CN204654916U - 一种基于人体测量的穿戴式手环 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于人体测量的穿戴式手环，包括手环本体，所述手环本体上设有微处理器、心率传感器、体表温度传感器、加速度传感器、显示模块以及蓝牙无线通信模块，所述心率传感器、体表温度传感器、加速度传感器、显示模块和蓝牙无线通信模块分别与微处理器相连，所述蓝牙无线通信模块用于与手环本体外部的移动设备相连。本实用新型的穿戴式手环结构简单、佩戴方便、成本低廉，通过测量人体处于睡眠状态、步行状态或者跑步状态，及其对应的人体心率和体表温度，进行睡眠质量、体力消耗情况和卡路里数消耗等计算，从而得知人体日常生活中作息习惯以及体力消耗情况，推测人体健康状况和所需营养成分，给出健康调理建议。

Description

一种基于人体测量的穿戴式手环

技术领域

本实用新型涉及一种穿戴式手环，尤其是一种基于人体测量的穿戴式手环，属于穿戴设备技术领域。

背景技术

智能手环是新兴起的一个科技领域，它可以跟踪用户的日常活动、睡眠情况和饮食习惯等，并可将数据与iOS、Android设备同步，帮助用户了解和改善自己的健康状况。市场上此类设备，多为运动健康品牌的运动监测仪器，但目前几乎没有通过这些监测数据对人体健康提出调理建议的穿戴式手环产品。

人体处于睡眠、步行或者跑步状态，对于消耗体力以及卡路里数是完全不一样的；对于不同状态下人体心跳快慢测量得到的心率大小也是不一样的；对于人体运动量的轻缓通过人体体表温度表现出来也是不一样的。如果仅仅是检测、统计、云存储这些测量数据，无法满足人们的需求，通过这些数据给出健康调理建议才是人们普遍希望得到的服务。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种基于人体测量的穿戴式手环，该穿戴式手环可以实时采集人体运动或静止的状态数据，同时通过人体心率数据和人体体表温度数据的辅助测量，从而得知人体日常生活中作息习惯以及体力消耗情况，给出健康调理建议。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于人体测量的穿戴式手环，包括手环本体，所述手环本体上设有微处理器、心率传感器、体表温度传感器、加速度传感器、显示模块以及蓝牙无线通信模块，所述心率传感器、体表温度传感器、加速度传感器、显示模块和蓝牙无线通信模块分别与微处理器相连，所述蓝牙无线通信模块用于与手环本体外部的移动设备相连。

作为一种优选方案，所述手环本体上还设有实时时钟模块，所述实时时钟模块与微处理器相连。

作为一种优选方案，所述手环本体上还设有电源模块，所述电源模块采用锂电池的充电、升压、稳压电源电路，为微处理器、心率传感器、体表温度传感器、加速度传感器、实时时钟模块、显示模块和蓝牙无线通信模块提供工作电源。

作为一种优选方案，所述手环本体包括外壳和两条佩带，所述外壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体设有心率传感器安装孔、显示屏安装孔、卡扣和定位卡；所述下壳体设有与卡扣对应的卡口，内部设有与定位卡对应的定位座，前后两侧分别设有第一佩带安装孔和第二佩带安装孔；其中一条佩带的一端固定在第一佩带安装孔上，另一条佩带的一端固定在第二佩带安装孔上，两条佩带的另一端之间形成可相连或分离结构；所述微处理器、体表温度传感器、加速度传感器、实时时钟模块、蓝牙无线通信模块和电源模块设置在下壳体内，所述心率传感器通过心率传感器安装孔安装在上壳体上，所述显示模块通过显示屏安装孔安装在上壳体上；所述定位卡安装在定位座上，以及所述卡扣与卡口扣接，使上壳体与下壳体固定连接。

作为一种优选方案，所述下壳体的左侧设有“+”按键、“-”按键、确定/进入按键和USB插座安装孔，右侧设有取消/返回按键，所述“+”按键、“-”按键、确定/进入按键和取消/返回按键分别与微处理器相连。

作为一种优选方案，所述实时时钟模块采用实时时钟芯片DS1302，其采用三线制总线接口与微处理器进行同步通信。

作为一种优选方案，所述微处理器采用IAP15F2K61S2单片机芯片，该单片机芯片带有A/D转换器。

作为一种优选方案，所述心率传感器采用红外光反射方式的心率传感器，所述心率传感器输出的模拟电压通过微处理器带有的A/D转换器转换为数字量，并进入微处理器。

作为一种优选方案，所述体表温度传感器采用数字温度传感器芯片DS18B20，其采用单总线技术及接口与微处理器相连。

作为一种优选方案，所述加速度传感器采用三轴加速度计芯片ADXL345。

本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本实用新型的穿戴式手环结构简单、佩戴方便、成本低廉，通过测量人体处于睡眠状态、步行状态或者跑步状态，及其对应的人体心率和体表温度，进行睡眠质量、体力消耗情况和卡路里数消耗等计算，从而得知人体日常生活中作息习惯以及体力消耗情况，推测人体健康状况和所需营养成分，给出健康调理建议。

2、本实用新型的穿戴式手环，在加速度传感器测量人体睡眠、行走、跑步等各种状态数据的基础上，加入心率传感器和体表温度传感器对人体的辅助测量，通过微处理器可以对各种数据信息进行共同分析，也可以对各种数据信息单独进行分析，从而得到更多关于人体信息的反馈，提供更加准确的健康调理建议。

3、本实用新型的穿戴式手环可以通过蓝牙无线通信模块与外部的移动设备(如智能手机、PDA手持终端或平板电脑)相连，使移动设备可以扩展健康调理建议，并向用户推荐食谱、食物数量等，能够实时体现出身体状况的变化，从而能够更好地平衡饮食、睡眠和运动的关系。

4、本实用新型的穿戴式手环在外壳的左、右两侧设置多个操作按键，使得用户可以通过操作按键对显示模块上的菜单进行操作，以满足用户的要求。

附图说明

图1为本实用新型的穿戴式手环结构原理框图。

图2为本实用新型的穿戴式手环中上壳体结构示意图。

图3为本实用新型的穿戴式手环中下壳体结构示意图。

其中，1-手环本体，2-微处理器，3-心率传感器，4-体表温度传感器，5-加速度传感器，6-实时时钟模块，7-显示模块，8-蓝牙无线通信模块，9-上壳体，10-下壳体，11-心率传感器安装孔，12-显示屏安装孔，13-卡扣，14-定位卡，15-卡口，16-定位座，17-第一佩带安装孔，18-第二佩带安装孔，19-“+”按键，20-“-”按键，21-确定/进入按键，22-USB插座安装孔，23-取消/返回按键，24-移动设备。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本实施例的穿戴式手环包括手环本体1，所述手环本体1上设有微处理器2、心率传感器3、体表温度传感器4、加速度传感器5、实时时钟模块6、显示模块7、蓝牙无线通信模块8以及电源模块(图中未示出)，所述心率传感器3、体表温度传感器4、加速度传感器5、实时时钟模块6、显示模块7和蓝牙无线通信模块8分别与微处理器2相连；

如图1～图3所示，所述手环本体1包括外壳和两条佩带(图中未示出)，所述外壳包括上壳体9和下壳体10；

所述上壳体9设有心率传感器安装孔11、显示屏安装孔12、四个卡扣13和四个定位卡14，四个卡扣13和四个定位卡14均设置在上壳体9的底部；所述下壳体10设有四个与卡扣13一一对应的卡口15，内部设有四个与定位卡14一一对应的定位座16，四个卡口15分别设置在下壳体10前侧、后侧、左侧和右侧，四个定位座16分别设置在下壳体10内部的四周，前后两侧分别设有第一佩带安装孔17和第二佩带安装孔18，左侧设有“+”按键19、“-”按键20、确定/进入按键21和USB插座安装孔22，右侧设有取消/返回按键23，所述“+”按键19、“-”按键20、确定/进入按键21和取消/返回按键23分别与微处理器2相连，通过“+”按键19、“-”按键20、确定/进入按键21和取消/返回按键23可以对显示模块7上的菜单进行操作。

其中一条佩带的一端固定在第一佩带安装孔17上，另一条佩带的一端固定在第二佩带安装孔18上，两条佩带的另一端之间形成可相连或分离结构，使外壳可以戴在用户的手腕上；所述微处理器2、体表温度传感器4、加速度传感器5、实时时钟模块6、蓝牙无线通信模块8和电源模块设置在下壳体10内，所述心率传感器3通过心率传感器安装孔11安装在上壳体9上，所述显示模块7通过显示屏安装孔12安装在上壳体9上；所述定位卡14安装在定位座16上，以及所述卡扣13与卡口15扣接，使上壳体9与下壳体10固定连接。

所述微处理器2可以对心率传感器3、体表温度传感器4、加速度传感器5采集的信息进行分析处理，其采用STC公司的IAP15F2K61S2单片机芯片，该单片机芯片带有8通道10位分辨率的A/D转换器，有利于提高测量精度。

所述心率传感器3用于测量人体心脏每分钟跳动的次数，其采用红外光反射方式的心率传感器(PulseSensor)，对人体血液舒张产生不同反射值，并将其放大；在心率舒张变化时，红外反射值比较小，经过一定倍数放大后约输出200～300毫伏；而在心率收缩变化时则为800～1000毫伏；所述心率传感器3输出的模拟电压通过微处理器2带有的A/D转换器转换为数字量，并进入微处理器2。

所述体表温度传感器4采用美国DALLAS公司的数字温度传感器芯片DS18B20，其采用单总线(1-Wire Bus)技术及接口与微处理器2相连，可测量手腕处人体体表温度。

所述加速度传感器5选用美国ADI公司、采用MEMS技术的三轴加速度计芯片ADXL345，其具有SPI和I²C数字输出接口功能；该芯片可以提供一些特殊的运动侦测功能，可侦测出物体是否处于运动状态，尤其适用于检测人体处于睡眠状态、步行状态或者跑步状态，处于睡眠状态时还可以进一步判断数据变化的频繁程度，从而判断睡眠中是否处于深度睡眠及其时间长短，从而推测人体睡眠质量。

所述实时时钟模块6采用美国DALLAS公司的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片DS1302，其采用简单三线制总线接口与微处理器2进行同步通信。

所述显示模块7采用小体积的OLED显示屏12864，可以显示菜单、系统时间、人体所处的状态信息(睡眠状态、步行状态或跑步状态)，及其对应的人体心率和体表温度，以及根据人体的状态信息、心率和体表温度，显示健康调理建议。

所述蓝牙无线通信模块8与微处理器2的串口连接，用于与手环本体1外部的移动设备24相连；所述移动设备24可以为智能手机、PDA手持终端、平板电脑等具有蓝牙模块的设备，可以根据接收到手环本体1的信息扩展健康调理建议，向用户推荐食谱、食物数量等，能够实时体现出身体状况的变化，从而能够更好地平衡饮食、睡眠和运动的关系。

所述电源模块采用锂电池的充电、升压、稳压电源电路，用于为微处理器2、心率传感器3、体表温度传感器4、加速度传感器5、实时时钟模块6、显示模块7和蓝牙无线通信模块8提供工作电源。

综上所述，本实用新型的穿戴式手环结构简单、佩戴方便、成本低廉，通过测量人体处于睡眠状态、步行状态或者跑步状态，及其对应的人体心率和体表温度，进行睡眠质量、体力消耗情况和卡路里数消耗等计算，从而得知人体日常生活中作息习惯以及体力消耗情况，推测人体健康状况和所需营养成分，给出健康调理建议。

以上所述，仅为本实用新型较佳的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于人体测量的穿戴式手环，包括手环本体，其特征在于：所述手环本体上设有微处理器、心率传感器、体表温度传感器、加速度传感器、显示模块以及蓝牙无线通信模块，所述心率传感器、体表温度传感器、加速度传感器、显示模块和蓝牙无线通信模块分别与微处理器相连，所述蓝牙无线通信模块用于与手环本体外部的移动设备相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于人体测量的穿戴式手环，其特征在于：所述手环本体上还设有实时时钟模块，所述实时时钟模块与微处理器相连。

3.根据权利要求2所述的一种基于人体测量的穿戴式手环，其特征在于：所述手环本体上还设有电源模块，所述电源模块采用锂电池的充电、升压、稳压电源电路，为微处理器、心率传感器、体表温度传感器、加速度传感器、实时时钟模块、显示模块和蓝牙无线通信模块提供工作电源。

4.根据权利要求3所述的一种基于人体测量的穿戴式手环，其特征在于：所述手环本体包括外壳和两条佩带，所述外壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体设有心率传感器安装孔、显示屏安装孔、卡扣和定位卡；所述下壳体设有与卡扣对应的卡口，内部设有与定位卡对应的定位座，前后两侧分别设有第一佩带安装孔和第二佩带安装孔；其中一条佩带的一端固定在第一佩带安装孔上，另一条佩带的一端固定在第二佩带安装孔上，两条佩带的另一端之间形成可相连或分离结构；所述微处理器、体表温度传感器、加速度传感器、实时时钟模块、蓝牙无线通信模块和电源模块设置在下壳体内，所述心率传感器通过心率传感器安装孔安装在上壳体上，所述显示模块通过显示屏安装孔安装在上壳体上；所述定位卡安装在定位座上，以及所述卡扣与卡口扣接，使上壳体与下壳体固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于人体测量的穿戴式手环，其特征在于：所述下壳体的左侧设有“+”按键、“-”按键、确定/进入按键和USB插座安装孔，右侧设有取消/返回按键，所述“+”按键、“-”按键、确定/进入按键和取消/返回按键分别与微处理器相连。

6.根据权利要求2所述的一种基于人体测量的穿戴式手环，其特征在于：所述实时时钟模块采用实时时钟芯片DS1302，其采用三线制总线接口与微处理器进行同步通信。

7.根据权利要求1所述的一种基于人体测量的穿戴式手环，其特征在于：所述微处理器采用IAP15F2K61S2单片机芯片，该单片机芯片带有A/D转换器。

8.根据权利要求7所述的一种基于人体测量的穿戴式手环，其特征在于：所述心率传感器采用红外光反射方式的心率传感器，所述心率传感器输出的模拟电压通过微处理器带有的A/D转换器转换为数字量，并进入微处理器。

9.根据权利要求1所述的一种基于人体测量的穿戴式手环，其特征在于：所述体表温度传感器采用数字温度传感器芯片DS18B20，其采用单总线技术及接口与微处理器相连。

10.根据权利要求1所述的一种基于人体测量的穿戴式手环，其特征在于：所述加速度传感器采用三轴加速度计芯片ADXL345。