载,则基础系统的第一系统操作CPU会在发出握手信号一段时间后持续进行约定地址的遍历查询,当查询一定次数后,发现所有的约定地址中一直都没有有效的数据流，则表示该NFC接口上的负载电路不是约定的低速接口扩展子系统,判定为没有挂载低速接口扩展子系统，然后开始下一个NFC接口的扫描.直到所有的NFC接口扫描完毕。

15.根据权利要求12或13所述的基于NFC可扩展的智能手表，其特征在于：

所述低速接口扩展子系统的工作流程为：

(1)、低速接口扩展子系统开始工作后,第二系统操作CPU会根据握手协议一直读约定好的第二程序和数据存储单元中的地址.在第二NFC感应电路接近基础系统的第一NFC感应电路后,第一系统操作CPU会在定时扫描NFC接口时发现该NFC接口出现电路负载,然后尝试进行握手操作，直至完成握手操作；

(2)、基础系统的第一系统操作CPU对低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU进行工作开关控制,当低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU处于工作状态时,通过读取子低速接口扩展子系统的第二程序和数据存储单元进行程序运行和数据运算；当低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU处于工作关闭状态时,整个系统处于低功耗状态以节省电能；

(3)、当低速接口扩展子系统的第二系统操作CPU处于工作状态时,所述低速接口功能单元接受第二系统操作CPU控制,负责接收并识别功能操作信息,然后将识别结果通过第二传输总线送往第二系统操作CPU；

(4)、然后第二系统操作CPU在接收到识别结果后，通过NFC接口送往基础系统的第一系统操作CPU。

16.根据权利要求12所述的基于NFC可扩展的智能手表，其特征在于：所述低速接口扩展子系统中的所述功能单元为语音功能单元、红外遥控单元、E-ink显示功能单元、手势识别功能单元、生理数据采集单元的至少一种。

17.根据权利要求16所述的基于NFC可扩展的智能手表，其特征在于：

所述语音功能单元包括语音识别单元和麦克风，所述麦克风通过语音识别单元连接所述第二传输总线；

所述红外遥控单元为红外收发单元，该红外收发单元连接所述第二传输总线；

所述E-ink显示功能单元包括E-ink显示控制单元和E-ink屏幕，所述E-ink屏幕通过E-ink显示控制单元连接所述第二传输总线；

所述手势识别功能单元包括手势识别单元和摄像头，所述摄像头通过手势识别单元连接所述第二传输总线；

所述生理数据采集单元包括体温采集单元、脉博采集单元、血压采集单元以及皮肤电采集单元中的至少一种；所述体温采集单元、脉博采集单元、血压采集单元以及皮肤电采集单元均连接所述第二传输总线。

18.根据权利要求12所述的基于NFC可扩展的智能手表，其特征在于：所述基础系统还包括无线充电单元和供电电池，所述无线充电单元为供电电池进行无线充电，所述为供电电池为所述第一NFC感应电路，数据通信控制单元、第一系统操作CPU、第一程序和数据存储单元以及蓝牙通信单元供电。