CN114587045B - 多功能骑行头盔 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多功能骑行头盔，涉及智能设备领域，可保证骑行安全性。包括：压力检测模块、呼吸检测模块、信息处理模块；压力检测模块包括设置于多功能骑行头盔对应第一预设位置处的压力传感器，压力传感器与信息处理模块连接，用于采集使用者在第一预设位置处的受压数据，并将受压数据发送至信息处理模块；呼吸检测模块包括设置于多功能骑行头盔对应第二预设位置处的呼吸检测传感器，呼吸检测传感器与信息处理模块连接，用于采集使用者的呼吸特征数据，并将呼吸特征数据发送至信息处理模块；信息处理模块用于接收受压数据以及呼吸特征数据，并根据受压数据和呼吸特征数据分析使用者的生命体征，并在判断生命体征异常时，输出报警信息。

Description

多功能骑行头盔

技术领域

本申请涉及智能设备领域，尤其涉及到一种多功能骑行头盔。

背景技术

现有的头盔大都利用头盔的材质与结构，可以降低使用者头部在事故中所受的冲击。但现有头盔却难以做到对事故的记录，以及事故后对使用者的保护，若使用者在偏远地区发生事故，则可能会因为错过最佳救助时间而加重伤势。

对于上面问题，专利CN202010855593.5：一种智能头盔，提供了一种利用压力探测器与通信模块，做到使用者头部受压超过预设值后发出报警信息的功能。但由于造成使用者昏迷的原因较多，单靠压力判断使用者生理状况并不准确，存在由于部分使用者身体原因导致的压力值未达到预设值但使用者已经发生昏迷的现象，进而导致头盔对人群的保护能力不佳。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种多功能骑行头盔，可提高对使用人群的保护能力，以及为使用者提供多样化功能，在保证骑行安全性的同时，能够为使用者营造良好的佩戴体验。

为实现上述目的，本申请提供了一种多功能骑行头盔，所述多功能骑行头盔包括：压力检测模块、呼吸检测模块、信息处理模块；

所述压力检测模块包括多个设置于所述多功能骑行头盔对应第一预设位置处的压力传感器，所述压力传感器与所述信息处理模块连接，用于采集使用者在所述第一预设位置处的受压数据，并将所述受压数据发送至所述信息处理模块；

所述呼吸检测模块包括至少一个设置于所述多功能骑行头盔对应第二预设位置处的呼吸检测传感器，所述呼吸检测传感器与所述信息处理模块连接，用于采集使用者的呼吸特征数据，并将所述呼吸特征数据发送至所述信息处理模块；

所述信息处理模块用于接收所述受压数据以及所述呼吸特征数据，并根据所述受压数据和所述呼吸特征数据分析所述使用者的生命体征，并在判断所述生命体征异常时，输出报警信息。

可选地，所述信息处理模块包括第一信息处理电路和第二信息处理电路，其中，所述第一信息处理电路的处理优先级高于所述第二信息处理电路的处理优先级；

所述第一信息处理电路与所述压力传感器和所述呼吸检测传感器连接，用于接收所述第一预设位置处的受压数据和所述使用者的呼吸特征数据，并根据所述受压数据计算所述使用者的头部受力信息，以及根据所述头部受力信息和所述呼吸特征数据分析所述使用者的生命体征，并在判断所述生命体征异常时，发出警报提示信息并向紧急联系人发送求助信息，其中，所述头部受力信息包括各个所述第一预设位置处的受压力大小，以及最大受压力部位；

所述第二信息处理电路与所述压力传感器连接，用于在所述第一信息处理电路未响应时长大于预设时长阈值时，接收所述第一预设位置处的受压数据，判断所述受压数据是否大于预设压力阈值，若是，则发出警报提示信息并向紧急联系人发送求助信息。

可选地，所述第一信息处理电路对应的数字电路，包括：压力传感器、上拉电阻、基准电压电位器、电压比较器、第一旁路电容、第二旁路电容、第一下拉电阻、第一单片机；

所述压力传感器的正极通过串联所述上拉电阻连接于电源VCC，所述压力传感器的负极连接于GND；

所述第一旁路电容并联连接于所述压力传感器的正极和负极，所述基准电压电位器输出端和所述第二旁路电容连接于所述电压比较器的正输入端，所述电压比较器的负输入端与所述压力传感器的正极连接，所述电压比较器的输出端通过串联所述第一下拉电阻连接于GND，所述电压比较器的输出端与所述第一单片机的数字输入口连接。

可选地，所述第二信息处理电路对应的模拟电路，包括：压力传感器、上拉电阻、第一旁路电容、电压跟随器、第二下拉电阻、第二单片机；

所述压力传感器的正极通过串联所述上拉电阻连接于电源VCC，所述压力传感器的负极连接于GND；

所述第一旁路电容并联连接于所述压力传感器的正极和负极，所述电压跟随器的正输入端与所述压力传感器的正极连接，所述电压跟随器的输出端通过串联所述第二下拉电阻连接于GND，所述电压跟随器的输出端与所述第二单片机的模拟输入口连接。

可选地，所述多功能骑行头盔还包括：摄像部件、MCU控制模块；

所述摄像部件安装于所述多功能骑行头盔保护壳内部，并在所述头盔保护壳上设置用于拍摄的机孔，所述摄像部件与所述MCU控制模块连接，用于响应于所述MCU控制模块发送的拍摄指令，通过所述机孔进行对所述多功能骑行头盔外部环境的视频或图像采集。

可选地，所述多功能骑行头盔还包括：蓝牙交互模块，所述蓝牙交互模块包括设置于所述多功能骑行头盔内部的麦克风；

所述蓝牙交互模块与所述MCU控制模块连接，用于通过所述麦克风接收所述使用者上传的语音数据，并将所述语音数据发送至所述MCU控制模块，以利用所述MCU控制模块识别所述语音数据，向所述多功能骑行头盔中任一功能模块发送与所述语音数据匹配的控制指令。

可选地，所述多功能骑行头盔还包括：超声雷达模块，所述超声雷达模块包括设置于所述多功能骑行头盔外部的超声发射器与接收器，所述蓝牙交互模块还包括设置于所述多功能骑行头盔内部的蓝牙音箱；

所述超声雷达模块与所述蓝牙交互模块中的蓝牙音箱连接，用于利用所述超声发射器发射固定频率的超声信号，利用所述接收器接收反射回来的超声信号，并根据反射时长分析周围物体相对于所述使用者的行驶速度以及间隔距离，在判定所述行驶速度大于预设速度阈值和/或所述间隔距离小于预设距离阈值时，通过所述蓝牙音箱向所述使用者播放存在临近物体的提示信息。

可选地，所述多功能骑行头盔还包括：照明模块，所述照明模块包括至少一个LED呼吸灯珠；

所述LED呼吸灯珠与所述MCU控制模块连接，设置于所述多功能骑行头盔外部，用于根据所述MCU控制模块发送的开关指令控制所述LED呼吸灯珠的开关，其中，所述开关指令是所述摄像部件采集外部环境光照数据，并将所述外部环境光照数据上传至所述MCU控制模块，所述MCU控制模块判断光照度小于预设光照阈值时，向所述照明模块发送的。

可选地，所述多功能骑行头盔还包括：电力供应模块，所述电力供应模块包括主电力供应模块和备用电力供应模块；

所述主电力供应模块设置于所述多功能骑行头盔外部，通过磁吸充电头与外接电源建立连接，用于为所述多功能骑行头盔中的任一功能模块提供工作电压；

所述备用电力供应模块设置于所述多功能骑行头盔内部，用于在所述主电力供应模块断开与所述电源的长连接时，为所述多功能骑行头盔中的任一功能模块提供短时工作电压，以支持存储关键数据。

可选地，所述主电力供应模块包括锂电池充电电路、电压转换电路，所述备用电力供应模块包括临时供电电路，所述锂电池充电电路包括锂电池、磁吸充电头、充电管理芯片；所述电压转换电路包括升压电路、稳压电路；所述临时供电回路包括法拉电容、充电二极管、放电二极管、信号二极管、防倒灌二极管；

所述锂电池充电电路中外部电源与所述磁吸充电头连接，所述磁吸充电头与所述充电管理芯片连接，所述充电管理芯片与所述锂电池连接，用于为所述锂电池充电；

所述电压转换电路中的所述升压电路与所述稳压电路连接，所述电压转换电路与所述锂电池充电电路和所述多功能骑行头盔中任一功能模块连接，用于将锂电池电压转换为任一所述功能模块的工作电压；

所述临时供电电路中电源正极与所述信号二极管负极连接，电源正极与所述防倒灌二极管连接，电源正极与所述充电二极管正极连接，所述法拉电容负极与GND连接，所述法拉电容正极与所述充电二极管正极连接，所述法拉电容正极与所述放电二极管负极连接，所述放电二极管负极与所述防倒灌二极管负极连接，所述信号二极管正极与单片机掉电信号输入端连接，所述放电二极管负极与单片机供电端连接；所述临时供电回路用于当所述主电力供应模块因故障失效时，告知单片机电源故障，并为所述单片机提供紧急情况下存储关键数据和发送关键警报的电能。

本申请提供的一种多功能骑行头盔，该多功能骑行头盔包括压力检测模块、呼吸检测模块、信息处理模块；压力检测模块包括多个设置于多功能骑行头盔对应第一预设位置处的压力传感器，压力传感器与信息处理模块连接，用于采集使用者在第一预设位置处的受压数据，并将受压数据发送至信息处理模块；呼吸检测模块包括多个设置于多功能骑行头盔对应第二预设位置处的呼吸检测传感器，呼吸检测传感器与信息处理模块连接，用于采集使用者的呼吸特征数据，并将呼吸特征数据发送至信息处理模块；信息处理模块用于接收受压数据以及呼吸特征数据，并根据受压数据和呼吸特征数据分析使用者的生命体征，并在判断生命体征异常时，输出报警信息。通过本申请中的技术方案，可通过对使用者受压数据以及呼吸特征数据的综合分析，准确确定使用者的生命体征，以提高的头盔对不同身体状况人群的适用性，提高对各类人群的保护能力。此外，在多功能骑行头盔中还包括超声雷达，以探测周围车辆状况，从而达到在恶劣天气如大雾天气预防变道碰撞与追尾等事故；并在多功能骑行头盔上安装LED灯珠，通过摄像头对全局光照进行判断，达到在黑暗环境中打开头盔上的LED灯珠，防止昏暗环境中难以发现使用者；并且在多功能骑行头盔还配置有蓝牙通讯模块，能在不改变蓝牙功能的情况下给予使用者正常的佩戴体验，降低因导航和电话等造成的事故隐患，并将导航定位功能移至手机，利用手机上成熟的导航应用程序，节省了头盔本身的电量消耗，并且提高导航的准确性。且可利用手机上的应用程序结合头盔上的麦克风实现使用语音识别达到对手机的操作如用语音“接听”或“拨号”等实现接打电话，还可以通过口述来设定导航路线，尽可能地避免使用者在驾驶时手动操作手机，以降低事故的发生。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的一种多功能骑行头盔的主视图；

图2示出了本发明实施例提供的一种多功能骑行头盔的左视图；

图3示出了本发明实施例提供的一种多功能骑行头盔的右视图；

图4示出了本发明实施例提供的一种多功能骑行头盔的俯视图；

图5示出了本发明实施例提供的一种信息处理模块的电路连接示意图；

图6示出了本发明实施例提供的一种电力供应模块的电路连接示意图；

图中；

1-压力检测模块；

2-呼吸检测模块；

3-信息处理模块，31-第一信息处理电路，32-第二信息处理电路；

4-摄像部件；

5-MCU控制模块；

6-蓝牙交互模块，61-麦克风，62-蓝牙音箱；

7-超声雷达模块；

8-照明模块；

9-电力供应模块，91-主电力供应模块，92-备用电力供应模块，911-锂电池充电电路，912-电压转换电路，921-临时供电电路。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合图1至图6描述根据本发明一些实施例的多功能骑行头盔。

本申请实施例提供了一种多功能骑行头盔，如图1至4所示，多功能骑行头盔包括：压力检测模块1、呼吸检测模块2、信息处理模块3(图中未示出)；压力检测模块1包括多个设置于多功能骑行头盔对应第一预设位置处的压力传感器，压力传感器与信息处理模块3连接，用于采集使用者在第一预设位置处的受压数据，并将受压数据发送至信息处理模块3；呼吸检测模块2包括至少一个设置于多功能骑行头盔对应第二预设位置处的呼吸检测传感器，呼吸检测传感器与信息处理模块3连接，用于采集使用者的呼吸特征数据，并将呼吸特征数据发送至信息处理模块3；信息处理模块3用于接收受压数据以及呼吸特征数据，并根据受压数据和呼吸特征数据分析使用者的生命体征，并在判断生命体征异常时，输出报警信息。

在具体的应用场景中，为实现对使用者头部受力信息的采集，如图1至4所示，压力检测模块1可包括多个设置于多功能骑行头盔对应不同第一预设位置处的压力传感器，用于通过多个压力传感器实现对使用者头部受力信息的综合采集。其中，压力传感器可选用为电阻式压力传感器，第一预设位置可根据实际应用场景进行设定，在本申请下述实施例中以多功能骑行头盔共包含6个压力传感器为例对本申请中的技术方案进行说明，但不构成对本申请中技术方案的限定，还可包括更多或更少的压力传感器。示例性的，可根据人体颅骨的形状以及薄弱点，选择使用六枚压力传感器用于收集使用者头部的压力信息，将两枚压力传感器各放置于左右太阳穴，并令用两枚压力传感器放置于使用者头顶，并将一枚放置于额头，一枚放置于后脑。在使用者佩戴该头盔且发生碰撞时，分布不同第一预设位置处的压力传感器能够采集到压力信号，进而能够计算得到使用者头部的受压力大小以及最大受压力部位等头部受力信息，以便能够根据在发生意外时，能够通过多功能骑行头盔对使用者生命体征的智能化识别，且在判断生命体征异常时能够及时发出报警和求救，以使使用者能够获取及时的救助，保障使用者的安全性。

相应的，为避免利用压力传感器对使用者生命体征的误判，故还可增加呼吸检测模块2，如图1至4所示，呼吸检测模块2可包括至少一个设置于多功能骑行头盔对应第二预设位置处的呼吸检测传感器，为方便对使用者呼吸特征数据的检测，具体可将呼吸检测模块2设置于多功能骑行头盔的护鼻区域或护嘴区域，以使能够充分检测到使用者在佩戴头盔时的呼吸特征数据。其中，呼吸检测传感器可选用为PVDF压电薄膜，PVDF压电薄膜具有薄，质轻，柔软，耐用，灵敏度高等优点，十分适合用于制作人体生命信号的检测。利用单片机对压电信号进行滤波等处理，提取使用者的呼吸特征数据，呼吸特征数据如可包括呼吸频率、呼吸强度等。鉴于在使用者在骑行过程中遭遇事故后，往往伴随呼吸急促或呼吸强度较弱的情况，故通过对呼吸特征数据的检测，同时结合对使用者头部受力信息的综合采集，能够精准确定出使用者的生命体征。

在具体的应用场景中，在压力检测模块1、呼吸检测模块2分别采集到使用者在第一预设位置处的受压数据和使用者的呼吸特征数据后，可将受压数据和呼吸特征数据上传至信息处理模块3，以利用信息处理模块3实现对使用者生命体征的综合分析，并在判断生命体征异常时，及时输出报警信息。相应的，为增强报警系统的可靠性，如图5所示，信息处理模块3可包括两套信息处理系统，即对应第一信息处理电路31和第二信息处理电路32，第一信息处理电路31和第二信息处理电路32的数量与压力传感器的数量相同，如包含六个压力传感器，则信息处理模块3可包括六个第一信息处理电路31和六个第二信息处理电路32。其中，第一信息处理电路31对应为数据电路，可对数据进行细致处理以分析出受压力大小与最大受压力部位，而第二信息处理电路32对应为模拟电路，仅能进行各处压力传感器数值是否超过预设压力阈值的判断，基于此，可设置第一信息处理电路31的处理优先级高于第二信息处理电路32的处理优先级，即在第一信息处理电路31响应正常的情况下，可优选第一信息处理电路31进行信息的处理；在判断第一信息处理电路31异常时，作为替代方案，可利用第二信息处理电路32进行信息的处理。

在多功能骑行头盔中，第一信息处理电路31与压力传感器和呼吸检测传感器连接，用于接收第一预设位置处的受压数据和使用者的呼吸特征数据，并根据受压数据计算使用者的头部受力信息，以及根据头部受力信息和呼吸特征数据分析使用者的生命体征，并在判断生命体征异常时，发出警报提示信息并向紧急联系人发送求助信息，其中，头部受力信息包括各个第一预设位置处的受压力大小，以及最大受压力部位；第二信息处理电路32与压力传感器连接，用于在第一信息处理电路31未响应时长大于预设时长阈值时，接收第一预设位置处的受压数据，判断受压数据是否大于预设压力阈值，若是，则发出警报提示信息并向紧急联系人发送求助信息，其中，预设时长阈值为能够判断第一信息处理电路发生故障的时间，具体可根据实际应用场景进行确定。具体的，在判断生命体征异常或判断受压数据大于预设压力阈值时，可首先发出警报，若使用者未能在一定时间内关闭报警，则将报警信息发送给预先设置的紧急联系人，并储存头部受力信息，让使用者能得到及时的救助。

相应的，如图5所示，第一信息处理电路31对应的数字电路，包括压力传感器(如图5中的H1、H3、H4、H5、H6、H7)、上拉电阻(如图5中的R1、R4、R6、R8、R10、R12)、基准电压电位器(如图5中的RP1、RP2、RP3、RP4、RP5、RP6)、电压比较器(如图5中的U2.1 LM324DT、U5.1LM324DT、U7.1 LM324DT、U9.1 LM324DT、U11.1 LM324DT、U13.1 LM324DT)、第一旁路电容(如图5中的C1、C5、C7、C9、C11、C13)、第二旁路电容(如图5中的C3、C4、C6、C8、C10、C12)、第一下拉电阻(如图5中的R2、R3、R5、R7、R9、R11)、第一单片机(如图5中的ArduinoNano)；压力传感器的正极通过串联上拉电阻连接于电源VCC，压力传感器的负极连接于GND；第一旁路电容并联连接于压力传感器的正极和负极，基准电压电位器输出端和第二旁路电容连接于电压比较器的正输入端，电压比较器的负输入端与压力传感器的正极连接，电压比较器的输出端通过串联第一下拉电阻连接于GND，电压比较器的输出端与第一单片机的数字输入口连接。

相应的，如图5所示，与第一信息处理电路31对应，第二信息处理电路32对应的模拟电路，包括：压力传感器(如图5中的H1、H3、H4、H5、H6、H7)、上拉电阻(如图5中的R1、R4、R6、R8、R10、R12)、第一旁路电容(如图5中的C1、C5、C7、C9、C11、C13)、电压跟随器(如图5中的U3.1LM324DT、U4.1 LM324DT、U6.1 LM324DT、U8.1 LM324DT、U10.1 LM324DT、U12.1LM324DT)、第二下拉电阻(如图5中的R13、R14、R15、R16、R17、R18)、第二单片机(如图5中的ArduinoNano)；压力传感器的正极通过串联上拉电阻连接于电源VCC，压力传感器的负极连接于GND；第一旁路电容并联连接于压力传感器的正极和负极，电压跟随器的正输入端与压力传感器的正极连接，电压跟随器的输出端通过串联第二下拉电阻连接于GND，电压跟随器的输出端与第二单片机的模拟输入口连接。

需要说明的是，第一信息处理电路31和第二信息处理电路32所连接的单片机可相同(如图5所示)或可不同，即第一单片机和第二单片机可对应为一个或分别对应为不同的单片机。在本申请实施例中，优选第一信息处理电路31和第二信息处理电路32连接于不同的单片机，通过此种连接方式，可在第一单片机和第二单片机中的任一单片机故障时，能够至少存在一个信息处理电路能够正常工作，进而保证信息处理模块的可靠性和稳定性。

通过多功能骑行头盔中的上述功能模块，可实现对使用者受压数据以及呼吸特征数据的综合分析，准确确定使用者的生命体征，以提高的头盔对不同身体状况人群的适用性，提高对各类人群的保护能力。同时通过设置两套信息处理系统，可增强报警系统的可靠性与稳定性，提高对各类人群的保护能力。

在具体的应用场景中，如图1至4所示，多功能骑行头盔还包括：摄像部件4、MCU控制模块5；摄像部件4安装于多功能骑行头盔保护壳内部，并在头盔保护壳上设置用于拍摄的机孔，摄像部件4与MCU控制模块5连接，用于响应于MCU控制模块5发送的拍摄指令，通过机孔进行对多功能骑行头盔外部环境的视频或图像采集。对于本实施例，摄像部件能够可选择性的安装在多功能骑行头盔中的任意位置，如实例性地设置在多功能骑行头盔的前额区域，用于采集多功能骑行头盔外部环境的视频或图像采集。通过设置一个安装在头盔保护壳内部的摄像部件(如小型摄像机)，并在头盔保护壳上留下小型摄像机用于拍摄的孔，这样可以保护摄像头免受雨水与日常使用的撞击。同时使用MCU控制模块5中的单片机结合openCV，设计出一种记录算法，使用者通过手机应用程序，利用蓝牙与头盔上的处理器连接，可设置拍摄清晰度与循环记录的时间，并导出存储在头盔储存器中的录像。通过摄像部件4在多功能骑行头盔上的设置，能够实现对外部环境数据的采集和记录，用于收集记录事故信息，将其储存于SD卡中，从而给事故的评定给予帮助，并且还可实现对全局光照进行判断，达到在黑暗环境中打开头盔上的LED呼吸灯珠，防止昏暗环境造成事故隐患，或在发生事故时能够使救助者通过打开的LED呼吸灯珠及时发现头盔佩戴者。

在具体的应用场景中，如图1至图4所示，多功能骑行头盔还包括：蓝牙交互模块6，蓝牙交互模块6包括设置于多功能骑行头盔内部的麦克风61；蓝牙交互模块6与MCU控制模块5连接，用于通过麦克风61接收使用者上传的语音数据，并将语音数据发送至MCU控制模块5，以利用MCU控制模块5识别语音数据，向多功能骑行头盔中任一功能模块发送与语音数据匹配的控制指令。对于本实施例，为方便对使用者上传语音的读取，可优选将麦克风61设置在多功能骑行头盔的护嘴区域，使用者可通过头盔内置的麦克风向MCU控制模块5发送语音控制指令，MCU控制模块5在接收到使用者上传的语音数据后，可利用神经网络对语音进行识别，确定与语音数据匹配的控制指令，并将控制指令发送至对应执行的模块，比如利用语音接听电话，利用语音设置导航路线，利用语音完成头盔顶摄像头的一次拍照等。具体可利用手机上的应用软件结合头盔上的麦克风实现使用语音识别达到对手机的操作如用语音“接听”或“拨号”等实现接打电话，还可以通过口述来设定导航路线，尽可能地避免使用者在驾驶时手动操作手机，以降低事故的发生。此外，内置的蓝牙交互模块能在不改变蓝牙功能的情况下给予使用者正常的佩戴体验，降低因导航和电话等造成的事故隐患，并将导航定位功能移至手机，利用手机上成熟的导航应用软件，节省了头盔本身的电量消耗，并且提高导航的准确性。

在具体的应用场景中，如图1至图4所示，多功能骑行头盔还包括：超声雷达模块7，超声雷达模块7包括设置于多功能骑行头盔外部的超声发射器与接收器，蓝牙交互模块6还包括设置于多功能骑行头盔内部的蓝牙音箱62；超声雷达模块7与蓝牙交互模块6中的蓝牙音箱62连接，用于利用超声发射器发射固定频率的超声信号，利用接收器接收反射回来的超声信号，并根据反射时长分析周围物体相对于使用者的行驶速度以及间隔距离，在判定行驶速度大于预设速度阈值和/或间隔距离小于预设距离阈值时，通过蓝牙音箱62向使用者播放存在临近物体的提示信息。其中，超声雷达模块7的数量可根据实际应用场景进行设定，在此不进行具体的限定，示例性的，可设置为两个，其位置可设置在多功能骑行头盔中能够感知周围物体的移动速度以及与使用者间隔距离的任意位置，如可设置在头盔前部或后部，以探测使用者前方或后方车辆状况，从而达到在恶劣天气如大雾天气预防变道碰撞与追尾等事故。对于本实施例，通过在头盔上引入超声雷达探测系统，能够做到在能见度低的环境中做到来车预警，降低事故发生率。

在具体的应用场景中，如图1至图4所示，多功能骑行头盔还包括：照明模块8，照明模块8包括至少一个LED呼吸灯珠；LED呼吸灯珠与MCU控制模块5连接，设置于多功能骑行头盔外部，用于根据MCU控制模块5发送的开关指令控制LED呼吸灯珠的开关，其中，开关指令是摄像部件4采集外部环境光照数据，并将外部环境光照数据上传至MCU控制模块5，MCU控制模块5判断光照度小于预设光照阈值时，向照明模块8发送的。对于本实施例，示例性的，可通过在头盔两侧安装LED呼吸灯珠，通过摄像头对全局光照进行判断，达到在黑暗环境中打开头盔上的LED呼吸灯珠，防止昏暗环境造成事故隐患，或在发生事故时能够使救助者通过打开的LED呼吸灯珠及时发现头盔佩戴者。

在具体的应用场景中，如图1至图4所示，多功能骑行头盔还包括：电力供应模块9，为了增加头盔求救功能的可靠性，设计两套供电系统，电力供应模块9包括主电力供应模块91和备用电力供应模块92；主电力供应模块91设置于多功能骑行头盔外部，通过磁吸充电头与外接电源建立连接，用于为多功能骑行头盔中的任一功能模块提供工作电压；备用电力供应模块92设置于多功能骑行头盔内部，用于在主电力供应模块断开与电源的长连接时，为多功能骑行头盔中的任一功能模块提供短时工作电压，以支持存储关键数据。在正常的使用中，多功能头盔的各系统由主电力供应模块91供电；若在事故中主电力供应模块91受到损伤而无法使用，则法拉电容构成的备用电力供应模块92就可以为求救功能提供3分钟的电能，以完成求救过程。其中，如图6所示，主电力供应模块91可包括锂电池充电电路911、电压转换电路912，锂电池充电电路911包括锂电池、磁吸充电头、充电管理芯片，锂电池充电电路911中外部电源与磁吸充电头连接，磁吸充电头与充电管理芯片连接，充电管理芯片与锂电池连接，用于为锂电池充电；电压转换电路912包括升压电路、稳压电路，电压转换电路912中的升压电路与稳压电路连接，电压转换电路912与锂电池充电电路911和多功能骑行头盔中任一功能模块连接，用于将锂电池电压转换为任一功能模块的工作电压。相应的，备用电力供应模块92包括临时供电电路921，临时供电电路921包括法拉电容、充电二极管、放电二极管、信号二极管、防倒灌二极管，临时供电电路921中电源正极与信号二极管负极连接，电源正极与防倒灌二极管连接，电源正极与充电二极管正极连接，法拉电容负极与GND连接，法拉电容正极与充电二极管正极连接，法拉电容正极与放电二极管负极连接，放电二极管负极与防倒灌二极管负极连接，信号二极管正极与单片机掉电信号输入端连接，放电二极管负极与单片机供电端连接；临时供电回路921用于当主电力供应模块因故障失效时，告知单片机电源故障，并为单片机提供紧急情况下存储关键数据和发送关键警报的电能。其中元器件包括：锂电池(如图6中的BAT1BATTERY 18650)、磁吸充电头(如图6中的U3 TYPEC-8PIN-Z)、充电管理芯片(如图6中的U1 TP4056及其外围电路)、升压电路(如图6中的U2MC34063N及其外围电路)、稳压电路(如图6中的U8 7805及其外围电路、U9 AMS1117-3.3及其外围电路)、法拉电容(如图6中的C1 10F)、充电二极管(如图6中的D1 1N5817)、放电二极管(如图6中的D2 1N5817)、防倒灌二极管(如图6中的D5 1N5817)、信号二极管(如图6中的D6 1N5817)。

本申请提供的多功能骑行头盔具有以下有益效果：在日常使用的头盔上集成了压力检测模块、呼吸检测模块、信息处理模块，可通过对使用者受压数据以及呼吸特征数据的综合分析，准确确定使用者的生命体征，以提高的头盔对不同身体状况人群的适用性，提高对各类人群的保护能力。此外，在多功能骑行头盔中还包括超声雷达，以探测周围车辆状况，从而达到在恶劣天气如大雾天气预防变道碰撞与追尾等事故；并在多功能骑行头盔上安装LED灯珠，通过摄像头对全局光照进行判断，达到在黑暗环境中打开头盔上的LED灯珠，防止昏暗环境中难以发现使用者；并且在多功能骑行头盔还配置有蓝牙通讯模块，能在不改变蓝牙功能的情况下给予使用者正常的佩戴体验，降低因导航和电话等造成的事故隐患，并将导航定位功能移至手机，利用手机上成熟的导航应用程序，节省了头盔本身的电量消耗，并且提高导航的准确性。且可利用手机上的应用程序结合头盔上的麦克风实现使用语音识别达到对手机的操作如用语音“接听”或“拨号”等实现接打电话，还可以通过口述来设定导航路线，尽可能地避免使用者在驾驶时手动操作手机，以降低事故的发生。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种多功能骑行头盔，其特征在于，包括：压力检测模块、呼吸检测模块、信息处理模块；

所述压力检测模块包括多个设置于所述多功能骑行头盔对应第一预设位置处的压力传感器，所述压力传感器与所述信息处理模块连接，用于采集使用者在所述第一预设位置处的受压数据，并将所述受压数据发送至所述信息处理模块；

所述呼吸检测模块包括至少一个设置于所述多功能骑行头盔对应第二预设位置处的呼吸检测传感器，所述呼吸检测传感器与所述信息处理模块连接，用于采集使用者的呼吸特征数据，并将所述呼吸特征数据发送至所述信息处理模块；

所述信息处理模块用于接收所述受压数据以及所述呼吸特征数据，并根据所述受压数据和所述呼吸特征数据分析所述使用者的生命体征，并在判断所述生命体征异常时，输出报警信息；

所述信息处理模块包括第一信息处理电路和第二信息处理电路，其中，所述第一信息处理电路的处理优先级高于所述第二信息处理电路的处理优先级；

所述第一信息处理电路与所述压力传感器和所述呼吸检测传感器连接，用于接收所述第一预设位置处的受压数据和所述使用者的呼吸特征数据，并根据所述受压数据计算所述使用者的头部受力信息，以及根据所述头部受力信息和所述呼吸特征数据分析所述使用者的生命体征，并在判断所述生命体征异常时，发出警报提示信息并向紧急联系人发送求助信息，其中，所述头部受力信息包括各个所述第一预设位置处的受压力大小，以及最大受压力部位；

所述第二信息处理电路与所述压力传感器连接，用于在所述第一信息处理电路未响应时长大于预设时长阈值时，接收所述第一预设位置处的受压数据，判断所述受压数据是否大于预设压力阈值，若是，则发出警报提示信息并向紧急联系人发送求助信息。

2.根据权利要求1所述的多功能骑行头盔，其特征在于，所述第一信息处理电路对应的数字电路，包括：压力传感器、上拉电阻、基准电压电位器、电压比较器、第一旁路电容、第二旁路电容、第一下拉电阻、第一单片机；

所述压力传感器的正极通过串联所述上拉电阻连接于电源VCC，所述压力传感器的负极连接于GND；

所述第一旁路电容并联连接于所述压力传感器的正极和负极，所述基准电压电位器输出端和所述第二旁路电容连接于所述电压比较器的正输入端，所述电压比较器的负输入端与所述压力传感器的正极连接，所述电压比较器的输出端通过串联所述第一下拉电阻连接于GND，所述电压比较器的输出端与所述第一单片机的数字输入口连接。

3.根据权利要求1所述的多功能骑行头盔，其特征在于，所述第二信息处理电路对应的模拟电路，包括：压力传感器、上拉电阻、第一旁路电容、电压跟随器、第二下拉电阻、第二单片机；

所述压力传感器的正极通过串联所述上拉电阻连接于电源VCC，所述压力传感器的负极连接于GND；

所述第一旁路电容并联连接于所述压力传感器的正极和负极，所述电压跟随器的正输入端与所述压力传感器的正极连接，所述电压跟随器的输出端通过串联所述第二下拉电阻连接于GND，所述电压跟随器的输出端与所述第二单片机的模拟输入口连接。

4.根据权利要求1所述的多功能骑行头盔，其特征在于，所述多功能骑行头盔还包括：摄像部件、MCU控制模块；

所述摄像部件安装于所述多功能骑行头盔保护壳内部，并在所述头盔保护壳上设置用于拍摄的机孔，所述摄像部件与所述MCU控制模块连接，用于响应于所述MCU控制模块发送的拍摄指令，通过所述机孔进行对所述多功能骑行头盔外部环境的视频或图像采集。

5.根据权利要求4所述的多功能骑行头盔，其特征在于，所述多功能骑行头盔还包括：蓝牙交互模块，所述蓝牙交互模块包括设置于所述多功能骑行头盔内部的麦克风；

所述蓝牙交互模块与所述MCU控制模块连接，用于通过所述麦克风接收所述使用者上传的语音数据，并将所述语音数据发送至所述MCU控制模块，以利用所述MCU控制模块识别所述语音数据，向所述多功能骑行头盔中任一功能模块发送与所述语音数据匹配的控制指令。

6.根据权利要求5所述的多功能骑行头盔，其特征在于，所述多功能骑行头盔还包括：超声雷达模块，所述超声雷达模块包括设置于所述多功能骑行头盔外部的超声发射器与接收器，所述蓝牙交互模块还包括设置于所述多功能骑行头盔内部的蓝牙音箱；

所述超声雷达模块与所述蓝牙交互模块中的蓝牙音箱连接，用于利用所述超声发射器发射固定频率的超声信号，利用所述接收器接收反射回来的超声信号，并根据反射时长分析周围物体相对于所述使用者的行驶速度以及间隔距离，在判定所述行驶速度大于预设速度阈值和/或所述间隔距离小于预设距离阈值时，通过所述蓝牙音箱向所述使用者播放存在临近物体的提示信息。

7.根据权利要求4所述的多功能骑行头盔，其特征在于，所述多功能骑行头盔还包括：照明模块，所述照明模块包括至少一个LED呼吸灯珠；

所述LED呼吸灯珠与所述MCU控制模块连接，设置于所述多功能骑行头盔外部，用于根据所述MCU控制模块发送的开关指令控制所述LED呼吸灯珠的开关，其中，所述开关指令是所述摄像部件采集外部环境光照数据，并将所述外部环境光照数据上传至所述MCU控制模块，所述MCU控制模块判断光照度小于预设光照阈值时，向所述照明模块发送的。

8.根据权利要求1所述的多功能骑行头盔，其特征在于，所述多功能骑行头盔还包括：电力供应模块，所述电力供应模块包括主电力供应模块和备用电力供应模块；

所述主电力供应模块设置于所述多功能骑行头盔外部，通过磁吸充电头与外接电源建立连接，用于为所述多功能骑行头盔中的任一功能模块提供工作电压；

所述备用电力供应模块设置于所述多功能骑行头盔内部，用于在所述主电力供应模块断开与所述电源的长连接时，为所述多功能骑行头盔中的任一功能模块提供短时工作电压，以支持存储关键数据。

9.根据权利要求8所述的多功能骑行头盔，其特征在于，所述主电力供应模块包括锂电池充电电路、电压转换电路，所述备用电力供应模块包括临时供电电路，所述锂电池充电电路包括锂电池、磁吸充电头、充电管理芯片；所述电压转换电路包括升压电路、稳压电路；所述临时供电电路包括法拉电容、充电二极管、放电二极管、信号二极管、防倒灌二极管；

所述锂电池充电电路中外部电源与所述磁吸充电头连接，所述磁吸充电头与所述充电管理芯片连接，所述充电管理芯片与所述锂电池连接，用于为所述锂电池充电；

所述电压转换电路中的所述升压电路与所述稳压电路连接，所述电压转换电路与所述锂电池充电电路和所述多功能骑行头盔中任一功能模块连接，用于将锂电池电压转换为任一所述功能模块的工作电压；

所述临时供电电路中电源正极与所述信号二极管负极连接，电源正极与所述防倒灌二极管连接，电源正极与所述充电二极管正极连接，所述法拉电容负极与GND连接，所述法拉电容正极与所述充电二极管正极连接，所述法拉电容正极与所述放电二极管负极连接，所述放电二极管负极与所述防倒灌二极管负极连接，所述信号二极管正极与单片机掉电信号输入端连接，所述放电二极管负极与单片机供电端连接；所述临时供电电路用于当所述主电力供应模块因故障失效时，告知单片机电源故障，并为所述单片机提供紧急情况下存储关键数据和发送关键警报的电能。

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