CN204166666U - 智能驼背提醒徽章 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能驼背提醒徽章，它涉及一种智能穿戴设备。单片机的15脚、16脚、18脚分别接第三电阻、第二电阻、第四电阻至三轴加速传感器的6脚、4脚、11脚，单片机的5脚、37脚分别接第七电阻、第六电阻至存储芯片的1脚、3脚，单片机的19脚接第八电阻至单触摸键监测芯片的1脚，单片机的17脚、20脚分别接第十一电阻、第十四电阻至电源芯片的1脚、排针的2脚，电源芯片的4脚接排针的3脚，电源芯片的4脚还接第一二极管至调整器芯片的3脚。本实用新型佩戴方便，监测用户的身姿情况并通过震动提示用户保持良好身姿，监测效果好，实用性强。

Description

智能驼背提醒徽章

技术领域

本实用新型涉及的是一种智能穿戴设备，具体涉及智能驼背提醒徽章。

背景技术

现有市面上有不少可矫正坐姿或提醒身姿的产品，这类预防弯腰驼背的产品主要分为两类：一类是传统的机械式的矫正或者提醒装置，比如以背背佳为代表的矫正带或者装在眼镜上的简易倾角检测提醒装置，此类产品的问题主要是佩戴舒适度不够，提醒矫正的方式过于粗糙，不能给与用户更加完整的健康数据反馈；另一类则是以佩戴在腰部的智能监测设备为代表的提醒装置，它们通过检测腰部的弯曲程度来判断用户有无坐直，在使用过程中，如果发现用户没有坐直，它会通过震动提示用户坐直，这一类解决方案的主要不足是佩戴不方便，需要系在用户的腰部，容易让使用者感觉不适。

为了解决上述问题，设计一种智能驼背提醒徽章还是很有必要的。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种智能驼背提醒徽章，结构简单，设计合理，佩戴极为方便，监测用户的身姿情况并通过震动提示用户保持良好身姿，监测效果好，实用性强。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：智能驼背提醒徽章，包括单片机、三轴加速传感器、存储芯片、单触摸键监测芯片、电源芯片和调整器芯片，单片机的15脚、16脚、18脚分别接第三电阻、第二电阻、第四电阻至三轴加速传感器的6脚、4脚、11脚，单片机的5脚、37脚分别接第七电阻、第六电阻至存储芯片的1脚、3脚，单片机的19脚接第八电阻至单触摸键监测芯片的1脚，单片机的17脚、20脚分别接第十一电阻、第十四电阻至电源芯片的1脚、排针的2脚，电源芯片的4脚接排针的3脚，电源芯片的4脚还接第一二极管至调整器芯片的3脚；单片机采用单片机CC2540F256RHAR，三轴加速传感器采用三轴加速传感器LIS3DH，存储芯片采用存储芯片AT24C16，单触摸键监测芯片采用单触摸键监测芯片TTP223，电源芯片采用电源芯片TP4057，调整器芯片采用高电压调整器芯片XC6206P252MR。

作为优选，所述的单片机的38脚接第十六电阻至第二三极管的基极，第二三极管的集电极接第十五电阻至第二三极管的基极，第二三极管的集电极接第三二极管至信号输入端，第二三极管的集电极接马达的2脚，马达的1脚接信号输入端，马达为偏心马达；单片机的6脚、7脚、8脚、9脚、11脚分别接第二十二电阻和第五发光二极管的串联电路、第二十一电阻和第四发光二极管的串联电路、第二十电阻和第三发光二极管的串联电路、第十九电阻和第二发光二极管的串联电路、第十八电阻和第一发光二极管的串联电路至地端，单片机的30脚、40脚分别接第一电阻、第二十七电容至地端，单片机的22脚与23脚之间接有第二晶振，单片机的33脚与32脚之间接有第一晶振，单片机的12脚接第十二电阻至信号输入端，单片机的12脚、22脚、23脚、32脚、33脚分别接第十三电阻、第十二电容、第十一电容、第一电容、第二十九电容至地端，单片机的25脚依次接第九电容、第一电感、第三电容、第二电感至地端，单片机的4脚、10脚、21脚、24脚、27脚、28脚、29脚、31脚、39脚均接第十七电阻至电源端。

作为优选，所述的三轴加速传感器的5脚、10脚、12脚、13脚、16脚接地端，三轴加速传感器的1脚接第十四电容至地端，三轴加速传感器的14脚、15脚接电源端，三轴加速传感器的7脚、8脚分别接第五电阻至电源端。

作为优选，所述的电源芯片的3脚接信号输入端，电源芯片的1脚、3脚、6脚分别接第二十三电容、第二十二电容、第十电阻至地端，电源芯片的4脚分别接第二十电容、第二十一电容至地端；所述的调整器芯片的2脚、3脚分别接第十六电容、第十九电容至地端，调整器芯片的2脚接电源端，调整器芯片的3脚反接第二二极管至信号输入端，信号输入端接电池至地端，电池的1脚接第五十五电容至地端，电池为锂电池。

作为优选，所述的驼背提醒徽章通过无线信号与手机连接，能与手机应用同步健康数据，辅助用户掌握自己的健康状况，极为方便。

本实用新型的有益效果：能让用户在伏案工作的背部处于驼背等不健康状态的时候收到提醒，及时调整自己的坐姿以防止由驼背带来的如腰酸背痛等健康问题，同时通过附带的体感游戏与计步器，辅助用户进行放松保持活力与健康，与App同步自己的健康数据，可以方便地查看自己的健康数据。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：智能驼背提醒徽章，包括单片机U1、三轴加速传感器U2、存储芯片U3、单触摸键监测芯片U4、电源芯片U5和调整器芯片Q1，单片机U1的15脚、16脚、18脚分别接第三电阻R3、第二电阻R2、第四电阻R4至三轴加速传感器U2的6脚、4脚、11脚，单片机U1的5脚、37脚分别接第七电阻R7、第六电阻R6至存储芯片U3的1脚、3脚，单片机U1的19脚接第八电阻R8至单触摸键监测芯片U4的1脚，单片机U1的17脚、20脚分别接第十一电阻R11、第十四电阻R14至电源芯片U5的1脚、排针JM3的2脚，电源芯片U5的4脚接排针JM3的3脚，电源芯片U5的4脚还接第一二极管D1至调整器芯片Q1的3脚，单片机U1的38脚接第十六电阻R16至第二三极管Q3的基极，第二三极管Q3的集电极接第十五电阻R15至第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的集电极接第三二极管D3至信号输入端VIN，第二三极管Q2的集电极接马达JM1的2脚，马达JM1的1脚接信号输入端VIN；单片机U1采用单片机CC2540F256RHAR，三轴加速传感器U2采用三轴加速传感器LIS3DH，存储芯片U3采用存储芯片AT24C16，单触摸键监测芯片U4采用单触摸键监测芯片TTP223，电源芯片U5采用电源芯片TP4057，调整器芯片Q1采用高电压调整器芯片XC6206P252MR；马达JM1为偏心马达。

值得注意的是，所述的单片机U1的6脚、7脚、8脚、9脚、11脚分别接第二十二电阻R22和第五发光二极管LED5的串联电路、第二十一电阻R21和第四发光二极管LED4的串联电路、第二十电阻R20和第三发光二极管LED3的串联电路、第十九电阻R19和第二发光二极管LED2的串联电路、第十八电阻R18和第一发光二极管LED1的串联电路至地端，单片机U1的30脚、40脚分别接第一电阻R1、第二十七电容C27至地端，单片机U1的22脚与23脚之间接有第二晶振X2，单片机U1的33脚与32脚之间接有第一晶振X1，单片机U1的12脚接第十二电阻R12至信号输入端VIN，单片机U1的12脚、22脚、23脚、32脚、33脚分别接第十三电阻R13、第十二电容C12、第十一电容C11、第一电容C1、第二十九电容C29至地端，单片机U1的25脚依次接第九电容C9、第一电感L1、第三电容C3、第二电感L2至地端，第九电容C9与第一电感L1之间的节点接第四电容C4至地端，第一电感L1与第三电容C3之间的节点接第二电容C2至地端，单片机U1的4脚、10脚、21脚、24脚、27脚、28脚、29脚、31脚、39脚均接第十七电阻R17至电源端VCC，单片机U1的39脚分别接第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第十电容C10、第十三电容C13、第二十六电容C26、第二十八电容C28至地端，单片机U1的39脚接VDD端。

值得注意的是，所述的三轴加速传感器U2的5脚、10脚、12脚、13脚、16脚接地端，三轴加速传感器U2的1脚接第十四电容C14至地端，三轴加速传感器U2的14脚、15脚接电源端VCC，三轴加速传感器U2的7脚、8脚分别接第五电阻R5至电源端VCC；所述的存储芯片U3的4脚接电源端VCC，存储芯片U3的2脚、5脚均接地端；所述的单触摸键监测芯片U4的2脚接地端，单触摸键监测芯片U4的3脚、5脚分别接第十七电容C17、第十八电容C18至地端，单触摸键监测芯片U4的5脚接电源端VCC，单触摸键监测芯片U4的4脚接第九电阻R9至电源端VCC；所述的电源芯片U5的3脚接信号输入端VIN，电源芯片U5的1脚、3脚、6脚分别接第二十三电容C23、第二十二电容C22、第十电阻R10至地端，电源芯片U5的4脚分别接第二十电容C20、第二十一电容C21至地端。

值得注意的是，所述的调整器芯片Q1的2脚、3脚分别接第十六电容C16、第十九电容C19至地端，调整器芯片Q1的2脚接电源端VCC，调整器芯片Q1的3脚反接第二二极管D2至信号输入端VIN，信号输入端VIN接电池JM2至地端，电池的1脚接第五十五电容至地端，电池采用锂电池。

此外，所述的第一二极管D1-第三二极管D3均采用型号为1SS389的二极管，第一三极管Q2、第二三极管Q3均采用型号为S8550的三极管。

本具体实施方式为徽章状的智能穿戴设备，使用者只需像佩戴徽章一样的佩戴本产品，解决了以前产品佩戴不便的问题，在用户佩戴使用的时候，徽章能时时监测用户的身姿情况，如果出现驼背的情况，系统识别出用户驼背的姿势，会以震动的方式提示用户保持良好身姿，本具体实施方式还具有计步器、蓝牙体感游戏的功能，帮助用户放松并保持健康，用户可以用蓝牙同步记录在手机上的健康数据，辅助用户掌握自己的健康状况，解决了以往没有数据记录反馈的问题。

本具体实施方式的技术方案：1、硬件部分：使用以CC2540F256RHAR为核心的单片机U 1架构完成徽章的功能需求，其中单片机的数据采集使用了三轴加速度传感器U2，振动提示采用了马达JM1，电池JM2使用锂电池为电路供电，存储芯片U3完成算法计算、功能控制以及数据传输。

2、算法部分：

(1)数据来源：计算所需数据源来自三轴加速度传感器U2输出的三轴加速度数据，记为G_X、G_Y、G_Z，三轴加速度传感器U2会以10HZ的频率输出10bit分辨率的加速度数据(2g模式下)，同时使用FIFO技术减少MCU处理数据的功耗。

(2)识别算法：记标准重力向量大小为STD_G，根据三轴加速度数据G_X、G_Y、G_Z可以计算出当前加速度向量大小CUR_G，两者作差后，可以得出DLT_G，即加速度差的大小，通过实验，可以得出驼背特征与DLT_G部分和sum(DLT_G)上下界的经验参数(10HZ，300MS)：

①当身高低于165cm时，-5.5＜sum(DLT_G)＜-29；

②当身高介于165cm-185cm时，-6.0＜sum(DLT_G)＜-32；

③当身高高于185cm时，-6.5＜sum(DLT_G)＜-35。

sum(DLT_G)满足条件时即为驼背，单片机U 1控制马达JM1产生震动，从而提示用户纠正坐姿。

本具体实施方式通过监测人上半身高度的变化情况，运用单片机上运行的算法，推断出用户所处的身姿状况，判断是否驼背，并且合理适时地采用振动去提示用户，能让用户在伏案工作的背部处于驼背等不健康状态的时候收到提醒，及时调整坐姿以防止由驼背带来的如腰酸背痛等健康问题，简单方便，实用性高，具有广泛的市场应用前景。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.智能驼背提醒徽章，其特征在于，包括单片机(U1)、三轴加速传感器(U2)、存储芯片(U3)、单触摸键监测芯片(U4)、电源芯片(U5)和调整器芯片(Q1)，单片机(U1)的15脚、16脚、18脚分别接第三电阻(R3)、第二电阻(R2)、第四电阻(R4)至三轴加速传感器(U2)的6脚、4脚、11脚，单片机(U1)的5脚、37脚分别接第七电阻(R7)、第六电阻(R6)至存储芯片(U3)的1脚、3脚，单片机(U1)的19脚接第八电阻(R8)至单触摸键监测芯片(U4)的1脚，单片机(U1)的17脚、20脚分别接第十一电阻(R11)、第十四电阻(R14)至电源芯片(U5)的1脚、排针(JM3)的2脚，电源芯片(U5)的4脚接排针(JM3)的3脚，电源芯片(U5)的4脚还接第一二极管(D1)至调整器芯片(Q1)的3脚，单片机(U1)的38脚接第十六电阻(R16)至第二三极管(Q3)的基极，第二三极管(Q3)的集电极接第十五电阻(R15)至第二三极管(Q2)的基极，第二三极管(Q2)的集电极接第三二极管(D3)至信号输入端(VIN)，第二三极管(Q2)的集电极接马达(JM1)的2脚，马达(JM1)的1脚接信号输入端(VIN)；单片机(U1)采用单片机CC2540F256RHAR，三轴加速传感器(U2)采用三轴加速传感器LIS3DH，存储芯片(U3)采用存储芯片AT24C16，单触摸键监测芯片(U4)采用单触摸键监测芯片TTP223，电源芯片(U5)采用电源芯片TP4057，调整器芯片(Q1)采用高电压调整器芯片XC6206P252MR。

2.根据权利要求1所述的智能驼背提醒徽章，其特征在于，所述的单片机(U1)的6脚、7脚、8脚、9脚、11脚分别接第二十二电阻(R22)和第五发光二极管(LED5)的串联电路、第二十一电阻(R21)和第四发光二极管(LED4)的串联电路、第二十电阻(R20)和第三发光二极管(LED3)的串联电路、第十九电阻(R19)和第二发光二极管(LED2)的串联电路、第十八电阻(R18)和第一发光二极管(LED1)的串联电路至地端，单片机(U1)的30脚、40脚分别接第一电阻(R1)、第二十七电容(C27)至地端，单片机(U1)的22脚与23脚之间接有第二晶振(X2)，单片机(U1)的33脚与32脚之间接有第一晶振(X1)，单片机(U1)的12脚接第十二电阻(R12)至信号输入端(VIN)，单片机(U1)的12脚、22脚、23脚、32脚、33脚分别接第十三电阻(R13)、第十二电容(C12)、第十一电容(C11)、第一电容(C1)、第二十九电容(C29)至地端，单片机(U1)的25脚依次接第九电容(C9)、第一电感(L1)、第三电容(C3)、第二电感(L2)至地端，单片机(U1)的4脚、10脚、21脚、24脚、27脚、28脚、29脚、31脚、39脚均接第十七电阻(R17)至电源端(VCC)。

3.根据权利要求1所述的智能驼背提醒徽章，其特征在于，所述的三轴加速传感器(U2)的5脚、10脚、12脚、13脚、16脚接地端，三轴加速传感器(U2)的1脚接第十四电容(C14)至地端，三轴加速传感器(U2)的14脚、15脚接电源端(VCC)，三轴加速传感器(U2)的7脚、8脚分别接第五电阻(R5)至电源端(VCC)。

4.根据权利要求1所述的智能驼背提醒徽章，其特征在于，所述的电源芯片(U5)的3脚接信号输入端(VIN)，电源芯片(U5)的1脚、3脚、6脚分别接第二十三电容(C23)、第二十二电容(C22)、第十电阻(R10)至地端，电源芯片(U5)的4脚分别接第二十电容(C20)、第二十一电容(C21)至地端。

5.根据权利要求1所述的智能驼背提醒徽章，其特征在于，所述的调整器芯片(Q1)的2脚、3脚分别接第十六电容(C16)、第十九电容(C19)至地端，调整器芯片(Q1)的2脚接电源端(VCC)，调整器芯片(Q1)的3脚反接第二二极管(D2)至信号输入端(VIN)，信号输入端(VIN)接电池(JM2)至地端。