CN109222985A - 一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置,克服了现有治疗仪器存在治疗时间长、用户头部无法正常移动与不方便携带的问题,一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置包括监测装置与移动终端设备;其中监测装置包括采集单元、控制单元与无线通信单元;移动终端设备采用手机、笔记本电脑或平板电脑;所述的采集单元由三维角度传感器(1)组成;所述的无线通信单元由低功耗蓝牙(10)组成;所述的三维角度传感器(1)与控制单元中的运算单元(2)线连接,控制单元通过其中的运算单元(2)与低功耗蓝牙(10)有线连接,监测装置通过低功耗蓝牙(10)与移动终端设备中的手机、笔记本电脑或平板电脑通过无线传输的方式相连接。

Description

一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置
技术领域
本发明涉及一种监护颈椎的装置,更确切地说,本发明涉及一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置。
背景技术
颈椎病是困扰人类已久的疑难疾病。由于经济社会的迅速发展、工作和生活节奏的加快,人们经常低头伏案工作,久坐不动,导致颈椎病发病率逐年增加。根据统计,目前我国颈椎病的发病率已上升到64.52%,患者人数已超过2亿,尤其在青少年中发病率增长迅猛。患颈椎病后会出现眩晕,头、颈、肩、背、手臂酸痛、僵硬,严重的会导致四肢无力、偏头痛甚至脑萎缩,这些症状都会严重影响患者的工作和生活。
然而在实际生活中,由于长期伏案工作、低头看手机、使用电脑或者长时间驾车等,大多数人都很难自觉的去进行一些简单的颈部放松活动,也很难自主的对颈椎进行适当的锻炼。当前社会人们对颈椎病的预防意识还远远不够强烈,因此迫切需要提供一种能够适用于颈椎病的预防监护方法,要求能够对用户的颈椎状态进行实时监测并及时对用户进行活动提醒。
虽然目前医疗机构拥有大量高精尖的健康检测和治疗仪器,但往往价格昂贵、体积庞大笨重,并且使用时需要专业的技术。不仅治疗时间长,用户头部无法正常移动,而且使用时不方便携带等问题,都会为患者的生活和治疗带来不便,适用性和实用性均受到限制。本发明可以提供一种简便的、易于使用的颈椎病预防和康复锻炼的监护装置,不仅能够有效的预防并减小颈椎病给患者带来的危害,而且还能针对颈椎病患者的情况给出康复锻炼的监护方法,让人们远离颈椎病带来的烦恼。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有治疗仪器治疗时间长、用户头部无法正常移动与使用时不方便携带的问题,提供了一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置。
为解决上述技术问题,本发明是采用如下技术方案实现的:所述的一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置包括有监测装置与移动终端设备;其中监测装置包括采集单元、控制单元与无线通信单元;
所述的移动终端设备采用手机、笔记本电脑或平板电脑;
所述的采集单元由三维角度传感器组成;
所述的无线通信单元由低功耗蓝牙组成;
所述的三维角度传感器与控制单元中的运算单元线连接,控制单元通过其中的运算单元与低功耗蓝牙有线连接,监测装置通过低功耗蓝牙与移动终端设备中的手机、笔记本电脑或平板电脑通过无线传输的方式连接。
技术方案中所述的三维角度传感器与控制单元中的运算单元线连接是指:所述的三维角度传感器采用的是型号为MPU-6050的三维角度传感器,三维角度传感器的SDA引脚、SCL引脚即24号引脚、23号引脚分别通过电阻R4、电阻R5和运算单元中的PD0引脚、PD1引脚即81号引脚、82号引脚线连接。
技术方案中所述的控制单元通过其中的运算单元与低功耗蓝牙有线连接是指:所述的低功耗蓝牙采用型号为B-0004的低功耗蓝牙,低功耗蓝牙的P0_2/UART0_RX引脚、P0_3/UART0_TX引脚即21号引脚、20号引脚分别和运算单元的PA2引脚、PA3引脚即25号引脚、26号引脚线连接。
技术方案中所述的控制单元还包括存储单元、振动马达、指示灯、蜂鸣器、锂电池、按钮与充电口;所述的运算单元与存储单元之间采用有线连接;振动马达的一端与三极管Q1集电极连接,振动马达的另一侧与3.3V电源连接,三极管的基极与运算单元的PD3引脚即84号引脚之间连接电阻R18;指示灯的正极与3.3V连接,指示灯的负极与电阻R6的一端连接,电阻R6的另一端与运算单元的PD4引脚即85号引脚线连接;蜂鸣器一端与三极管Q2集电极连接,蜂鸣器的另一端与5V电源连接,三极管Q2的基极与运算单元的PD5引脚即86号引脚之间通过电阻R20线连接;三极管Q2的基极与三极管的发射极之间连接有电阻R21,三极管Q2的发射极接地;锂电池和采集单元、控制单元以及无线通信单元线连接;按钮的负极接地,按钮的正极连接运算单元的PD8引脚即55号引脚;充电口采用统一标准Micro-USB充电口,Micro-USB充电口的两条数据输出线D-、D+即2号引脚、5号引脚分别与运算单元的PD6引脚、PD7引脚即87号引脚、88号引脚线连接。
技术方案中所述的锂电池和采集单元、控制单元以及无线通信单元线连接是指:所述的锂电池采用电压为3.7V的型号为振发502035的锂离子聚合物电池,锂电池和3.7V转5V升压电路与3.7V转3.3V稳压电路的输入端连接,3.7V转5V升压电路与3.7V转3.3V稳压电路的输出端和采集单元、控制单元以及无线通信单元线连接:所述的3.7V转5V升压电路中采用型号为PS3120A的芯片,3.7V转3.3V稳压电路中采用型号为TPS76033的芯片;
锂电池的3.7V输出端与型号为PS3120A的芯片中VIN引脚即5号引脚连接,型号为PS3120A的芯片中VOUT引脚即1号引脚输出5V,VOUT引脚与蜂鸣器的正极引脚连接,VOUT引脚与充电口的VDD即1号引脚通过电阻R22连接;
锂电池的3.7V输出端与型号为TPS76033的芯片中VIN引脚即1号引脚连接,型号为TPS76033的芯片中VOUT引脚即5号引脚输出3.3V,VOUT引脚与三维角度传感器的VLOGIC即8号引脚连接,VOUT引脚通过电阻R2、电阻R3和三维角度传感器的SDA引脚、SCL引脚即24号引脚、23号引脚连接;VOUT引脚与运算单元(2)的VDD引脚即19号引脚连接,VOUT引脚与存储单元(3)的VCC引脚即4号引脚连接;VOUT引脚与振动马达(4)的正极引脚连接;VOUT引脚与指示灯(5)中的LED正极引脚连接;VOUT引脚与低功耗蓝牙(10)的VCC引脚即2号引脚连接。
技术方案中所述的存储单元与运算单元有线连接是指:所述的运算单元包括型号为STM32F407VET6的主控芯片及最小系统电路;所述的存储单元采用标准Mini-SD卡,规格选取4GB;所述的Mini SD卡的DAT0引脚、DAT1引脚、DAT2引脚、DAT3引脚即7号引脚、8号引脚、1号引脚与2号引脚分别与运算单元的SDIO_D0引脚、SDIO_D1引脚、SDIO_D2引脚、SDIO_D3引脚即65号引脚、66号引脚、78号引脚、79号引脚线连接,Mini SD卡的CLK、CMD即5号引脚、3号引脚分别与运算单元的SDIO_SCK、SDIO_CMD即80号引脚、83号引脚连接。
与现有技术相比本发明的有益效果是:
1.本发明所述的一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置具有结构简单小巧,携带使用方便,安全性好,可靠性高等优点,可适用于各类人群随时随地的进行颈椎健康监护;可用于预防颈椎病,也可用于颈椎病康复过程的辅助监测和锻炼治疗。
2.本发明所述的一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置可以实时的监测用户的颈姿情况,显示当前的颈部动作方向的角度;也可以通过设置颈部动作最小角度阈值,对颈部左倾、右倾、低头和抬头等动作的角度测量并实时显示。只有当运动角度超过阈值时,才能够进行计数,由此完成每天颈部达标动作次数统计;还可以设置颈部最长静止时间阈值,当用户保持静止时间超过阈值后,对用户进行预警提醒。灵活的,用户还可以根据自身情况设置每个方向活动次数的最小阈值,以便监督自己进行适当的颈部活动。
3.本发明所述的一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置使用时可以根据自身情况在移动终端设备上实时调整以上阈值,使本方法更具备个性化,可以为用户在移动终端设备上带来一种更好的体验效果。而且会更有针对性的起到预防和康复锻炼的双重监护目的,实用性强,最终达到监护颈椎的效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明:
图1为一种颈椎病预防和康复锻炼的监护装置结构原理的示意框图;
图2为一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置结构组成的示意图;
图3为一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置中监测装置结构组成的示意图;
图4为一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置中监测装置正确佩戴方式的示意图;
图5-1为一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置的采集单元电路原理图;
图5-2为一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置的运算单元电路原理图;
图5-3为一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置的存储单元电路原理图;
图5-4为一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置的振动马达连接电路原理图;
图5-5为一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置的指示灯连接电路原理图;
图5-6为一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置的蜂鸣器连接电路原理图;
图5-7为一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置的升压电路原理图;
图5-8为一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置的稳压电路原理图;
图5-9为一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置的按钮连接电路原理图;
图5-10为一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置的充电口连接电路原理图;
图5-11为一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置的无线通信单元电路原理图;
图中:1.三维角度传感器,2.运算单元,3.存储单元,4.振动马达,5.指示灯,6.蜂鸣器,7.锂电池,8.按钮,9.充电口,10.低功耗蓝牙。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述:
以下结合附图介绍本发明所述的一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置的结构与工作原理:
参阅图1,本发明所述的一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置包括监测装置和移动终端设备,其中监测装置包括采集单元、控制单元与无线通信单元。
参阅图2,所述的监测装置完成对人体头部运动时颈姿角度数据的采集、分析处理与传输;监测装置为长5.0厘米,宽3.0厘米,高度1.0厘米的长方体形的塑料材质的盒子,监测装置的前壁为功能区域,后壁带有可重复粘贴使用的魔术粘贴。监测装置与移动终端设备之间通过无线蓝牙传输的方式进行数据通信。
参阅图3与图5-1,所述的采集单元即是三维角度传感器1,采集单元采用的是型号为MPU-6050的三维角度传感器1,用于采集头部的运动情况及动作角度信息,以便监测用户颈部姿态。型号为MPU-6050的三维角度传感器1整合了三轴陀螺仪、三轴加速器,并且内置嵌入式数字运动处理(Digital MotionProcessor,DMP)硬件加速引擎。DMP可以从陀螺仪传感器中获取角度测量数据,并对检测得到的数据进行一系列的分析处理,得出精准的三轴角度数据,最终角度值等数据结果通过有线的方式传输至运算单元。三维角度传感器1的SDA、SCL(即24号引脚、23号引脚)分别经过电阻R4、R5后与运算单元2的PD0、PD1(即81号引脚、82号引脚)线连接。
所述的控制单元包括运算单元2、存储单元3、振动马达4、指示灯5、蜂鸣器6、锂电池7、按钮8、充电口9。控制单元不仅可以完成对采集单元得到的角度数据的存储与处理,也可以完成控制指令的实现。
参阅图5-2,所述的运算单元2包括型号为STM32F407VET6的主控芯片及最小系统电路。所述的型号为STM32F103C8T6的主控芯片是一款基于ARM Cortex-M内核的32位微控制器,可以完成对采集单元得到的角度数据的一系列分析与处理。所述的最小系统电路包括32.768M晶振电路、8M晶振电路与RST复位按键电路。
参阅图5-3,所述的存储单元3采用标准Mini-SD卡(Mini Secure DigitalMemoryCar),规格选取4GB,完成对采集单元得到的角度数据的存储和与移动终端设备之间的数据同步。Mini SD卡的DAT0、DAT1、DAT2、DAT3(即7号引脚、8号引脚、1号引脚、2号引脚)分别与运算单元的SDIO_D0、SDIO_D1、SDIO_D2、SDIO_D3(即65号引脚、66号引脚、78号引脚、79号引脚)连接,Mini SD卡的CLK、CMD(即5号引脚、3号引脚)分别与运算单元的SDIO_SCK、SDIO_CMD(即80号引脚、83号引脚)连接,由此构成存储电路。一方面,存储单元3与运算单元2有线连接,可以完成对三维角度传感器1采集并处理得到的所有角度数据的存储;另一方面,当移动终端设备的蓝牙与无线通信单元的低功耗蓝牙10连接成功后,存储单元3中存储的角度数据将自动同步至移动终端设备内,以供用户查看,了解颈部活动情况以便后续采取相应的锻炼。
参阅图5-4,所述的振动马达4采用型号为0834的扁平纽扣式振动马达,可用来提供对用户的振动反馈,也可以完成用户采取相应功能时的振动提醒。当然也可选择不同样式的其他规格,具体可根据自身的需求进行调整。振动马达4与控制单元中的运算单元2有线连接,固定在监测装置内紧靠后壁的位置,以便能够贴近用户的额头,可以更好的完成对用户的振动提醒。振动马达4一端与三极管Q1集电极连接,另一侧与3.3V电源连接,三极管的基极与运算单元2的PD3引脚(即84号引脚)之间连接电阻R18,由此构成振动马达控制电路。控制单元中的运算单元2可以根据对角度数据运算处理的结果控制振动马达4的工作,从而产生振动刺激,由此来完成一部分对用户预警的功能,提醒用户应该注意休息并完成在移动终端设备上提示的颈部动作。
参阅图5-5,所述的指示灯5采用型号5毫米的七彩发光二极管(LightEmittingDiode,LED),指示灯5完成对电源情况以及不同指示信号的说明。通过控制经过指示灯5不同强度的电流,LED产生不同的颜色并且闪烁,完成对用户视觉方面的提醒。指示灯5的正极连接3.3V,负极经过电阻R6后与运算单元2的PD4引脚(即85号引脚)连接,由此构成指示灯电路。
参阅图5-6,所述的蜂鸣器6采用型号为0905的电磁式有源蜂鸣器,规格选用5V,可用来提供对用户听觉上的反馈,完成本发明相对应功能的声音提醒。蜂鸣器6一端与三极管Q2集电极连接,另一端与5V电源连接,三极管的基极与运算单元的PD5引脚(即86号引脚)之间通过电阻R20连接,由此构成蜂鸣器电路。
所述的锂电池7为本发明装置中的采集单元、控制单元以及无线通信单元提供能量保证,因此这里可以采用能够实现这一功能的任何现有产品。本发明中优选的是电压为3.7V的锂离子聚合物电池,型号选用振发502035。可以反复充放电使用。锂电池7通过正确适当的升压电路和稳压电路后,提供对本发明所述的一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置中的各个零部件工作所需的标准电压。
参阅图5-7,为所述的3.7V转5V升压电路。电路中,采用型号为PS3120A的芯片构成升压电路,为蜂鸣器6和充电口9提供电压输入。升压电路包括型号为PS3120A的芯片、电容C14、电容C15和电容C16。锂电池7输出的3.7V电压与型号为PS3120A的芯片中VIN引脚(即5号引脚)连接,经过VOUT引脚(即1号引脚)输出5V的供电电压。5V的供电电压与蜂鸣器6的正极引脚连接,与充电口9的VDD(即1号引脚)通过电阻R22连接。
参阅图5-8,为所述的3.7V转3.3V稳压电路。电路中,采用型号为TPS76033的芯片构成稳压电路,为三维角度传感器1和控制单元中的运算单元2、存储单元3、振动马达4、指示灯5及无线通信单元中的低功耗蓝牙10提供电压输入。稳压电路包括型号为TPS76033的芯片、电容C12、电容C13。锂电池7输出的3.7V电压与型号为TPS76033的芯片中VIN引脚(即1号引脚)连接,经过VOUT引脚(即5号引脚)输出3.3V的供电电压。VOUT引脚即3.3V的供电电压与三维角度传感器1的VLOGIC(即8号引脚)连接,通过电阻R2、R3与三维角度传感器1的SDA、SCL(即24号引脚、23号引脚)连接;VOUT引脚与运算单元2的VDD(即19号引脚)连接,在运算单元2复位电路中与NRET(即14号引脚)经过电阻R8连接;VOUT引脚与存储单元3的VCC(即4号引脚)连接;VOUT引脚与振动马达4的正极引脚连接;VOUT引脚与指示灯5中的LED正极引脚连接;VOUT引脚与低功耗蓝牙10的VCC(即2号引脚)连接。
参阅图5-9,所述的按钮8采用统一标准常开圆形按钮作为开关使用,可以控制一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置的启动和关闭。按钮8的负极接地,按钮8的正极连接运算单元2的PD8引脚(即55号引脚)。同时按钮8也提供完成本发明装置中多种功能的设置。
参阅图5-10,所述的充电口9采用统一标准Micro-USB充电口,提供对锂电池7充电时的插槽接口输入。USB的两条数据输出线D-、D+(即2号引脚、5号引脚)分别经过电阻R23、R24与运算单元2的PD6引脚、PD7引脚(即87号引脚、88号引脚)连接。
无线通信单元由低功耗蓝牙10组成,完成对角度数据信息的无线传输。无线通信单元是控制单元与持有移动终端设备的使用者之间数据传输的纽带:无线通信单元与控制单元中的运算单元2有线连接,运算单元2接收并存储从采集单元中三维角度传感器1中接收到的角度数据信息,然后通过无线的方式将运算单元2分析处理后的数据传输同步至移动终端设备内。而且无线通信单元不仅可以将监测到的角度数据信息转换为无线通信信号后发送给使用者的移动终端设备,同样也可以接收来自用户移动终端设备的控制指令,并将该控制指令传输给控制单元中的运算单元2进行一系列数据处理后,完成对振动马达4、指示灯5以及蜂鸣器6等的控制。
参阅图5-11,本发明中低功耗蓝牙10选用型号为B-0004的低功耗蓝牙,它是基于TI公司的CC2541芯片研发的低功耗BLE射频模块,具有功耗低、体积小、抗干扰能力强的优点。型号为B-0004的低功耗蓝牙10的P0_2/UART0_RX、P0_3/UART0_TX(即21号引脚、20号引脚)分别与运算单元2的PA2、PA3(即25号引脚、26号引脚)连接,由此构成无线通信电路。
参阅图4为本发明中监测装置的正确佩戴方式。本发明采用的头带为一体式运动头带,内置硅胶防滑条,柔软透气,防滑性好,弹性面料可随意伸缩,适合多种头围。头带上置有可重复使用的长5厘米、宽3厘米的魔术粘贴。佩戴时,首先将长方形的监测装置后侧的魔术粘贴粘在头带上同样置有魔术粘贴的地方,从而使整个装置固定在头带上,随后可将头带绑在用户头部,并将监测装置放在贴近额头的位置,完成对监测装置在人体头部的固定。固定成功后,即可完成对用户头部运动状态的监护,从而达到对用户颈椎病预防和康复锻炼的目的。
所述的移动终端设备作为接收、显示与发出控制指令模块,需携带蓝牙功能。所述的移动终端设备可以是手机、笔记本电脑或平板电脑等掌上移动设备,并由用户携带。本发明中优选手机作为移动终端设备。当移动终端设备与监测装置中的低功耗蓝牙10通过蓝牙配对并成功连接后,可以接收、记录与显示来自监测装置中无线通信单元发出的经过处理后的角度数据;用户也可以在移动终端设备进行多种阈值设置,并且可以通过蓝牙发出控制指令对监测装置进行控制。移动终端设备的数据每天独立统计,每天凌晨对当天数据进行清零操作。
通过对移动终端设备的设置,可以实现对用户颈椎的监护功能。本发明所述的一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置中的移动终端设备可以实现的详细功能如下:
1.移动终端可以对当前的颈姿进行实时的图像显示;
2.移动终端可以对当前头部左倾、右倾、低头和抬头等动作的角度度数进行实时的显示;
3.移动终端可以对颈椎姿态数据的变化过程进行记录并回放显示;
4.移动终端可以设置颈部动作的最小角度阈值;
5.移动终端可以设置颈部保持某一静止动作的最长时间阈值;
6.当颈部动作达到并超过所设置的最小角度阈值时,移动终端的计数框内,在该动作对应的方向进行计数,由此完成颈部每个方向的次数统计;
7.灵活的,在移动终端设备上,用户也可以根据自身的情况对每个方向的活动次数进行最小阈值设置,以便监督自己每天进行适当的颈部活动;
8.当传感器模块检测到用户在某一个颈部姿态保持时间过长且超过所设置的时间阈值时,即当颈部静止时间达到最大时间阈值时,移动终端上的指示灯进行红色闪烁并发出提示语,来提醒用户活动颈椎;同时对监测装置发送蓝牙指令,佩戴在用户头部的监测装置内的振动马达4发出振动示警,给用户以直观的警示提醒使用者活动颈椎,从而达到监护颈椎的目的。
9.当给用户发出振动示警后,移动终端界面可根据当前用户颈部的情况对用户给出合理的颈部动作提示。
10.移动终端设备可以设置固定的时间段对用户当天的颈姿状态进行分析。当出现用户颈部锻炼不达标的情况时,在移动终端界面对用户给出合理的建议和相对应的颈部运动指南,帮助用户进行适当的颈部活动;
11.每天结束后,移动终端设备可以对当天的锻炼结果给出评估意见,并且根据以往的颈部活动记录,给出合理的康复锻炼指南,以此达到预防和康复锻炼的目的,保证使用者可以及时的关注自己颈椎的运动情况。
12.更优的,使用者可以实时的在移动终端上调整以上多种阈值,使本方法更具备个性化,更有针对性的起到预防和康复的双重监护效果,实用性变得更强,最终为用户在移动终端设备上带来一种更好的体验效果。
移动终端设备的上述功能,可以使一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置具有预防和康复锻炼的双重监护功能。不仅可以对用户每天的颈部活动情况记录,还可以根据统计结果给出预警或指南。既能够对使用者长期伏案的习惯进行预警和提醒,又能监督使用者在治疗结束后进行适当的颈部康复锻炼。

Claims (6)

1.一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置,其特征在于,所述的一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置包括有监测装置与移动终端设备;其中监测装置包括采集单元、控制单元与无线通信单元;
所述的移动终端设备采用手机、笔记本电脑或平板电脑;
所述的采集单元由三维角度传感器(1)组成;
所述的无线通信单元由低功耗蓝牙(10)组成;
所述的三维角度传感器(1)与控制单元中的运算单元(2)线连接,控制单元通过其中的运算单元(2)与低功耗蓝牙(10)有线连接,监测装置通过低功耗蓝牙(10)与移动终端设备中的手机、笔记本电脑或平板电脑通过无线传输的方式连接。
2.按照权利要求1所述的一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置,其特征在于,所述的三维角度传感器(1)与控制单元中的运算单元(2)线连接是指:
所述的三维角度传感器(1)采用的是型号为MPU-6050的三维角度传感器,三维角度传感器(1)的SDA引脚、SCL引脚即24号引脚、23号引脚分别通过电阻R4、电阻R5和运算单元(2)中的PD0引脚、PD1引脚即81号引脚、82号引脚线连接。
3.按照权利要求1所述的一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置,其特征在于,所述的控制单元通过其中的运算单元(2)与低功耗蓝牙(10)有线连接是指:
所述的低功耗蓝牙(10)采用型号为B-0004的低功耗蓝牙,低功耗蓝牙(10)的P0_2/UART0_RX引脚、P0_3/UART0_TX引脚即21号引脚、20号引脚分别和运算单元(2)的PA2引脚、PA3引脚即25号引脚、26号引脚线连接。
4.按照权利要求1所述的一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置,其特征在于,所述的控制单元还包括存储单元(3)、振动马达(4)、指示灯(5)、蜂鸣器(6)、锂电池(7)、按钮(8)与充电口(9);
所述的运算单元(2)与存储单元(3)之间采用有线连接;振动马达(4)的一端与三极管Q1集电极连接,振动马达(4)的另一侧与3.3V电源连接,三极管的基极与运算单元(2)的PD3引脚即84号引脚之间连接电阻R18;指示灯(5)的正极与3.3V连接,指示灯(5)的负极与电阻R6的一端连接,电阻R6的另一端与运算单元(2)的PD4引脚即85号引脚线连接;蜂鸣器(6)一端与三极管Q2集电极连接,蜂鸣器(6)的另一端与5V电源连接,三极管Q2的基极与运算单元(2)的PD5引脚即86号引脚之间通过电阻R20线连接;三极管Q2的基极与三极管Q2的发射极之间连接有电阻R21,三极管Q2的发射极接地;锂电池(7)和采集单元、控制单元以及无线通信单元线连接;按钮(8)的负极接地,按钮(8)的正极连接运算单元(2)的PD8引脚即55号引脚;充电口(9)采用统一标准Micro-USB充电口,Micro-USB充电口的两条数据输出线D-、D+即2号引脚、5号引脚分别与运算单元(2)的PD6引脚、PD7引脚即87号引脚、88号引脚线连接。
5.按照权利要求4所述的一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置,其特征在于,所述的锂电池(7)和采集单元、控制单元以及无线通信单元线连接是指:
所述的锂电池(7)采用电压为3.7V的型号为振发502035的锂离子聚合物电池,锂电池(7)和3.7V转5V升压电路与3.7V转3.3V稳压电路的输入端连接,3.7V转5V升压电路与3.7V转3.3V稳压电路的输出端和采集单元、控制单元以及无线通信单元线连接:
所述的3.7V转5V升压电路中采用型号为PS3120A的芯片,3.7V转3.3V稳压电路中采用型号为TPS76033的芯片;
锂电池(7)的3.7V输出端与型号为PS3120A的芯片中VIN引脚即5号引脚连接,型号为PS3120A的芯片中VOUT引脚即1号引脚输出5V,VOUT引脚与蜂鸣器6的正极引脚连接,与充电口9的VDD即1号引脚通过电阻R22连接;
锂电池(7)的3.7V输出端与型号为TPS76033的芯片中VIN引脚即1号引脚连接,型号为TPS76033的芯片中VOUT引脚即5号引脚输出3.3V,VOUT引脚与三维角度传感器(1)的VLOGIC即8号引脚连接,VOUT引脚通过电阻R2、电阻R3和三维角度传感器(1)的SDA引脚、SCL引脚即24号引脚、23号引脚连接;VOUT引脚与运算单元(2)的VDD引脚即19号引脚连接,VOUT引脚与存储单元3的VCC引脚即4号引脚连接;VOUT引脚与振动马达(4)的正极引脚连接;VOUT引脚与指示灯(5)中的LED正极引脚连接;VOUT引脚与低功耗蓝牙(10)的VCC引脚即2号引脚连接。
6.按照权利要求4所述的一种适用于颈椎病预防和康复锻炼的监护装置,其特征在于,所述的存储单元(3)与运算单元(2)有线连接是指:
所述的运算单元(2)包括型号为STM32F407VET6的主控芯片及最小系统电路;
所述的存储单元(3)采用标准Mini-SD卡,规格选取4GB;
所述的Mini SD卡的DAT0引脚、DAT1引脚、DAT2引脚、DAT3引脚即7号引脚、8号引脚、1号引脚与2号引脚分别与运算单元的SDIO_D0引脚、SDIO_D1引脚、SDIO_D2引脚、SDIO_D3引脚即65号引脚、66号引脚、78号引脚、79号引脚线连接,Mini SD卡的CLK、CMD即5号引脚、3号引脚分别与运算单元的SDIO_SCK、SDIO_CMD即80号引脚、83号引脚连接。
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