CN204166667U - 一种防脱落穿戴式智能设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种防脱落穿戴式智能设备，包括设备主体和与人体相适配的固定带，所述固定带用于将设备穿戴于人体，设备主体设有主控模块，所述防脱落穿戴式智能设备还设有电容感应探头与电容感应检测电路。通过给穿戴式智能设备设计了一个电容感应探头，达到了检测智能设备是否脱离人体的效果，并根据检测结果进行操作，进行提示、报警等，解决了设备脱落难以找到的问题。

Description

一种防脱落穿戴式智能设备

技术领域

本发明涉及穿戴智能设备领域，尤其涉及一种防脱落穿戴式智能设备。

背景技术

随着科技的进步，针对儿童或老人使用的穿戴式智能设备应用越来越广泛，像儿童智能手表、老人健康健康手环等设备。然而在智能设备的使用过程中，我们发现还是存在一些问题。例如：儿童和青少年处于一生中最富有活力的时光，他们精力旺盛，生活丰富，爱玩的天性展露无遗，然而他们玩闹之中很容易遗忘身上的物件。往往孩子回家后家长发现孩子丢三落四，很是头疼。此外还可能由于使用的人(特别是儿童)故意不带，把手表放到包里，或忘记带了。或者是有些不法分子，知道智能手表有定位、监听等功能，把手表从儿童手上强行脱下来。对于老人用户，也经常可能忘记佩戴。我们的发明人敏锐的感受到了这个问题，并提供了一个解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种防脱落穿戴式智能设备，解决穿戴式智能设备丢落的问题。

本发明是这样实现的：

一种防脱落穿戴式智能设备，包括设备主体和与人体佩戴处相适配的固定带，所述固定带用于将设备穿戴于人体，例如手腕、腰部、腿部、头部等位置，设备主体设有主控模块，所述防脱落穿戴式智能设备还设有电容感应探头与电容感应检测电路，所述电容感应探头设置于防脱落穿戴式智能设备可感应人体电容的位置，电容感应探头与电容感应检测电路连接，电容感应检测电路与主控模块连接。

所述固定带为绝缘材质；电容感应探头设置于固定带内，或设置于固定带表面上，例如固定带朝向人体的内表面上；电容感应检测电路和主控模块设置于设备主体中穿戴式智能设备所述设备主体还包括报警模块；所述报警模块与主控模块连接。

所述报警模块包括扬声器或LED灯或背光式LED显示屏。

所述固定带为金属固定带，电容感应探头为所述金属固定带。

所述设备主体还包括GPS定位模块和无线通讯模块，所述GPS定位模块和无线通讯模块与主控模块连接。

所述无线通讯模块为2G通讯模块、3G通讯模块、4G通讯模块、蓝牙通讯模块或wifi通讯模块。

所述穿戴式智能设备为手腕穿戴式智能设备。

所述手腕穿戴式智能设备为智能手表；所述设备主体为表盘，所述固定带为表带。

所述手腕穿戴式智能设备为智能手环；所述设备主体为智能手环功能部分，固定带为智能手环固定部分。

还包括一个开关，所述开关与电容感应探头连接，所述设备主体包括一个表面按钮，所述按钮用于控制开关的开启或关闭。

本发明具有如下优点：通过给智能穿戴设备设计了一个电容感应探头及相应的电容感应检测电路，达到了检测智能穿戴设备是否脱离人体的效果，并根据检测结果进行操作，解决了穿戴式设备脱落难以找到的问题。

附图说明

图1为本发明功能模块示意图；

图2为SJT5101芯片引脚示意连接图；

图3为RC电路连接示意图；

图4为电容在有无人体接触情况下充放电示意图；

图5为本实用新型左视图；

图6为本实用新型俯视图。

附图标记说明：

100、设备主体；

11、主控模块；

12、电容感应检测电路；

13、报警模块；

14、3G通讯模块；

15、GPS定位模块；

16、LED显示屏；

1、引脚1；

2、引脚2；

3、引脚3；

4、引脚4；

5、引脚5；

6、引脚6；

R1、示例电阻1；

R2、示例电阻2；

Cx、示例电容x；

200、固定带；

21、电容感应探头；

22、开关；

31、人体皮肤；

401、无人体触摸状态下的电容充电变化曲线；

402、人体接触状态下的电容充电变化曲线。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实用新型公开了一种防脱落穿戴式智能设备，包括设备主体100和与手腕相适配的固定带200，所述固定带用于将设备穿戴于人体佩戴处，在不同的实施例中，穿戴式智能设备可以是手腕穿戴式智能设备，例如智能手表，智能手环等，也可以是穿戴于头部、腰部、腿部等人体不同部位的穿戴式智能设备，下面以智能手表为例，具体说明技术方案。

设备主体设有主控模块11，所述防脱落穿戴式智能设备还设有电容感应探头21与电容感应检测电路12，所述电容感应探头设置于防脱落穿戴式智能设备可感应人体电容的位置，上述位置可以是固定带或设备主体中靠近人体手腕的底部一侧，由于电容感应具有一定的距离，因此可以将电容感应探头至于设备表面，例如在设备主体背面或固定带内侧；也可以置于设备内部，例如设备主体内，或固定带内部，只要其能感知贴近的人体电容，而产生信号变化即可。

电容感应探头与电容感应检测电路连接，电容感应检测电路与主控模块连接。

所述固定带为绝缘材质；电容感应探头设置于固定带内，或设置于固定带朝向手腕的内表面上；电容感应检测电路和主控模块设置于设备主体中

所述固定带可以是橡胶、硅胶等绝缘材质，亲肤实用。如图5和图6所示，电容感应探头21设置于固定带内，或设置于固定带朝向手腕的内表面上；所述电容感应探头可以为市面上常见的电容式感应器。电容式感应器可以是线圈，也可以是金属片，其基本原理是当人体皮肤31(例如手腕皮肤等)靠近金属感应片的时候，由于人体相当于一个接大地的电容，因此会在感应片和大地之间形成一个电容，感应电容量的变化通常有几pF到几十pF。利用这一原理，在电容感应探头后搭建电容感应检测电路，就可以根据这个电容量的变化，检测是否有人体接触或靠近金属感应片。当电容感应探头贴近人体时若电容则发生改变，检测结果为穿戴中，当人体离开感应区，感应检测电路能检测到电容的变化，则检测结果为手表已脱落。设备主体中包括电容感应检测电路12和主控模块11，所述主控模块可以选用IOS系统或安卓系统设备所选用的RAM芯片，或Intel芯片。事实上，在实际应用中，二者可以灵活设置，主控模块可以是单独的芯片，电容感应检测可以是单独的电路，二者也可以集成到一块芯片中，或部分集成到一块芯片中，例如将电容感应检测的一部分电路与主控模块一起集成到芯片中。所述电容感应探头与电容感应检测电路连接；所述电容感应检测电路还与主控模块连接。作为一个具体的实施例，这里以电容感应检测电路中的芯片为SJT5101芯片(产自深圳市速杰通科技有限公司)进行举例说明，这是一颗低成本高可靠度的电容式触摸感应IC，具体请参阅图2，这里感应区域即为设置在固定带端的电容感应探头21，引脚1至6分别为OUT输出端口、VSS接地端口、SNS感应检测脚、OPNA有效电平选项输入脚、VDD电源接入脚和OPNB功能选项输入脚。如下表1所示，OPNB和OPNA脚悬空或接入电源时有不同的输出设定，本实施例选用这两个管脚都悬空的状态，当触摸或感应生效时向下一级设备输出高电平，以备用于下一阶段的操作。所述电容感应探头设计于固定带端的好处在于与设备主体分离，则不会因为工作时产生感应电荷等原因影响设备主体中电子设备的正常运行。通过上述设计，本防脱落穿戴式智能设备达到了自我检测是否离开人体的功能。

OPNB	OPNA	OUT输出状态
			悬空	悬空	直接模式，平时为低，触摸生效时输出高电平
悬空	VDD	直接模式，平时为高，触摸生效时输出低电平
			VDD	悬空	触发模式，上电状态为0，触摸一次电平翻转一次
VDD	VDD	触发模式，上电状态为1，触摸一次电平翻转一次

表1

在另一些具体的实施例中，电容感应探头与电容感应检测电路的连接如图3所示，以下以感应按键为例说明感应原理，这里电容感应检测电路包括电容感应检测芯片和外接电路，初始化按键n为通用输入输出口(GPIO)，所述按键n的一端与电阻R1连接，另一端还与电容Cx连接，Cx的另一端接地，所述电阻R1的另一端接输入电源，这样构成了一个RC充放电路。关闭内部上拉功能，配置为既不上拉也不下拉的模式；使能并配置按键n的高电平中断；将按键n设置为输出，并输出低电平，此时电容放电；开启定时器，将按键n配置为输入，并开启高电平中断，此时电容开始充电，在按键n的中断服务函数中读取定时器的时间；根据这个充电时间的变化量就可以判断出是否有按键按下。由于人体带来一个感应电容量，这时电容充放电速度变缓，电容变化带来的充电延时如图4所示，实线401表示无人体触摸状态下的电容充电变化曲线；点横线402则表示人体接触状态下的电容充电变化曲线。利用这个时间的变化，再加通用输入输出口的中断的检测功能，就可以判断是否有按键按下。在另一些具体的实施例中，将上述电阻R1、电容Cx、按键n替换为任意电阻(如R2)、任意电容和任意按键(如按键1)的电路或并行联接多个包括按键的RC电路，都能达到相同的技术效果。这些实施例中的原理功能都是本领域技术人员熟稔的技术方案，在此不再赘述。

设备主体还包括报警模块13；所述报警模块与主控模块连接。所述报警模块可以是一个简单的发声装置，比如扬声器。当电流通过时发出声响。设置报警模块的好处在于，当该防脱落穿戴式智能设备脱落时，该设备能及时发出警报，提示用户尤其是贪玩的小孩子或老年人注意该设备的脱落状态。

进一步的，报警模块还可以是LED灯或背光式LED显示屏。当报警模块使能时，可以通过LED灯闪烁报警或者是通过表盘上液晶显示屏闪烁或发亮报警。整合多信号源的报警模块能够适应更大的用户群，例如失聪人群。或者在某些光线不好的场合中，让人们在暗处方便寻找到设备。此外，除了本地的声光提示或报警，设备还通过通讯网络向云端服务器或其他接受设备进行脱落报警信号传输。

作为另一个具体技术方案，固定带材质可以为金属固定带，而同时电容感应探头为所述金属固定带。金属固定带可以直接为金属材料，也可以其表面覆上氧化膜，树脂，高分子材料等绝缘隔层。此种设计方案既保留了表带的金属外观，又能同时起到电容感应探头的功能。此外，还可以是金属与其他材料混合结构的固定带，比如金属镂空填充其他绝缘或非绝缘材料，或其他材料镂空填充金属等结构的固定带。

在某些实施例中，所述设备主体还包括GPS定位模块15和无线通讯模块，所述GPS定位模块和无线通讯模块与主控模块连接。当检测智能设备脱落时，GPS定位模块自动开始定位，并将定位后的数据通过无线通讯模块发送到指定的接收设备(如手机)上。

具体的所述无线通讯模块为3G通讯模块14，然而在另一些具体的实施例中可以选择2G通讯模块、4G通讯模块、蓝牙通讯模块或wifi通讯模块。选用3G通讯模块作为交互信号的好处在于网络覆盖面广，信号强。

具体的，所述智能设备可以为智能手表；则所述设备主体为手表的表盘，所述固定带为表带。

在另一些具体的实施例中，所述智能设备为智能手环；手环与手表区别在于并无明显的表盘与表带的区分，此时所述设备主体为智能手环硬件设施集中的功能部分，固定带为智能手环中诸如橡胶带，手环扣等固定部分。

作为另一个实施方案，还包括一个开关22，所述开关与电容感应探头连接，开关可以设置与设备主体或者表带上，用于控制电容感应探头的工作与否。图1中以开关电路位于表带上进行说明。所述设备主体包括一个表面按钮，所述按钮用于控制开关的开启或关闭。设计电容感应检测电路开关及按钮的好处在于，当用户因为需要沐浴，睡觉等原因主动将智能设备取下时，按下按钮，关闭电容感应探头的工作，以免用户因各种原因无法取下智能设备而感到困扰。在另外一些实施例中，并不需要开关，而是通过通讯模块将主动取下等状态如实的反映到接收设备上，在此不做详述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种防脱落穿戴式智能设备，其特征在于，包括设备主体和与人体佩戴处相适配的固定带，所述固定带用于将设备穿戴于人体，设备主体设有主控模块，所述防脱落穿戴式智能设备还设有电容感应探头与电容感应检测电路，所述电容感应探头设置于防脱落穿戴式智能设备可感应人体电容的位置，电容感应探头与电容感应检测电路连接，电容感应检测电路与主控模块连接。

2.根据权利要求1所述的防脱落穿戴式智能设备，其特征在于，所述固定带为绝缘材质；电容感应探头设置于固定带内，或设置于固定带表面上；电容感应检测电路和主控模块设置于设备主体中。

3.根据权利要求1所述的防脱落穿戴式智能设备，其特征在于，所述设备主体还包括报警模块；所述报警模块与主控模块连接。

4.根据权利要求3所述的防脱落穿戴式智能设备，其特征在于，所述报警模块包括扬声器或LED灯或背光式LED显示屏。

5.根据权利要求1所述的防脱落穿戴式智能设备，其特征在于，所述固定带为金属固定带，电容感应探头为所述金属固定带。

6.根据权利要求1所述的防脱落穿戴式智能设备，其特征在于，所述设备主体还包括GPS定位模块和无线通讯模块，所述GPS定位模块和无线通讯模块与主控模块连接。

7.根据权利要求6所述的防脱落穿戴式智能设备，其特征在于，所述无线通讯模块为2G通讯模块、3G通讯模块、4G通讯模块、蓝牙通讯模块或wifi通讯模块。

8.根据权利要求1所述的防脱落穿戴式智能设备，其特征在于，所述穿戴式智能设备为手腕穿戴式智能设备。

9.根据权利要求8所述的防脱落穿戴式智能设备，其特征在于，所述手腕穿戴式智能设备为智能手表或智能手环；所述设备主体为表盘或智能手环功能部分，固定带为表带或智能手环固定部分。

10.根据权利要求1所述的防脱落穿戴式智能设备，其特征在于，包括一个开关，所述开关一端与电容感应探头连接，另一端与电容感应检测电路连接；所述设备主体包括一个表面按钮，所述按钮用于控制开关的开启或关闭。