CN105959857A - 一种智能耳机 - Google Patents

Abstract

一种智能耳机，包括壳体及由所述壳体构造的用以安装内部构件的腔体，单一电路板，其安装在所述腔体内；主芯片块；用以收集心率传感信号的心率传感器，用以放大心率传感信号的心率信号放大器，用以收集步频传感信号的步频传感器，用以放大步频传感信号的步频信号放大器，用以收集呼吸频率传感信号的呼吸频率传感器，用以放大呼吸频率传感信号的呼吸频率信号放大器，还有处理信号的步频传感器控制芯片、心率传感器控制芯片和呼吸频率传感器控制芯片，用以为所述心率/步频/呼吸频率传感器，主芯片集成的监测模块内安装有设定好的判断不同工作模式下的正常数值范围的监测程序，根据数据比对，发送信号给音量控制模块，使其自动调节音量。

Description

一种智能耳机

技术领域

本发明涉及耳机领域，尤其涉及一种智能耳机。

背景技术

智能耳机是一种新型的可穿戴智能设备，具有独立的操作系统，除具备常规蓝牙模块和WIFI模块以外，还可通过耳机上的触控屏进行其他功能性模块的信息操控。接听声音作为耳机的主要功能，对音质的改善完美，包括降噪还原等，还停留在传统阶段。目前，智能耳机作为可穿戴智能设备，已经成为健康监测的重要技术手段，心率、呼吸、体温等，均成为智能耳机监测的主要对象。

人体的心率和呼吸频率直接体现人身现实的健康状况。在不同生活状态，如运动、工作、睡眠等状态中，人体的心率和呼吸频率也有较大差别。不同个体之间和不同年龄阶段其差异较大。目前，心率和呼吸频率作为健康检测指标，并不能够起到其他作用，所以不能得到综合性利用。

音量是耳机的最重要的参数之一，长期的不合适音量会对耳朵造成不可逆转的伤害。日常生活中，人们携带耳机健身、休息时，不同工况下只能手动调节音量，不方便，也不够智能。更为常见的，许多人会在睡觉休息前选择带耳机，当人进入睡眠状态时，耳机仍然处于工作状态，浪费了能源，还会影响人的睡眠质量。人们在跑步的时候也习惯戴耳机听音乐，但是不能及时了解跑步情况的数据，也不够智能。

发明内容

本发明针对现有智能耳机对人体监测指标利用程度不高、不能自动自动调节音量的缺点，进行研究改进，提供一种基于心率和呼吸频率指标的音量自动调节及自动关闭的智能耳机。在不同的设定模式下，根据心率和呼吸频率的整体分析及对比，对耳机的音量进行自动调节，减少对耳朵听力的影响。当人进入深度睡眠状态时，心率和呼吸频率会随之降低到一定程度，本发明的智能耳机就会自动关闭。

一种智能耳机，包括壳体及由所述壳体构造的用以安装内部构件的腔体，单一电路板，其安装在所述腔体内；主芯片，安装在所述电路板上，并根据需要在内部集成存储模块、控制驱动模块、显示驱动模块、GPS模块和其他功能性模块；

用以收集心率传感信号的心率传感器，设在所述壳体外部；用以放大心率传感信号的心率信号放大器，安装在所述电路板上，且通过所述壳体上的开孔利用导线与所述心率传感器相连。

用以收集步频传感信号的步频传感器，设在所述壳体外部；用以放大步频传感信号的步频信号放大器，安装在所述电路板上，且通过所述壳体上的开孔利用导线与所述步频传感器相连；

用以收集呼吸频率传感信号的呼吸频率传感器，设在所述壳体外部；用以放大呼吸频率传感信号的呼吸频率信号放大器，安装在所述电路板上，且通过所述壳体上的开孔利用导线与所述呼吸频率传感器相连。

用以处理心率传感信号和呼吸频率传感信号的心率传感器控制芯片和呼吸频率传感器控制芯片，以及处理步频传感器信号的步频传感器控制芯片其安装在所述电路板上，且与相应的所述信号放大器以及所述主芯片连接；

用以为所述心率/步频/呼吸频率传感器、所述相应的信号放大器以及所述传感器控制芯片供电的心率传感器辅助芯片、步频传感器辅助芯片和呼吸频率传感器辅助芯片，其安装在所述电路板上，且与所述心率/步频/呼吸频率传感器、所述相应的信号放大器以及所述传感器控制芯片与所述主芯片相连；

用以调节音量高低的音量控制模块16，集成设置在主芯片1上，且与所述壳体外侧设置的触控屏幕13相连。

心率传感器连接心率信号放大器，用于收集心率传感信号，并把收集到的心率传感信号发送到心率信号放大器；心率信号放大器连接心率传感器控制芯片，其将接收到的心率传感信号放大后传输给心率传感器控制芯片；心率传感器控制芯片与主芯片连接，其先将收到的心率传感器信号进行处理计算，转化成主芯片可以读取的心率数据，然后将数据发给主芯片1。

呼吸频率传感器连接呼吸频率信号放大器，用于收集呼吸频率传感信号，并把收集到的呼吸频率传感信号发送到呼吸频率信号放大器；呼吸频率信号放大器连接呼吸频率传感器控制芯片，其将接收到的呼吸频率传感信号放大后传输给呼吸频率传感器控制芯片；呼吸频率传感器控制芯片与主芯片连接，其先将收到的呼吸频率传感器信号进行处理计算，转化成主芯片可以读取的呼吸频率数据，然后将数据发给主芯片。

步频传感器连接步频信号放大器，用于收集步频传感信号，并把收集到的步频传感信号发送到步频信号放大器；步频信号放大器连接步频传感器控制芯片，其将接收到的步频传感信号放大后传输给步频传感器控制芯片；步频传感器控制芯片与主芯片连接，其先将收到的步频传感器信号进行处理计算，转化成主芯片可以读取的步频数据，然后将数据发给主芯片。

在本实施中，主芯片集成的监测模块内安装有设定好的判断不同工作模式下的正常数值范围的监测程序，其不仅可以将接收到的个人的相应数据与内设的不同年龄、不同性别和不同工作模式下的数据进行比对，还能将个人的正常状态下的数值进行存储，以备调用。同时监测模块内的数据可以通过触摸屏幕进行阅读和操作。

在一个实施例中，本发明的智能耳机还包括一个触控屏幕，设置在所述壳体外侧，其与主芯片上的显示驱动模块相连，使用者通过所述触控屏幕进行操控选择不同的工作模式；本发明的智能耳机还包括一个按钮，设置在所述壳体外侧，其与主芯片上的控制驱动模块相连，使用者通过所述按钮进行开关机操作。

在一个实施例中，音量控制模块16根据监测模块2发出的信号，对耳机的音量进行自动调控；同时，与音量控制模块16相连的触控屏幕13可以手动调节不同工作模式下的音量，并将此音量数据进行保存，以备不同使用者在特定工作模式下调用。

与现有技术相比，本发明的智能耳机可以具有以下优势，充分利用监测指标，使其不仅仅提供为人体健康的参数，更可以通过监测指标的不同变化，控制耳机的音量，达到自动调节的智能目的；同时，提高自动关机的智能水平，从简单的人工设定时间，到完全智能的自动关机。更重要的是给予本领域技术人员充分利用监测数据的多维度用途的技术启示。

附图说明

图1是本发明智能耳机的结构示意图

其中，1—主芯片，2—监测模块，3—心率传感器控制芯片，4—心率信号放大器，5—心率传感器，6—心率传感器辅助芯片，7—呼吸频率传感器控制芯片，8—呼吸频率信号放大器，9—呼吸频率传感器，10—呼吸频率传感器辅助芯片，11—控制驱动模块，12—显示驱动模块，13—触摸屏幕，14—按钮，15—电路板，16—音量控制模块，20—GPS模块，21—步频传感器控制芯片，22—步频信号放大器，23—步频传感器，24—步频传感器辅助芯片。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和实施例对本发明作出进一步的详细说明。

本发明的智能耳机通过集成心率传感器和呼吸频率传感器的方法实现心率数据和呼吸频率地收集，与智能耳机中内设存储的不同年龄段、不同性别和不同工作模式下的数据进行比对，同时将个人正常范围内的数据进行分类存储。健身运动状态下，人体的呼吸频率和心率会随之增加，不同的运动项目，如慢跑、快走等，心率和呼吸频率会有所不同，在这种工作模式下，智能耳机自动调高音量，以满足使用者的需求。日常工作或学习状态下，人体的心率和呼吸频率保持在正常状态，在这种工作模式下，智能耳机会将音量维持在设定的音量范围内，同时，这种默认的设定音量也可以通过触控屏幕进行改变。睡眠状态下，人体的心率和呼吸频率逐渐趋稳并降低，在设定时间段，如十秒钟，该状态保持稳定，智能耳机即判定人体在进入睡眠过程中，随着心率和呼吸频率的继续降低，并长时间保持稳定，智能耳机即可自动关机。

本发明的智能耳机，包括壳体及由所述壳体构造的用以安装内部构件的腔体，单一电路板15，其安装在所述腔体内；主芯片1，安装在所述电路板15上，并根据需要在内部集成存储模块、控制驱动模块11、显示驱动模块12、GPS模块20和其他功能性模块；

用以收集心率传感信号的心率传感器5，设在所述壳体外部；用以放大心率传感信号的心率信号放大器4，安装在所述电路板15上，且通过所述壳体上的开孔利用导线与所述心率传感器相连。

用以收集步频传感信号的步频传感器23，设在所述壳体外部；用以放大步频传感信号的步频信号放大器22，安装在所述电路板15上，且通过所述壳体上的开孔利用导线与所述步频传感器相连；

用以收集呼吸频率传感信号的呼吸频率传感器9，设在所述壳体外部；用以放大呼吸频率传感信号的呼吸频率信号放大器8，安装在所述电路板15上，且通过所述壳体上的开孔利用导线与所述呼吸频率传感器相连。

用以处理心率传感信号和呼吸频率传感信号的心率传感器控制芯片3和呼吸频率传感器控制芯片7，以及处理步频传感器信号的步频传感器控制芯片21其安装在所述电路板15上，且与相应的所述信号放大器以及所述主芯片1连接；

用以为所述心率/步频/呼吸频率传感器、所述相应的信号放大器以及所述传感器控制芯片供电的心率传感器辅助芯片6、步频传感器辅助芯片24和呼吸频率传感器辅助芯片10，其安装在所述电路板15上，且与所述心率/步频/呼吸频率传感器、所述相应的信号放大器以及所述传感器控制芯片与所述主芯片1相连。

用以调节音量高低的音量控制模块16，集成设置在主芯片1上，且与所述壳体外侧设置的触控屏幕13相连。

心率传感器5连接心率信号放大器4，用于收集心率传感信号，并把收集到的心率传感信号发送到心率信号放大器4；心率信号放大器4连接心率传感器控制芯片3，其将接收到的心率传感信号放大后传输给心率传感器控制芯片3；心率传感器控制芯片3与主芯片1连接，其先将收到的心率传感器信号进行处理计算，转化成主芯片1可以读取的心率数据，然后将数据发给主芯片1。

呼吸频率传感器9连接呼吸频率信号放大器8，用于收集呼吸频率传感信号，并把收集到的呼吸频率传感信号发送到呼吸频率信号放大器8；呼吸频率信号放大器8连接呼吸频率传感器控制芯片7，其将接收到的呼吸频率传感信号放大后传输给呼吸频率传感器控制芯片7；呼吸频率传感器控制芯片7与主芯片1连接，其先将收到的呼吸频率传感器信号进行处理计算，转化成主芯片1可以读取的呼吸频率数据，然后将数据发给主芯片1。

步频传感器23连接步频信号放大器22，用于收集步频传感信号，并把收集到的步频传感信号发送到步频信号放大器22；步频信号放大器22连接步频传感器控制芯片21，其将接收到的步频传感信号放大后传输给步频传感器控制芯片21；步频传感器控制芯片21与主芯片1连接，其先将收到的步频传感器信号进行处理计算，转化成主芯片1可以读取的步频数据，然后将数据发给主芯片1。

在本实施中，主芯片1集成的监测模块2内安装有设定好的判断不同工作模式下的正常数值范围的监测程序，其不仅可以将接收到的个人的相应数据与内设的不同年龄、不同性别和不同工作模式下的数据进行比对，还能将个人的正常状态下的数值进行存储，以备调用。同时监测模块2内的数据可以通过触摸屏幕13进行阅读和操作。

在本实施例中，音量控制模块16根据监测模块2发出的信号，对耳机的音量进行自动调控；同时，与音量控制模块16相连的触控屏幕13可以手动调节不同工作模式下的音量，并将此音量数据进行保存，以备不同使用者在特定工作模式下调用。

在一个实施例中，本发明的智能耳机还包括一个触控屏幕13，设置在所述壳体外侧，其与主芯片1上的显示驱动模块12相连，使用者通过所述触控屏幕进行操控选择不同的工作模式；本发明的智能耳机还包括一个或多个按钮14，设置在所述壳体外侧，其与主芯片1上的控制驱动模块11相连，使用者通过所述按钮进行开关机操作。

以上描述是对本发明的解释，仅为本发明的优选实施例而已，并不是对本发明的限定。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属与本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能耳机，包括壳体及由所述壳体构造的用以安装内部构件的腔体，单一电路板，其安装在所述腔体内；

主芯片，安装在所述电路板上，并根据需要在内部集成存储模块、控制驱动模块、显示驱动模块、GPS模块和其他功能性模块；

用以收集心率传感信号的心率传感器，设在所述壳体外部；

用以放大心率传感信号的心率信号放大器，安装在所述电路板上，且通过所述壳体上的开孔利用导线与所述心率传感器相连；

用以收集步频传感信号的步频传感器，设在所述壳体外部；

用以放大步频传感信号的步频信号放大器，安装在所述电路板上，且通过所述壳体上的开孔利用导线与所述步频传感器相连；

用以收集呼吸频率传感信号的呼吸频率传感器，设在所述壳体外部；

用以放大呼吸频率传感信号的呼吸频率信号放大器，安装在所述电路板上，且通过所述壳体上的开孔利用导线与所述呼吸频率传感器相连；

用以处理心率传感信号和呼吸频率传感信号的心率传感器控制芯片和呼吸频率传感器控制芯片，以及处理步频传感器信号的步频传感器控制芯片其安装在所述电路板上，且与相应的所述信号放大器以及所述主芯片连接；

用以为所述心率/步频/呼吸频率传感器、所述相应的信号放大器以及所述传感器控制芯片供电的心率传感器辅助芯片、步频传感器辅助芯片和呼吸频率传感器辅助芯片，其安装在所述电路板上，且与所述心率/步频/呼吸频率传感器、所述相应的信号放大器以及所述传感器控制芯片与所述主芯片相连；

主芯片集成的监测模块内安装有设定好的判断不同工作模式下的正常数值范围的监测程序，根据数据比对，发送信号给音量控制模块，使其自动调节音量。

2.根据权利要求1所述的智能耳机，所述心率传感器连接心率信号放大器，用于收集心率传感信号，并把收集到的心率传感信号发送到心率信号放大器；心率信号放大器连接心率传感器控制芯片，其将接收到的心率传感信号放大后传输给心率传感器控制芯片；心率传感器控制芯片与主芯片连接，其先将收到的心率传感器信号进行处理计算，转化成主芯片可以读取的心率数据，然后将数据发给主芯片。

3.根据权利要求1所述的智能耳机，所述呼吸频率传感器连接呼吸频率信号放大器，用于收集呼吸频率传感信号，并把收集到的呼吸频率传感信号发送到呼吸频率信号放大器；呼吸频率信号放大器连接呼吸频率传感器控制芯片，其将接收到的呼吸频率传感信号放大后传输给呼吸频率传感器控制芯片；呼吸频率传感器控制芯片与主芯片连接，其先将收到的呼吸频率传感器信号进行处理计算，转化成主芯片可以读取的呼吸频率数据，然后将数据发给主芯片。

4.根据权利要求1所述的智能耳机，所述步频传感器连接步频信号放大器，用于收集步频传感信号，并把收集到的步频传感信号发送到步频信号放大器；步频信号放大器连接步频传感器控制芯片，其将接收到的步频传感信号放大后传输给步频传感器控制芯片；步频传感器控制芯片与主芯片连接，其先将收到的步频传感器信号进行处理计算，转化成主芯片可以读取的步频数据，然后将数据发给主芯片。

5.根据权利要求1所述的智能耳机，还包括一个触控屏幕，设置在所述壳体外侧，其与主芯片上的显示驱动模块相连，使用者通过所述触控屏幕进行操控选择不同的工作模式。

6.根据权利要求1所述的智能耳机，还包括一个按钮，设置在所述壳体外侧，其与主芯片上的控制驱动模块相连，使用者通过所述按钮进行开关机操作。