CN106647233A - 一种智能手表低温自动预警及保护的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能手表低温自动预警及保护的方法及系统，用以解决移动设备在低温环境下自动关机无法使用的问题。该方法包括：获取智能手表所处环境的温度信息及温度变化信息；根据获取的温度信息及温度变化信息判断是否预警，若是，所述智能手表的表带电池产生热量；判断所述表带电池产生热量的温度是否达到温度阈值，若是，停止加热。采用本发明，提高了智能手表的抗寒性，确保了智能手表在低温环境下正常工作。

Description

一种智能手表低温自动预警及保护的方法及系统

技术领域

本发明涉及电子设备低温保护的技术领域，尤其涉及一种智能手表低温自动预警及保护的方法及系统。

背景技术

随着移动技术的发展，许多传统的电子产品也开始增加移动方面的功能，比如过去只能用来看时间的手表，现今也可以通过智能手机或家庭网络与互联网相连。智能手表是具有信息处理能力，符合手表基本技术要求的手表。除指示时间之外，还应具有提醒、导航、校准、监测、交互等其中一种或者多种功能；显示方式包括指针、数字、目前市面上的智能手表可大致分为两种：不带通话功能的：依托连接智能手机而实现多功能，能同步操作手机中的电话、短信、邮件、照片、音乐等；带通话功能的：支持插入SIM卡，本质上是手表形态的智能手机；市面大部分使用Android系统。智能手表与其他电子设备相比，具有无需手持、便携易携、体感交互的优点，属于可穿戴智能设备。

目前大部分移动设备都采用了锂电池来进行供电，该电池若暴露在零下5度的环境时，将会因为锂离子活性降低的缘故导致进行正常供电而自动关机。锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。

电子设备内部的电子元件大多有半导体材料，半导体材料通常对温度非常敏感，温度过低会导致电子元件的特性参数发生改变，这些改变会导致电路参数发生偏移，就有可能导致，性能下降或者无法启动的现象出现。现代电子设备都是晶体管,大规模集成电路构成,其中的半导体PN结的导通特性都是和温度息息相关的.温度会影响其扩散电流、传导电流、结间势垒等参数，进而影响导通、截止角、温飘系数，使性能参数改变。电路设计中必须考虑设备运行环境的影响，使设备有一定的温度适应范围。对于暴露于低温环境的电子设备，由于低温会改变其组成材料的物理特性，因此可能会对其工作性能造成暂时或永久性的损害。低温对电子设备的影响主要有：电子设备材料的硬化和脆化；在对温度瞬变的响应中，不同材料产生不同程序的收缩，以及不同零部件的膨胀率不同，引起零部件相互咬死；由于粘度增加，润滑油的润滑作用和流动性降低；电子设备性能改变；变压器或机电部件的性能改变；电子设备减振架刚性增加；固件爆炸药丸或药柱(如硝酸铵等)产生裂纹；破裂与龟裂、脆裂、冲击强度改变和强度降低；电子设备受约束的玻璃产生静疲劳；水的冷凝和结冰；电子设备燃烧率变化。

公开号为CN105025687A的专利提供了一种用于移动电子设备的低温触发加热装置，其包括太阳能电池、可充电电池组、二极管、温控开关和电热器；可充电电池组通过带有温控开关的温控加热电路与电热器电连接，所述温控开关能够在当前温度低于预设低温临界温度时导通并能够在当前温度高于预设高温临界温度时断开。该发明结构复杂，不适用于电池大小有局限的智能手表。

发明内容

本发明要解决的技术问题目的在于提供一种智能手表低温自动预警及保护的方法及系统，用以解决移动设备在低温环境下自动关机无法使用的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种智能手表低温自动预警及保护的方法，包括步骤：

获取智能手表所处环境的温度信息及温度变化信息；

根据获取的温度信息及温度变化信息判断是否预警，若是，所述智能手表的表带电池产生热量；

判断所述表带电池产生热量的温度是否达到温度阈值，若是，停止加热。

进一步地，还包括步骤：

根据所述表带电池产生热量的温度信息及温度变化信息判断是否再次加热，若是，继续加热。

进一步地，所述表带电池的热量是通过缠绕于所述智能手表的表壳内侧及底座的发热线圈产生。

进一步地，通过所述智能手表内置的多个温度传感器获取温度信息及温度变化信息。

进一步地，所述智能手表内置的多个温度传感器通过用户手腕皮肤表面、所述智能手表的表内底端及顶端获取温度信息及温度变化信息。

一种智能手表低温自动预警及保护的系统，包括：

感应模块，用于获取智能手表所处环境的温度信息及温度变化信息；

预警模块，用于根据获取的温度信息及温度变化信息判断是否预警，若是，所述智能手表的表带电池产生热量；

低温保护模块，用于判断所述表带电池产生热量的温度是否达到温度阈值，若是，停止加热。

进一步地，还包括：

加热模块，用于根据所述表带电池产生热量的温度信息及温度变化信息判断是否再次加热，若是，继续加热。

进一步地，所述加热模块包括，

发热线圈，缠绕于所述智能手表的表壳内侧及底座，用于使所述智能手表的表带电池产生热量。

进一步地，所述感应模块包括：

多个温度传感器，内置于所述智能手表，用于获取温度信息及温度变化信息。

进一步地，所述多个温度传感器，还用于获取用户手腕皮肤表面、所述智能手表表内底端及顶端的温度信息及温度变化信息。

本发明与现有技术相比，有如下优点：

1.通过获取温度信息及温度变化信息进行计算并判断是否预警，预警更加精准，避免了短时间进入低温环境导致智能手机无法正常工作。

2.加热时温度上升到一定程度停止产热，一方面防止热量过多损坏元器件，另一方面节制表带电池电量的无意义消耗。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种智能手表低温自动预警及保护的方法流程图；

图2是本发明实施例提供的一种智能手表低温自动预警及保护的系统结构图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本发明实施例提供了一种智能手表低温自动预警及保护的方法，如图1所示，包括步骤：

S11：获取智能手表所处环境的温度信息及温度变化信息；

S12：根据获取的温度信息及温度变化信息判断是否预警，若是，智能手表的表带电池产生热量；

S13：判断表带电池产生热量的温度是否达到温度阈值，若是，停止加热；

S14：根据表带电池产生热量的温度信息及温度变化信息判断是否再次加热，若是，继续加热。

随着移动技术的发展，许多传统的电子产品也开始增加移动方面的功能，比如过去只能用来看时间的手表，现今也可以通过智能手机或家庭网络与互联网相连。智能手表是具有信息处理能力，符合手表基本技术要求的手表。除指示时间之外，还应具有提醒、导航、校准、监测、交互等其中一种或者多种功能；显示方式包括指针、数字、目前市面上的智能手表可大致分为两种：不带通话功能的：依托连接智能手机而实现多功能，能同步操作手机中的电话、短信、邮件、照片、音乐等；带通话功能的：支持插入SIM卡，本质上是手表形态的智能手机；市面大部分使用Android系统。智能手表与其他电子设备相比，具有无需手持、便携易携、体感交互的优点，属于可穿戴智能设备。

目前大部分移动设备都采用了锂电池来进行供电，该电池若暴露在零下5度的环境时，将会因为锂离子活性降低的缘故导致进行正常供电而自动关机。锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。锂电池是指电化学体系中含有锂(包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物)的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池通常是不可充电的，且内含金属态的锂。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。锂金属电池：锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂离子电池：锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。虽然锂金属电池的能量密度高，理论上能达到3860瓦/公斤。但是由于其性质不够稳定而且不能充电，所以无法作为反复使用的动力电池。而锂离子电池由于具有反复充电的能力，被作为主要的动力电池发展。但因为其配合不同的元素，组成的正极材料在各方面性能差异很大，导致业内对正极材料路线的纷争加大。

电子设备内部的电子元件大多有半导体材料，半导体材料通常对温度非常敏感，温度过低会导致电子元件的特性参数发生改变，这些改变会导致电路参数发生偏移，就有可能导致，性能下降或者无法启动的现象出现。现代电子设备都是晶体管,大规模集成电路构成,其中的半导体PN结的导通特性都是和温度息息相关的.温度会影响其扩散电流、传导电流、结间势垒等参数，进而影响导通、截止角、温飘系数，使性能参数改变。电路设计中必须考虑设备运行环境的影响，使设备有一定的温度适应范围。对于暴露于低温环境的电子设备，由于低温会改变其组成材料的物理特性，因此可能会对其工作性能造成暂时或永久性的损害。低温对电子设备的影响主要有：电子设备材料的硬化和脆化；在对温度瞬变的响应中，不同材料产生不同程序的收缩，以及不同零部件的膨胀率不同，引起零部件相互咬死；由于粘度增加，润滑油的润滑作用和流动性降低；电子设备性能改变；变压器或机电部件的性能改变；电子设备减振架刚性增加；固件爆炸药丸或药柱(如硝酸铵等)产生裂纹；破裂与龟裂、脆裂、冲击强度改变和强度降低；电子设备受约束的玻璃产生静疲劳；水的冷凝和结冰；电子设备燃烧率变化。

本实施例中，通过智能手表内置的多个温度传感器获取温度信息及温度变化信息。温度是表征物体冷热程度的物理量，温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。温度传感器随温度而引起物理参数变化的有：膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展，新型温度传感器还会不断涌现。接触式温度传感器需要与被测介质保持热接触，使两者进行充分的热交换而达到同一温度。这一类传感器主要有电阻式、热电偶、PN结温度传感器等。非接触式温度传感器无需与被测介质接触，而是通过被测介质的热辐射或对流传到温度传感器，以达到测温的目的。这一类传感器主要有红外测温传感器。这种测温方法的主要特点是可以测量运动状态物质的温度(如慢速行使的火车的轴承温度，旋转着的水泥窑的温度)及热容量小的物体(如集成电路中的温度分布)。

本实施例的温度传感器有多个，内置于智能手表多个位置。由于智能手表内部大部分都是比较精密的电子元器件，故对发放热的控制需要比较精确，为了达到这个目的，需要采集用户手腕皮肤表面、智能手表的表内底端(即电池附近)及顶端等地方的温度进行综合考量，故需要在这几个地方都布置温度传感器。多个温度传感器使测量及计算的结果更加精准，避免了偶然误差。

本实施例中，内置于智能手表各处的温度传感器检测到低温环境，低温保护模块通过检测温度变化趋势计算是否发出预警。若其中有一项条件不满足，则不会发出预警。检测到低温环境及温度变化趋势满足预设条件，智能手表发出预警。计算更加精准，避免了用户短时间进入低温环境导致智能手表无法正常工作的情况。

本实施例中，智能手表收到预警，将自动接入智能手表的表带中附带的电池。其中，表带的附带电池通过生耳与手表相连。生耳是指固定表带与手表表盘之间的连接钢棒。智能手表收到预警后，表带电池产生热量；判断表带电池产生热量的温度是否达到温度阈值，若是，停止加热；根据表带电池产生热量的温度信息及温度变化判断是否再次加热，若是，继续加热。其中，表带电池的热量是通过缠绕于智能手表的表壳内侧及底座的发热线圈产生。

其中，发热线圈是指在智能手表的表壳内侧及底座缠绕一圈圈扁平金属线，与表带电池相连以充当发热线圈。金属线有导电功能，经典导电理论认为，由于金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子，这些自由电子在电场力的作用下定向移动而形成电流。电流通过导体时电能转化成热，把这种现象叫做电流热效应。通过电流热效应，电流将电能转化成热能，缠绕在智能手表表壳内侧及底座的金属线与表带电池相连，形成电流，从而产生热量，防止智能手表周围温度过度下降。智能手表的电池一般在底部，因此智能手表的底部可缠绕几圈金属线圈，其他地方少量缠绕即可。

本实施例中，当加热温度上升到一定程度时，及时停止加热。一方面防止热量过多损坏元器件，另一方面是为了节制表带电池电量的无意义消耗。若一直加热，当加热温度超过智能手表元器件可以承载的温度时，元器件会因为温度过高损坏，影响智能手表的使用。因此，只要加热到预设的温度阈值，智能手表自动停止加热。根据当前的温度及检测的温度变化情况计算智能手表在加热后可以维持的正常工作时间，以便精准地把握下一次的产热时机。当检测到的温度计温度变化情况达到低温条件，智能手表的表带电池，继续加热直到达到温度阈值停止加热。计算智能手表的表带电池产热功率大小及产热持续时间是为了消耗最少的电量维持最长的低温环境正常工作时间。

本发明实施例还提供了一种智能手表低温自动预警及保护的系统，如图2所示，该系统包括：

感应模块21，用于获取智能手表所处环境及温度变化信息；

预警模块22，用于根据获取的温度信息及温度变化信息判断是否预警，若是，智能手表的表带电池产生热量；

低温保护模块23，用于判断表带电池产生热量的温度是否达到温度阈值，若是，停止加热；

加热模块24，用于根据表带电池产生热量的温度信息及温度变化信息判断是否再次加热，若是，继续加热。

本实施例中，感应模块21包括多个温度传感器，内置于智能手表，用于获取温度信息及温度变化信息。温度是表征物体冷热程度的物理量，温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。加热模块24也包括温度传感器，用于检测表带电池产生热量的温度信息及温度变化信息，判断是否再次加热，若是，继续加热。

本实施例中，多个传感器还用于获取用户手腕皮肤表面、智能手表表内底端及顶端的温度信息及温度变化信息。因此，多个传感器分别设于接近用户手腕皮肤表面端、智能手表表内底端及顶端等位置，由于智能手表内部大部分都是比较精密的电子元器件，故对发热的控制需要比较精确，将多个传感器设于手表不同位置，以便更加精准地手机智能手表周围的温度。

本实施例中，加热模块24还包括发热线圈，缠绕于智能手表的表壳内侧及底座，用于使智能手表的表带电池产生热量。在智能手表的表壳内侧及底座缠绕一圈圈扁平金属线，与表带电池相连以充当发热线圈。金属线有导电功能，金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子，这些自由电子在电场力的作用下定向移动而形成电流。电流通过导体时电能转化成热，把这种现象叫做电流热效应。通过电流热效应，电流将电能转化成热能，缠绕在智能手表表壳内侧及底座的金属线与表带电池相连，形成电流，从而产生热量，防止智能手表周围温度过度下降。

本发明通过获取温度信息及温度变化信息进行计算并判断是否预警，预警更加精准，避免了短时间进入低温环境导致智能手机无法正常工作。且，加热时温度上升到一定程度停止产热，一方面防止热量过多损坏元器件，另一方面节制表带电池电量的无意义消耗。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种智能手表低温自动预警及保护的方法，其特征在于，包括步骤：

获取智能手表所处环境的温度信息及温度变化信息；

根据获取的温度信息及温度变化信息判断是否预警，若是，所述智能手表的表带电池产生热量；

判断所述表带电池产生热量的温度是否达到温度阈值，若是，停止加热。

2.根据权利要求1所述的一种智能手表低温自动预警及保护的方法，其特征在于，还包括步骤：

根据所述表带电池产生热量的温度信息及温度变化信息判断是否再次加热，若是，继续加热。

3.根据权利要求2所述的一种智能手表低温自动预警及保护的方法，其特征在于，所述表带电池的热量是通过缠绕于所述智能手表的表壳内侧及底座的发热线圈产生。

4.根据权利要求1所述的一种智能手表低温自动预警及保护的方法，其特征在于，通过所述智能手表内置的多个温度传感器获取温度信息及温度变化信息。

5.根据权利要求4所述的一种智能手表低温自动预警及保护的方法，其特征在于，所述智能手表内置的多个温度传感器通过用户手腕皮肤表面、所述智能手表的表内底端及顶端获取温度信息及温度变化信息。

6.一种智能手表低温自动预警及保护的系统，其特征在于，包括：

感应模块，用于获取智能手表所处环境的温度信息及温度变化信息；

预警模块，用于根据获取的温度信息及温度变化信息判断是否预警，若是，所述智能手表的表带电池产生热量；

低温保护模块，用于判断所述表带电池产生热量的温度是否达到温度阈值，若是，停止加热。

7.根据权利要求6所述的一种智能手表低温自动预警及保护的系统，其特征在于，还包括：

加热模块，用于根据所述表带电池产生热量的温度信息及温度变化信息判断是否再次加热，若是，继续加热。

8.根据权利要求7所述的一种智能手表低温自动预警及保护的系统，其特征在于，所述加热模块包括：

发热线圈，缠绕于所述智能手表的表壳内侧及底座，用于使所述智能手表的表带电池产生热量。

9.根据权利要求6所述的一种智能手表低温自动预警及保护的系统，其特征在于，所述感应模块包括：

多个温度传感器，内置于所述智能手表，用于获取温度信息及温度变化信息。

10.根据权利要求9所述的一种智能手表低温自动预警及保护的系统，其特征在于，所述多个温度传感器，还用于获取用户手腕皮肤表面、所述智能手表表内底端及顶端的温度信息及温度变化信息。