CN105204322A - 设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表，包括有表壳，所述表壳自上而下分别设有屏幕设置层、电路设置层、电池设置层、隔离盘设置层、通信天线设置层、底壳；屏幕设置层设有触摸显示屏、电路设置层设有电路装置、电池设置层内设有用于为电路装置与触摸显示屏供电的电池；所述隔离盘设置层设有隔离盘；所述通信天线设置层设有通信天线；通过合理的结构设置，将天线设于最下面一层，天线与电路装置之间又增添隔离装置，因此通信信号能较好的与外界进行连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表。
背景技术
目前，手表越来越智能化，各项功能也日趋完善，例如目前的电话手表，已经非常普及，又如目前现在的健康运动手表，其一般具备脉搏检测器用来检测使用者的脉搏情况等等；但手表本身只是一个检测装置，他如果需要与外界通信就需要较好的通信结构设置，往往手表由于与身体佩戴，大部分时间又是被衣服遮挡，底面又靠近手臂，因此设计不好的手表，其对外通信能力是非常差的。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表，包括有表壳，所述表壳自上而下分别设有屏幕设置层、电路设置层、电池设置层、隔离盘设置层、通信天线设置层、底壳；屏幕设置层设有触摸显示屏、电路设置层设有电路装置、电池设置层内设有用于为电路装置与触摸显示屏供电的电池；所述隔离盘设置层设有隔离盘；所述通信天线设置层设有通信天线；
所述电路装置包括有主控器、与主控器信号连接的脉搏检测器以及用于与外界通信的通信装置；所述触摸显示屏与主控器信号连接，所述通信装置分别与主控器和通信天线信号连接。
其中，所述通信天线包括有均是圆形的第一PCB基板、第二PCB基板、第三PCB基板；第一至第三PCB基板大小相同，三者的两侧均设有一弧形缺口，弧形缺口处均设有微带屏蔽层；
所述第一PCB基板上设有第一微带天线；所述第一微带天线包括有第一圆环臂、第二圆环臂、第三圆环臂；所述第一圆环臂、第二圆环臂、第三圆环臂三者同心设置；设穿过圆心竖直方向为Y轴，横向方向为X轴，所述第一圆环臂自Y轴逆时针夹角122°至132°区域设有一扇形缺口；所述第二圆环臂自Y轴逆时针夹角40°至50°区域设有第二扇形缺口；所述第二圆环臂自X轴逆时针夹角4°至14°区域设有第三扇形缺口；所述第三圆环臂自Y轴逆时针夹角40°至50°区域设有第四扇形缺口；所述第三圆环臂自X轴顺时针夹角66°至81°区域设有第五扇形缺口；
所述第一圆环臂自Y轴逆时针夹角5°至顺时针夹角51°区域与第二圆环臂连接有第一扇形连接臂；所述第一圆环臂自X轴逆时针夹角30°至顺时针夹角40°区域与第二圆环臂连接有第二扇形连接臂；所述第二圆环臂自Y轴逆时针夹角114°至逆时针夹角122°区域与第三圆环臂连接有-第三扇形连接臂；所述第二圆环臂自Y轴顺时针夹角46°至顺时针夹角54°区域与第三圆环臂连接有第四扇形连接臂；
所述第三圆环臂自Y轴顺时针夹角5°的地方向上延伸有呈L形的第一连接臂，还包括有呈伞状的第一寄生振子臂和第二寄生振子臂，所述第一寄生振子臂的一边与第二寄生振子臂的一边连接设有第二连接臂，所述第一寄生振子臂的另一边与第二寄生振子臂的另一边连接设有第三连接臂，所述第一连接臂的自由端与所述第一寄生振子臂的另一边连接；
所述第二PCB基板上设有第二微带天线，所述第二微带天线包括有围绕第二PCB基板圆心设置的第一弧臂，还包括有围绕第二PCB基板圆心设置的第二弧臂，所述第一弧臂所对的圆心角与第二弧臂所对的圆心角相加为360°；所述第一弧臂的外径与第一圆环臂的外径相同；所述第二弧臂的外径与第二圆环臂的外径相同；
所述第三PCB基板上设有第三微带天线，所述第三微带天线包括有围绕第三PCB基板圆心设置的第三弧臂，还包括有围绕第三PCB基板圆心设置的第四弧臂，所述第三弧臂所对的圆心角与第四弧臂所对的圆心角相加为360°；所述第三弧臂的外径与第二弧臂的外径相同；所述第四弧臂的外径与第一圆环臂的外径相同；
第一PCB基板、第二PCB基板、第三PCB基板分层叠加在一起；
所述隔离盘包括有正六边形的金属板，所述隔离盘上设有多个六边形的通孔。
其中，所述第一圆环臂的外环与内环的径向宽度为0.8cm-1.2cm；所述第二圆环臂的外环与内环的径向宽度为0.4cm-6cm；所述第三圆环臂的外环与内环的径向宽度为0.4cm-0.6cm。
其中，所述所述第二圆环臂的外环与内环的径向宽度与所述第三圆环臂的外环与内环的径向宽度相同。
其中，所述所述第一圆环臂的外环与内环的径向宽度为1cm。
其中，所述第三圆环臂的外环与内环的径向宽度为0.5cm。
其中，所述电路装置还设有用于与外界蓝牙通信的蓝牙模块，所述蓝牙模块与主控器信号连接；
其中，所述电路装置还设有用于定位的北斗定位装置，所述北斗定位装置与主控器信号连接；
其中，所述底壳与表壳之间设有防水胶；
本发明的有益效果为：通过合理的结构设置，将天线设于最下面一层，天线与电路装置之间又增添隔离装置，因此通信信号能较好的与外界进行连接。
附图说明
图1是本发明表壳的截面图；
图2是本发明电路装置的原理图；
图3是本发明的第一PCB基板的俯视图；
图4是本发明的第一微带天线的俯视图；
图5是本发明的第二PCB基板的俯视图；
图6是本发明的第三PCB基板的俯视图；
图7是本发明的通信天线的截面图；
图8是本发明的隔离盘的俯视图；
图9是本发明的通信天线与隔离盘不合配时的频率范围仿真测试图；
图10是本发明的通信天线与隔离盘合配时的频率范围仿真测试图；
图11是本发明的通信天线的方向图；
1-表壳；11-触摸显示屏；12-电路设置层；13-电池设置层；14-隔离盘设置层；15-通信天线设置层；16-底壳；10-隔离盘；101-通孔；
2-主控器；3-通信装置；4-脉搏检测器；5-北斗定位装置；6-蓝牙模块；
K1-第一PCB基板；
K21-第一圆环臂；K22-第二圆环臂；K23-第三圆环臂；
Q1-一扇形缺口；Q2-第二扇形缺口；Q3-第三扇形缺口；Q4-第四扇形缺口；Q5-第五扇形缺口；
L1-第一扇形连接臂；L2-第二扇形连接臂；L3--第三扇形连接臂；L4-第四扇形连接臂；
K11-弧形缺口；K12-微带屏蔽层；K211-寄生缺孔；K31-第一连接臂；K32-第一寄生振子臂；K33-第二寄生振子臂；K34-第三连接臂；K35-第二连接臂；
N1-第二PCB基板；N11-第一弧臂；N12-第二弧臂；
M1-第三PCB基板；M11-第三弧臂；M12-第四弧臂。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
如图1至图11所示，本实施例所述的一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表，包括有表壳1，所述表壳1自上而下分别设有屏幕设置层、电路设置层12、电池设置层13、隔离盘设置层14、通信天线设置层15、底壳16；屏幕设置层设有触摸显示屏11、电路设置层12设有电路装置、电池设置层13内设有用于为电路装置与触摸显示屏11供电的电池；所述隔离盘设置层14设有隔离盘10；所述通信天线设置层15设有通信天线；所述电路装置包括有主控器2、与主控器2信号连接的脉搏检测器4以及用于与外界通信的通信装置3；所述触摸显示屏11与主控器2信号连接，所述通信装置3分别与主控器2和通信天线信号连接。通过合理的结构设置，将天线设于最下面一层，天线与电路装置之间又增添隔离装置，因此通信信号能较好的与外界进行连接。
实施例1：
本实施例所述的一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表，所述通信天线包括有均是圆形的第一PCB基板K1、第二PCB基板N1、第三PCB基板M1；第一至第三PCB基板M1大小相同，三者的两侧均设有一弧形缺口K11，弧形缺口K11处均设有微带屏蔽层K12；所述第一PCB基板K1上设有第一微带天线；所述第一微带天线包括有第一圆环臂K21、第二圆环臂K22、第三圆环臂K23；所述第一圆环臂K21、第二圆环臂K22、第三圆环臂K23三者同心设置；设穿过圆心竖直方向为Y轴，横向方向为X轴，所述第一圆环臂K21自Y轴逆时针夹角122°至132°区域设有一扇形缺口Q1；所述第二圆环臂K22自Y轴逆时针夹角40°至50°区域设有第二扇形缺口Q2；所述第二圆环臂K22自X轴逆时针夹角4°至14°区域设有第三扇形缺口Q3；所述第三圆环臂K23自Y轴逆时针夹角40°至50°区域设有第四扇形缺口Q4；所述第三圆环臂K23自X轴顺时针夹角66°至81°区域设有第五扇形缺口Q5；所述第一圆环臂K21自Y轴逆时针夹角5°至顺时针夹角51°区域与第二圆环臂K22连接有第一扇形连接臂L1；所述第一圆环臂K21自X轴逆时针夹角30°至顺时针夹角40°区域与第二圆环臂K22连接有第二扇形连接臂L2；所述第二圆环臂K22自Y轴逆时针夹角114°至逆时针夹角122°区域与第三圆环臂K23连接有-第三扇形连接臂L3；所述第二圆环臂K22自Y轴顺时针夹角46°至顺时针夹角54°区域与第三圆环臂K23连接有第四扇形连接臂L4；所述第三圆环臂K23自Y轴顺时针夹角5°的地方向上延伸有呈L形的第一连接臂K31，还包括有呈伞状的第一寄生振子臂K32和第二寄生振子臂K33，所述第一寄生振子臂K32的一边与第二寄生振子臂K33的一边连接设有第二连接臂K35，所述第一寄生振子臂K32的另一边与第二寄生振子臂K33的另一边连接设有第三连接臂K34，所述第一连接臂K31的自由端与所述第一寄生振子臂K32的另一边连接；所述第二PCB基板N1上设有第二微带天线，所述第二微带天线包括有围绕第二PCB基板N1圆心设置的第一弧臂N11，还包括有围绕第二PCB基板N1圆心设置的第二弧臂N12，所述第一弧臂N11所对的圆心角与第二弧臂N12所对的圆心角相加为360°；所述第一弧臂N11的外径与第一圆环臂K21的外径相同；所述第二弧臂N12的外径与第二圆环臂K22的外径相同；所述第三PCB基板M1上设有第三微带天线，所述第三微带天线包括有围绕第三PCB基板M1圆心设置的第三弧臂M11，还包括有围绕第三PCB基板M1圆心设置的第四弧臂M12，所述第三弧臂M11所对的圆心角与第四弧臂M12所对的圆心角相加为360°；所述第三弧臂M11的外径与第二弧臂N12的外径相同；所述第四弧臂M12的外径与第一圆环臂K21的外径相同；第一PCB基板K1、第二PCB基板N1、第三PCB基板M1分层叠加在一起；所述隔离盘10包括有正六边形的金属板，所述隔离盘10上设有多个六边形的通孔101。所述第一圆环臂通过馈电线与信号发射端通信连接，所述第一弧臂至第四弧臂分别接地。
通过不小于500次的微带电路结构设计，以及通过不低于500次仿真试验和参数调整下，最终确定了上述天线结构和与之配合的隔离盘10结构，该天线与隔离盘10配合时具备较宽的频率范围以及较好的隔离度和方向性以及增益性能，完全符合使用要求，提升了植入式医疗装置的通信性能。
尤其是当除去该结构隔离盘10或者放置普通金属隔离盘10，如图9，该天线带宽可用频率范围仍然高达1.8GHz至2.8GHz；基本满足通信频段的要求，其增益也较高，频带内平均增益大于9.0dBi；满足实际使用需要。该形状隔离盘10的设计也是通过仿真和不断试验设计得出，其中，当将本隔离盘10放置其他现有技术天线配合时包括螺旋立体天线，其匹配性不高，隔离性能增强不明显，在测试普通天线时，配合上本隔离盘10，平均增益增加0.01-0.15dBi或不增加，隔离性能不变，频段无改变。而在实际测试与测试之前的仿真中可以得知，当本方案中的通信天线与本方案的隔离盘10配合时测试，本方案的通信天线的带宽、隔离度、增益方面均超过不加隔离盘10时的天线设计，其中配合后的仿真值如图10。该整体天线系统带宽可用频率范围达到了1.5GHz至3.0GHz；其增益也明显增加，频带内平均增益大于9.5dBi，相比上升0.5dBi；另外其隔离度如果图频带内隔离度，隔离度表现较好，如图10，在S3中可以看出在频率范围内隔离度大于25.5dB。其方向性也好，如图11所述，其为全向性天线。
实施例2：
本实施例所述的一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表，，所述第一圆环臂K21的外环与内环的径向宽度为0.8cm-1.2cm；所述第二圆环臂K22的外环与内环的径向宽度为0.4cm-6cm；所述第三圆环臂K23的外环与内环的径向宽度为0.4cm-0.6cm。其中，所述所述第二圆环臂K22的外环与内环的径向宽度与所述第三圆环臂K23的外环与内环的径向宽度相同。其中，所述所述第一圆环臂K21的外环与内环的径向宽度为1cm。其中，所述第三圆环臂K23的外环与内环的径向宽度为0.5cm。
上述参数在不断测试和调整中得出，其为最稳定和性能最佳的具体参数，具体实际测试结HFSS15软件计算得出，该整体系统天线带宽可用频率范围在1.5GHz至3.0GHz内部调频；频带内平均增益大于9.5dBi，阻抗降低；在频率范围内隔离度大于26dB；在实际测试中发现，外界环境的变化，如温度、磁场影响的变化在一定范围内，例如温度在10度上下的幅度变化，采用上述参数和特定数值时，其稳定性很强，频段保持度较好。
本实施例所述的一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表，所述电路装置还设有用于与外界蓝牙通信的蓝牙模块6，所述蓝牙模块6与主控器2信号连接。用于绕开第三方网络，直接与目标设备进行双向通信。本实施例所述的一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表，所述电路装置还设有用于定位的北斗定位装置5，所述北斗定位装置5与主控器2信号连接；采用我国北斗定位装置5，精度高，省电，效果好。其中，所述底壳16与表壳1之间设有防水胶；用于防水。
本实施例所述的一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表,第一圆环臂K21还设有多个围绕中心设置的等间距的寄生缺孔K211。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保弧范围内。
Claims (7)
1.一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表，其特征在于：包括有表壳（1），所述表壳（1）自上而下分别设有屏幕设置层、电路设置层（12）、电池设置层（13）、隔离盘设置层（14）、通信天线设置层（15）、底壳（16）；屏幕设置层设有触摸显示屏（11）、电路设置层（12）设有电路装置、电池设置层（13）内设有用于为电路装置与触摸显示屏（11）供电的电池；所述隔离盘设置层（14）设有隔离盘（10）；所述通信天线设置层（15）设有通信天线；所述电路装置包括有主控器（2）、与主控器（2）信号连接的脉搏检测器（4）以及用于与外界通信的通信装置（3）；所述触摸显示屏（11）与主控器（2）信号连接，所述通信装置（3）分别与主控器（2）和通信天线信号连接；
所述电路装置还设有用于与外界蓝牙通信的蓝牙模块（6），所述蓝牙模块（6）与主控器（2）信号连接；
所述电路装置还设有用于定位的北斗定位装置（5），所述北斗定位装置（5）与主控器（2）信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表，其特征在于：所述通信天线包括有均是圆形的第一PCB基板（K1）、第二PCB基板（N1）、第三PCB基板（M1）；第一至第三PCB基板（M1）大小相同，三者的两侧均设有一弧形缺口（K11），弧形缺口（K11）处均设有微带屏蔽层（K12）；
所述第一PCB基板（K1）上设有第一微带天线；所述第一微带天线包括有第一圆环臂（K21）、第二圆环臂（K22）、第三圆环臂（K23）；所述第一圆环臂（K21）、第二圆环臂（K22）、第三圆环臂（K23）三者同心设置；设穿过圆心竖直方向为Y轴，横向方向为X轴，所述第一圆环臂（K21）自Y轴逆时针夹角122°至132°区域设有一扇形缺口（Q1）；所述第二圆环臂（K22）自Y轴逆时针夹角40°至50°区域设有第二扇形缺口（Q2）；所述第二圆环臂（K22）自X轴逆时针夹角4°至14°区域设有第三扇形缺口（Q3）；所述第三圆环臂（K23）自Y轴逆时针夹角40°至50°区域设有第四扇形缺口（Q4）；所述第三圆环臂（K23）自X轴顺时针夹角66°至81°区域设有第五扇形缺口（Q5）；
所述第一圆环臂（K21）自Y轴逆时针夹角5°至顺时针夹角51°区域与第二圆环臂（K22）连接有第一扇形连接臂（L1）；所述第一圆环臂（K21）自X轴逆时针夹角30°至顺时针夹角40°区域与第二圆环臂（K22）连接有第二扇形连接臂（L2）；所述第二圆环臂（K22）自Y轴逆时针夹角114°至逆时针夹角122°区域与第三圆环臂（K23）连接有-第三扇形连接臂（L3）；所述第二圆环臂（K22）自Y轴顺时针夹角46°至顺时针夹角54°区域与第三圆环臂（K23）连接有第四扇形连接臂（L4）；
所述第三圆环臂（K23）自Y轴顺时针夹角5°的地方向上延伸有呈L形的第一连接臂（K31），还包括有呈伞状的第一寄生振子臂（K32）和第二寄生振子臂（K33），所述第一寄生振子臂（K32）的一边与第二寄生振子臂（K33）的一边连接设有第二连接臂（K35），所述第一寄生振子臂（K32）的另一边与第二寄生振子臂（K33）的另一边连接设有第三连接臂（K34），所述第一连接臂（K31）的自由端与所述第一寄生振子臂（K32）的另一边连接；
所述第二PCB基板（N1）上设有第二微带天线，所述第二微带天线包括有围绕第二PCB基板（N1）圆心设置的第一弧臂（N11），还包括有围绕第二PCB基板（N1）圆心设置的第二弧臂（N12），所述第一弧臂（N11）所对的圆心角与第二弧臂（N12）所对的圆心角相加为360°；所述第一弧臂（N11）的外径与第一圆环臂（K21）的外径相同；所述第二弧臂（N12）的外径与第二圆环臂（K22）的外径相同；
所述第三PCB基板（M1）上设有第三微带天线，所述第三微带天线包括有围绕第三PCB基板（M1）圆心设置的第三弧臂（M11），还包括有围绕第三PCB基板（M1）圆心设置的第四弧臂（M12），所述第三弧臂（M11）所对的圆心角与第四弧臂（M12）所对的圆心角相加为360°；所述第三弧臂（M11）的外径与第二弧臂（N12）的外径相同；所述第四弧臂（M12）的外径与第一圆环臂（K21）的外径相同；
第一PCB基板（K1）、第二PCB基板（N1）、第三PCB基板（M1）分层叠加在一起；
所述隔离盘（10）包括有正六边形的金属板，所述隔离盘（10）上设有多个六边形的通孔（101）。
3.根据权利要求2所述的一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表，其特征在于：所述第一圆环臂（K21）的外环与内环的径向宽度为0.8cm-1.2cm；所述第二圆环臂（K22）的外环与内环的径向宽度为0.4cm-6cm；所述第三圆环臂（K23）的外环与内环的径向宽度为0.4cm-0.6cm。
4.根据权利要求3所述的一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表，其特征在于：所述所述第二圆环臂（K22）的外环与内环的径向宽度与所述第三圆环臂（K23）的外环与内环的径向宽度相同。
5.根据权利要求2所述的一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表，其特征在于：所述所述第一圆环臂（K21）的外环与内环的径向宽度为1cm。
6.根据权利要求2所述的一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表，其特征在于：所述第三圆环臂（K23）的外环与内环的径向宽度为0.5cm。
7.根据权利要求2所述的一种设有蓝牙通信功能的健康监测智能手表，其特征在于：第一圆环臂（K21）还设有多个围绕中心设置的等间距的寄生缺孔（K211）。
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