CN204636328U - 智能穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能穿戴设备，包括智能终端和耳机部分，所述耳机部分佩戴于人体耳部，所述耳机部分与智能终端相匹配，所述耳机部分包括脉搏血氧传感器和微处理器，所述脉搏血氧传感器用于采集人体耳部脉搏血氧信号，所述微处理器对所述脉搏血氧信号进行处理分析，并将得到的人体生命体征数据发送给所述智能终端。本实用新型之智能穿戴设备能够实现精准监测人体在运动状态下生命体征数据。

Description

智能穿戴设备

技术领域

本实用新型涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种智能穿戴设备。

背景技术

可穿戴式智能设备被认为是继智能手机之后将会普及的科技产物。广泛认为可穿戴设备将代替以智能手机为代表的移动设备潮流，进一步智能化、简便化人们的生活和工作。在很短时间内可穿戴设备领域产生了爆发性增长。其中智能手表则是先驱，我们已经看到各种智能手表产品大量涌现。从最开始的只有简单的只有显示时间与信息提醒，到现在的利用各种传感器实现对人以及周围环境的监测与探查，智能手表在逐步走向成熟。

不过就目前的情况而言，智能手表还只能作为智能手机的一个配件。它们往往只是为用户提供一个便捷查看手机的设备，比如通过蓝牙功能来浏览手机中的信息，而不是使它们成为一款能够独立运作的通讯设备。虽然有些产品被设计成带有麦克风与扬声器，可以代替智能手机来接打电话。但是通过戴在手上的手表接打电话看起来很怪异，而且需要举着手臂打电话，长时间会有疲劳感。如果将手表取下来接打电话又变得很繁琐。因此又有一些智能手表设计成可以将整个手表表冠取下来当做蓝牙耳机使用。虽然看起来完美地解决了上面提到的问题，但是戴在手上的只剩下空壳的手表看起来又那么不自然，失去了可穿戴设备的优雅性。

另外一些智能手表具有健康监测的功能，比如监测心率。目前心率监测有两种方法，一种是利用光学传感器监测毛细血管内血液量随脉搏波动的变化来实现心率的测量。另一种是利用电极测量两手之间电势随时间的变化，即心电图来实现心率的测量。由于手表与手腕之间几乎没有紧密接触，所以第一种方法不能排除外界光的干扰，所以得不到精准的数据，而且难以实时监测。第二种方法虽然可以得到准确的心率数据，但是目前的技术仍然需要两只手同时测量，这也不便于运动时实时监测心率。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种能够实现精准的健康监测。

为了实现上述目的，本实用新型实施方式提供如下技术方案：

本实用新型提供一种智能穿戴设备，包括耳机部分，所述耳机部分佩戴于人体耳部，所述耳机部分与智能终端相匹配，所述耳机部分包括脉搏血氧传感器和微处理器，所述脉搏血氧传感器用于采集人体耳部脉搏血氧信号，所述微处理器对所述脉搏血氧信号进行处理分析，并将得到的人体生命体征数据发送给所述智能终端。

其中，所述脉搏血氧传感器包括两个发光器件和一个光敏接收器件，所述两个发光器件与所述光敏接收器件均与人体耳部接触，所述两个发光器件发出的光被人体耳部反射，所述光敏接收器件接收人体耳部所反射的光信号，且将光信号转换成电信号，所述两个发光器件距离所述光敏接收器件的距离相等。

其中，其中一个所述发光器件为发射波长在640nm-660nm之间的红光发射器，另一个所述发光器件为发射波长在910nm-940nm之间红外光发射器，所述光敏接收器件为PIN型光敏二极管。

其中，所述耳机部分包括机身和入耳部，所述机身包括第一表面，所述入耳部突设于第一表面，所述入耳部包括底面、顶面和连接在所述底面和所述顶面之间的侧面，所述底面贴合于所述机身，所述顶面位于所述入耳部之远离所述机身的端面，所述脉搏血氧传感器位于所述侧面，且所述光敏接收器件与所述两个发光器件之间的距离相等。

其中，所述耳机部分包括出音孔，所述出音孔位于所述入耳部的顶面。

其中，所述耳机部分还包括连接器接口和固定部，所述机身还包括第二表面，所述第二表面与所述第一表面相邻，所述连接器接口和所述固定部位于所述第二表面。

其中，所述耳机部分还包括无线通信模块，所述微处理器通过所述无线通信模块与所述智能终端之间进行数据传输。

其中，所述智能穿戴设备还包括手表部分，所述耳机部分可拆卸地连接于所述手表部分，所述耳机部分包括机身和连接器接口，所述机身包括相邻设置的第一表面和第二表面，所述脉搏血氧传感器设于所述第一表面，所述连接器接口设于所述第二表面，所述手表部分包括输入输出接口，所述输入输出接口与所述连接器接口配合，以实现所述耳机部分与所述手表部分之间的电连接。

其中，所述耳机部分还包括固定部，所述固定部设于所述第二表面，所述手表部分包括固持部，所述固定部与所述固持部相配合以实现所述耳机部分与所述手表部分之间固定连接。

其中，所述手表部分包括表盘，所述表盘包括显示屏、第一结合部和第二结合部，所述显示屏设于所述表盘的正面，所述第一结合部和所述第二结合部相对设置且分别位于所述显示屏的两侧，且所述第一结合部和所述第二结合部连接至所述表盘的侧面，所述固持部设于所述表盘的侧面，且靠近所述第一结合部，所述第二结合部内设收容腔，所述输入输出接口设于所述收容腔的内壁，所述耳机部分的所述连接器接口伸入所述收容腔内，以与所述输入输出接口配合。

其中，所述耳机部分还包括检测模块和开关模块，所述检测模块用于检测所述连接器接口与所述输入输出接口之间是否电连接，若所述检测模块检测到所述连接器接口与所述输入输出接口无电连接关系，所述检测模块发送开机信号给所述开关模块，使得所述开关模块开启所述耳机部分，若所述检测模块检测到所述连接器接口与所述输入输出接口电连接，所述检测模块发送关机信号给所述开关模块，使得所述开关模块关闭所述耳机部分。

其中，所述耳机部分和所述手表部分均包括无线通信模块，若所述检测模块检测到所述连接器接口与所述输入输出接口无电连接关系，所述检测模块发送开机信号给所述开关模块的同时，所述耳机部分的所述无线通信模块自动开启，并与所述手表部分的所述无线通信模块进行配对。

本实用新型通过将脉搏血氧传感器和微处理器设置在耳机部分，耳机部分佩戴于人体耳部时，脉搏血氧传感器与人体耳部接触，所述脉搏血氧传感器用于采集人体耳部脉搏血氧信号，所述微处理器对所述脉搏血氧信号进行处理分析，并将得到的人体生命体征数据发送给所述智能终端。由于人体耳部上含有丰富的毛细血管，是监测健康指标的理想位置，在耳部测得的数据要比传统的在腕部获取数据更为精准，可以实现精准的健康监测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的智能穿戴设备的硬体架构图；

图2是本实用新型提供的第一种实施方式中智能穿戴设备的正视图；

图3是图2所示的智能穿戴设备的手表部分的侧视图；

图4是图2所示的智能穿戴设备的耳机部分的正视图；

图5是图2所示的智能穿戴设备的耳机部分的侧视图；

图6是图2所示的智能穿戴设备的耳机部分的仰视图；

图7是本实用新型提供的第二种实施方式中的智能穿戴设备的正视图；

图8是图7所示的智能穿戴设备的耳机部分的正视图；

图9是图7所示的智能穿戴设备的耳机部分的后视图；及

图10是图7所示的智能穿戴设备的耳机部分的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供的智能穿戴设备可以只包括耳机部分，通过将耳机部分佩戴于人体耳部，耳机部分可以与智能终端(例如智能手机或智能手表等)相匹配，也就是进行通讯连接与数据传输，从而实现对人体健康监测。当然，本实用新型所提供的智能穿戴设备也可以包括耳机部分和手表部分的结合，手表部分可以为智能手表，也可以为非智能手表，非智能手表的作用为承载耳机部分，当不需要将耳机部分佩戴于人体耳部时，将耳机部分连接于手表部分。

请参考图1，图1所示为本实用新型提供的智能穿戴设备的硬体架构图。图中包括耳机部分、手表部分，及连接于二者之间的连接部分。

耳机部分佩戴于人体耳部，所述耳机部分与智能终端相匹配，所述耳机部分包括脉搏血氧传感器和微处理器，所述脉搏血氧传感器用于采集人体耳部脉搏血氧信号，所述微处理器对所述脉搏血氧信号进行处理分析，并将得到的人体生命体征数据发送给所述智能终端。由于人体耳部上含有丰富的毛细血管，是监测健康指标的理想位置，在耳部测得的数据要比传统的在腕部获取数据更为精准，可以实现精准的健康监测。

一种实施方式中，所述用耳机部分还包括电源模块、音频编解码模块、麦克风及扬声器。电源模块用于为耳机部分提供电能。音频编解码模块用于实现所述耳机部分的音频输入输出，用于音频的编码和解码。麦克风及扬声器用于语音的输入和输出。本实施方式中的智能穿戴设备的耳机部分既能实现耳机本身的语音输入输出及音频控制功能，还能够实现健康监测的功能。

所述耳机部分还包括无线通信模块，所述微处理器通过所述无线通信模块与所述智能终端之间进行数据传输。所述无线通信模块可以为蓝牙模块或者WIFI模块。

所述耳机部分还包括检测模块和开关模块，所述检测模块用于检测耳机部分与手表部分之间是否电连接，也就是检测耳机部分与手表部分是否通过连接部分连接在一起，图1中所示的连接部分包含用于实现物理的固定连接的固定模块和用于电信号连接的数据与电能传输模块。若检测耳机部分与手表部分之间无电连接关系，所述检测模块发送开机信号给所述开关模块，使得所述开关模块开启所述耳机部分，若所述检测模块检测到耳机部分已经电连接至手表部分，所述检测模块发送关机信号给所述开关模块，使得所述开关模块关闭所述耳机部分。

图1中描述了手表部分的硬体架构，手表部分包括控制器、电源模块、存储模块、无线充电模块、姿态传感器模块、气压计、触摸屏及无线通信模块。其中控制器为手表部分的控制中心，其它的模块及元件均电连接于控制器，以与控制器之间进行数据传输。

一种实施方式中，姿态传感器模块包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪以及三轴磁感应传感器。其中三轴加速度传感器用于计步、判断佩戴者运动状态等；三轴陀螺仪用于判断手表的角速度状态变化，并结合三轴加速度传感器实现体感控制；三轴磁感应传感器用于判断佩戴者方向，并结合三轴陀螺仪，三轴加速度计辅助手机上的GPS实现精确导航。气压计用于辅助室内导航以及辅助手机上的GPS实现精确定位。无线通信模块用于短距离无线通讯以及独立上网。电源模块用于为智能手表提供电能。无线充电模块用于电源模块的充电。

具体而言，所述脉搏血氧传感器包括两个发光器件和一个光敏接收器件，所述两个发光器件与所述光敏接收器件均与人体耳部接触，所述两个发光器件发出的光被人体耳部反射。所述光敏接收器件接收人体耳部所反射的光信号，且将光信号转换成电信号，所述两个发光器件距离所述光敏接收器件的距离相等。人体耳部皮肤所反射的光的强度随着皮下毛细血管中血液的含量变化(由脉搏产生的)产生周期性变化。光敏接收器件将光信号转换成的电信号也会有周期性的变化，这个变化值就能够表征人体的血氧饱和度。监测的过程中，可以采集是电信号的变化，能够得到一个电信号的最大值，电信号的变化值与电信号的最大值的比值约等于血氧饱和度。由于反射光强度与发光器件和光敏接收器件之间的距离相关，所述两个发光器件距离所述光敏接收器件的距离相等，使得光敏接收器件检测到的所述两个发光器件的反射光强度具有可比性，能够得到精确的血氧饱和度值。

其中一个所述发光器件为发射波长在640nm-660nm之间的红光发射器，另一个所述发光器件为发射波长在910nm-940nm之间红外光发射器，所述光敏接收器件为PIN型光敏二极管。

图2至图10为本实用新型两种实施方式提供的智能穿戴设备示意图，其中图2至图6所示的第一种实施方式中的智能穿戴设备2的手表部分21的表盘大致为方形，耳机部分22与表盘相配合，耳机部分22大致呈L形。图7至图10所示的第二种实施方式中的智能穿戴设备4的手表部分41的表盘大致为圆形，耳机部分42与表盘相配合，耳机部分42大致呈弧形或弓形结构。

具体而言，可以同时参阅图4至图6及图8至图10。所述耳机部分22，42包括机身222，422和入耳部221，421，所述机身222，422包括第一表面2222，4222，所述入耳部221，421突设于第一表面2222，4222，所述入耳部221，421包括底面、顶面和连接在所述底面和所述顶面之间的侧面，所述底面贴合于所述机身222，422，所述顶面位于所述入耳部221，421之远离所述机身222，422的端面，所述脉搏血氧传感器(两个发光器件223，423和一个光敏接收器件224，424)位于所述侧面，且所述光敏接收器件224，424与所述两个发光器件223，423之间的距离相等，具体而言光敏接收器件224，424可以位于所述两个发光器件223，423之间(如图10所示)，图10中所示的两个发光器件423和光敏接收器件424排列在一个圆柱体的外表面上，圆柱体伸入人体耳洞能够与人体皮肤完全接触，这样也有助于精确的监测人体健康情况；光敏接收器件224，424也可以位于所述两个发光器件223，423的一侧(如图6所示)，图6所示的两个发光器件223和光敏接收器件224呈三角形排列。

所述耳机部分22，42包括出音孔225，425，所述出音孔225，425位于所述入耳部221，421的顶面。当耳机部分22，42佩戴于人体耳部时，入耳部221，421伸入耳洞，这样光敏接收器件224，424这次在耳洞内，防止外界的光对光敏接收器件224，424的影响，这样的结构使得监测的结果更准确。

所述耳机部分22，42还包括连接器接口227，427和固定部226，426，所述机身422还包括第二表面4224，所述第二表面4224与所述第一表面4222相邻，所述连接器接口227，427和所述固定部226，426位于所述第二表面。第一表面与第二表面可以是同一个表面，如图4至图6所示的第一种实施方式所示。图8至图10所示的耳机部分42的所述第二表面4224与所述第一表面4222是相邻位置关系。

所述耳机部分22，42通过所述连接部分可拆卸地连接于所述手表部分21，41。连接部分即包括耳机部分22，42的所述连接器接口227，427和所述固定部226，426及手表部分21，41上的相应的相配合的部分。

请参阅图3和图7，所述手表部分21，41包括输入输出接口215，415，所述输入输出接口215，415与所述连接器接口227，427配合，以实现所述耳机部分22，42与所述手表部分21，41之间的电连接。第二种实施方式中的所述耳机部分42的固定部426设于所述第二表面4224，所述手表部分21，41包括固持部216，416，所述固定部226，426与所述固持部216，416相配合以实现所述耳机部分22，42与所述手表部分21，41之间固定连接。

其中，所述手表部分21，41包括表盘，所述表盘包括显示屏211，411、第一结合部和第二结合部，所述显示屏211，411设于所述表盘的正面，所述第一结合部和所述第二结合部相对设置且分别位于所述显示屏211，411的两侧，且所述第一结合部和所述第二结合部连接至所述表盘211，411的侧面，第一结合部和第二结合部实为手表部分21，41的一对表耳，用于连接表带。

所述固持部216，416设于所述表盘211，411的侧面，且靠近所述第一结合部。第二种实施方式中，所述第二结合部内设收容腔，所述输入输出接口415设于所述收容腔的内壁，所述耳机部分42的所述连接器接口427伸入所述收容腔内，以与所述输入输出接口415配合。第一种实施方式中，手表部分21的输入输出接口215位于表盘211的侧面，表盘211呈方形，输入输出接口215和固持部216分别位于相邻的两个侧面。

所述耳机部分22，42的所述检测模块用于检测所述连接器接口227，427与所述输入输出接口215，415之间是否电连接，若所述检测模块检测到所述连接器接口227，427与所述输入输出接口215，415无电连接关系，所述检测模块发送开机信号给所述开关模块，使得所述开关模块开启所述耳机部分22，42，若所述检测模块检测到所述连接器接口227，427与所述输入输出接口215，415电连接，所述检测模块发送关机信号给所述开关模块，使得所述开关模块关闭所述耳机部分22，42。因此本实用新型所述的智能穿戴设备具备自动开关机的功能。

所述耳机部分22，42和所述手表部分21，41均包括无线通信模块，若所述检测模块检测到所述连接器接口227，427与所述输入输出接口215，415无电连接关系，所述检测模块发送开机信号给所述开关模块的同时，所述耳机部分22，42的所述无线通信模块自动开启，并与所述手表部分21，41的所述无线通信模块进行配对。无线通信模块可以为蓝牙模块。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种智能穿戴设备，包括智能终端和耳机部分，所述耳机部分佩戴于人体耳部，所述耳机部分与智能终端相匹配，其特征在于，所述耳机部分包括脉搏血氧传感器和微处理器，所述脉搏血氧传感器用于采集人体耳部脉搏血氧信号，所述微处理器对所述脉搏血氧信号进行处理分析，并将得到的人体生命体征数据发送给所述智能终端。

2.如权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述脉搏血氧传感器包括两个发光器件和一个光敏接收器件，所述两个发光器件与所述光敏接收器件均与人体耳部接触，所述两个发光器件发出的光被人体耳部反射，所述光敏接收器件接收人体耳部所反射的光信号，且将光信号转换成电信号，所述两个发光器件距离所述光敏接收器件的距离相等。

3.如权利要求2所述的智能穿戴设备，其特征在于，其中一个所述发光器件为发射波长在640nm-660nm之间的红光发射器，另一个所述发光器件为发射波长在910nm-940nm之间红外光发射器，所述光敏接收器件为PIN型光敏二极管。

4.如权利要求2所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述耳机部分包括机身和入耳部，所述机身包括第一表面，所述入耳部突设于第一表面，所述入耳部包括底面、顶面和连接在所述底面和所述顶面之间的侧面，所述底面贴合于所述机身，所述顶面位于所述入耳部之远离所述机身的端面，所述脉搏血氧传感器位于所述侧面，且所述光敏接收器件与所述两个发光器件之间的距离相等。

5.如权利要求4所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述耳机部分包括出音孔，所述出音孔位于所述入耳部的顶面。

6.如权利要求4所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述耳机部分还包括连接器接口和固定部，所述机身还包括第二表面，所述第二表面与所述第一表面相邻，所述连接器接口和所述固定部位于所述第二表面。

7.如权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述耳机部分还包括无线通信模块，所述微处理器通过所述无线通信模块与所述智能终端之间进行数据传输。

8.如权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述智能穿戴设备还包括手表部分，所述耳机部分可拆卸地连接于所述手表部分，所述耳机部分包括机身和连接器接口，所述机身包括相邻设置的第一表面和第二表面，所述脉搏血氧传感器设于所述第一表面，所述连接器接口设于所述第二表面，所述手表部分包括输入输出接口，所述输入输出接口与所述连接器接口配合，以实现所述耳机部分与所述手表部分之间的电连接。

9.如权利要求8所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述耳机部分还包括固定部，所述固定部设于所述第二表面，所述手表部分包括固持部，所述固定部与所述固持部相配合以实现所述耳机部分与所述手表部分之间固定连接。

10.如权利要求9所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述手表部分包括表盘，所述表盘包括显示屏、第一结合部和第二结合部，所述显示屏设于所述表盘的正面，所述第一结合部和所述第二结合部相对设置且分别位于所述显示屏的两侧，且所述第一结合部和所述第二结合部连接至所述表盘的侧面，所述固持部设于所述表盘的侧面，且靠近所述第一结合部，所述第二结合部内设收容腔，所述输入输出接口设于所述收容腔的内壁，所述耳机部分的所述连接器接口伸入所述收容腔内，以与所述输入输出接口配合。

11.如权利要求8所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述耳机部分还包括检测模块和开关模块，所述检测模块用于检测所述连接器接口与所述输入输出接口之间是否电连接，若所述检测模块检测到所述连接器接口与所述输入输出接口无电连接关系，所述检测模块发送开机信号给所述开关模块，使得所述开关模块开启所述耳机部分，若所述检测模块检测到所述连接器接口与所述输入输出接口电连接，所述检测模块发送关机信号给所述开关模块，使得所述开关模块关闭所述耳机部分。

12.如权利要求11所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述耳机部分和所述手表部分均包括无线通信模块，若所述检测模块检测到所述连接器接口与所述输入输出接口无电连接关系，所述检测模块发送开机信号给所述开关模块的同时，所述耳机部分的所述无线通信模块自动开启，并与所述手表部分的所述无线通信模块进行配对。