CN205017515U - 一种智能耳机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能耳机，包括机体、传感器模块、音频模块、电源模块、中央处理单元和无线通信模块，传感器模块与中央处理器单元连接，用于检测智能耳机佩戴者的信息，并将其传送到所述中央处理单元；音频模块包括扬声器、麦克风以及编解码器，用于对音频信号进行编码与解码；中央处理单元包括主控MCU，用于接收和存储传感器模块所采集的信息，以及协调音频模块和无线通信模块进行工作；无线通信模块用于使用户的智能耳机和其他智能设备之间无线通信连接，实现所述智能耳机与所述智能设备之间音频信号的交互传输。本实用新型智能耳机，能够通过耳机机体内相关功能模块与中央处理器单元的连接，判别机体在空间中的相对位置、方向、角速度、角度和水平的变化，并自动将数据信息存储或传给相关控制系统。本实用新型智能耳机用于左耳或右耳单独佩戴，也可左耳、右耳同时佩戴。

Description

一种智能耳机

技术领域

本实用新型涉及一种智能耳机，具体地，涉及一种能够判别耳机机体在空间中的相对位置、方向、角速度、角度和水平变化的智能耳机。

背景技术

当前穿戴式智能设备已经风靡全球，被越来越多的人所青睐，穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或者部分的功能，例如智能手表或智能眼镜等，以及只专注于某一类应用功能，需要和其它设备如智能手机配合使用，如各类进行体征监测的智能耳机、智能首饰等。随着技术的进步以及用户需求的变迁，可穿戴式智能设备的形态与应用热点也在不断的变化。耳机作为手机通话的一种音频扩展穿戴设备，早已被人们所熟识，但是传统耳机除了通话功能外，并没有其他类似智能眼睛、智能手表等智能穿戴设备的智能化功能。

发明内容

本实用新型的目的旨在提供一种能够与智能设备实现无线同步链接、具有多种智能化功能的智能耳机。

本实用新型所述智能耳机，包括：

传感器模块，所述传感器模块与以下所述中央处理单元电连接，用于检测智能耳机佩戴者的信息并将其传送到所述中央处理单元；

音频模块，所述音频模块包括扬声器、麦克风以及分别与所述扬声器和所述麦克风电连接的编解码器，所述音频模块与所述中央处理单元以及下述的无线通信模块电连接，所述编解码器用于对音频信号进行编码与解码，并将处理后的音频信号传送到所述扬声器和所述无线通信模块，所述音频信号包括所述无线通信模块传输过来的音频数据以及所述麦克风的音频数据；

电源模块，所述电源模块包括第一数据总线和电池，用于通过所述第一数据总线提供电源；

中央处理单元，所述中央处理单元包括主控MCU，用于接收和存储所述传感器模块所采集的信息，以及协调所述音频模块和所述无线通信模块进行工作；

无线通信模块，所述无线通信模块用于使智能耳机和智能设备之间无线通信连接，将所述智能耳机的信息传送到所述智能设备，并将所述智能设备的控制信息发送到所述智能耳机；

优选的，还包括输入单元，所述输入单元通过第二数据总线与所述中央处理单元电连接；所述中央处理单元用于检测所述输入单元状态。

优选的，还包括输出单元，所述输出单元包括指示灯和/或振动马达，用于指示或向智能耳机佩戴者提醒所述智能耳机的状态；所述中央处理单元用于控制所述输出单元的指示灯指示和/或振动马达振动。

优选的，所述传感器模块包括分别与所述中央处理单元电连接的加速度传感器模块、陀螺仪传感器模块、倾角传感器模块，其中，所述加速度传感器模块用于对智能耳机佩戴者头部运动进行数据统计，并将数据传送到中央处理单元；所述陀螺仪传感器模块用于对智能耳机佩戴者头部相对于身体躯干的运动产生的角速度进行数据统计，并将数据传送到中央处理单元；所述倾角传感器模块用于对智能耳机相对于水平面产生的角度进行数据统计，并将数据传送到中央处理单元。

优选的，所述输入单元包括第二数据总线、输入按钮、可编程I/O。

优选的，所述输入按钮包括音量/振动调节键、接听电话按键以及开/关机按键。

优选的，所述无线通信模块包括蓝牙模块。

优选的，所述电源模块设有USB接口，所述USB接口用于连接电源对所述电源模块充电和/或用于获取所述智能耳机的数据接口；所述中央处理单元用于检测所述电源模块的电量以及是否充电完成，和/或控制所述智能耳机数据的输入输出。

优选的，所述电池为可充电电池。

优选的，所述主控MCU电连接有存储器。

才用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

1.由于本实用新型的智能耳机，包括传感器模块、无线通信模块、音频模块、电源模块和中央处理单元，传感器模块与中央处理单元电连接，用于检测智能耳机佩戴者的信息并将其传送到所述中央处理单元；无线通信模块用于使用户的智能耳机和智能设备（如智能手机、智能PAD）之间无线通信连接，将智能耳机的信息传送到智能设备，并将智能设备的控制信息发送到智能耳机；音频模块包括扬声器和麦克风，音频模块与中央处理单元以及无线通信模块电连接，对音频信号处理完成后并将其传送到扬声器和无线传输模块；中央处理单元包括主控MCU、存储器，用于接收和存储所述传感器模块信息，协调所述音频模块、无线模块、充电模块、输出单元的状态，并对其进行控制。因此，用户在佩戴本实用新型的智能耳机时，不方便使用手机接听电话时，能够通过无线通信模块将用户的智能手机和智能耳机无线通信连接，将用户智能手机的音频信号传送到智能耳机的音频模块，经过处理传送到扬声器，同理由麦克风输入的音频信号同样经过音频模块传送到无线处理模块，最终传输到手机上，实现接听电话的功能，中央处理单元可以根据输入单元中的音量按键状态，控制音频模块实现音量大小的调节。

2.由于所述传感器模块包括分别与所述中央处理单元电连接的加速度传感器模块、陀螺仪传感器模块和倾角传感器模块，其中，所述加速度传感器模块用于对智能耳机佩戴者头部运动进行数据统计，并将数据传送到中央处理单元；所述陀螺仪传感器模块用于对智能耳机佩戴者头部相对于身体躯干的运动产生的角速度进行数据统计，并将数据传送到中央处理单元；所述倾角传感器模块用于对智能耳机相对于水平面产生的角度进行数据统计，并将数据传送到中央处理单元。因此，本实用新型的智能耳机，能够通过加速度传感器模块检测智能耳机佩戴者头部运动的数据并将其传送到所述中央处理单元，以便监控智能耳机佩戴者的头部运动状态。另外，本实用新型的智能耳机，将陀螺仪传感器模块加入到智能耳机中，能够使智能耳机佩戴者实时了解到头部的运动姿态。再者，本实用新型的智能耳机，将倾角传感器模块加入到智能耳机中，能够使智能耳机佩戴者实时了解到头部的静止姿态。

3.由于本实用新型的智能耳机，还包括振动马达，所述振动马达与所述中央处理单元电连接，用于提醒用户。因此智能耳机佩戴者可以通过振动马达来及时提醒自己应注意的一些事项。

附图说明

图1是本实用新型的智能耳机的结构原理框图；

图2是本实用新型的智能耳机的外部结构示意图；

图中：1、中央处理单元；11、主控MCU；12、存储器；2、传感器模块；21、加速度传感器；22、陀螺仪传感器；23、倾角传感器；3、无线通信模块；31、蓝牙模块；32、第三数据总线；4、电源模块；41、电池；42、第一数据总线；5、音频模块；51、编解码器；52、扬声器；53、麦克风；6、输入单元；61、第二数据总线；62、输入按钮；63、可编程I/O；7、输出单元；71、指示灯；72、振动马达；8、耳套；9、耳塞；10、智能耳机。

具体实施方式

图1是本实用新型的智能耳机的结构原理框图；图2是本实用新型的智能耳机的外部结构示意图。参照图1和图2，本实用新型的智能耳机，包括传感器模块2、无线通信模块3、电源模块4、音频模块5和中央处理单元1、耳套8、耳塞9、耳机10。

其中，传感器模块2与中央处理单元1电连接，用于检测智能耳机佩戴者的信息，主要是智能耳机佩戴者的头部运动状态和姿态等数据，并将其传送到中央处理单元1；中央处理单元1包括主控MCU11，主控MCU11电连接存储器12，用于接收和存储传感器模块2所采集的信息，以及协调无线通信模块3、音频模块5、输入单元6以及输出单元7等进行工作；耳套8可与耳机10分离，并通过反向扣接，实现左耳或右耳的佩戴。

本实施例中，传感器模块2包括分别与中央处理单元1电连接的加速度传感器模块21、陀螺仪传感器模块22和倾角传感器模块23，加速度传感器模块21与中央处理器单元1电连接，用于对智能耳机佩戴者头部运动状态进行数据统计，并将其传送到中央处理单元1。陀螺仪传感器模块22与中央处理单元1电连接，用于对智能耳机佩戴者头部相对于身体躯干运动时产生的角速度进行数据统计，并将数据传送到中央处理单元1。倾角传感器模块23与中央处理单元1电连接，用于对智能耳机相对于水平面产生的角度进行数据统计，并将数据传送到中央处理单元1。当加速度传感器模块21、陀螺仪传感器模块22和倾角传感器模块23捕捉到使用者头部运动状态和姿态的综合数据时，加速度传感器模块21会输出相应的加速度信号（加速度信号成一个波动的形态），陀螺仪传感器模块22会输出相应的角速度信号，倾角传感器模块23会输出相应的角度信号，然后加速度传感器模块21、陀螺仪传感器模块22和倾角传感器模块23会将输出的信号送到主控MCU11端，主控MCU11会对加速度传感器模块21、陀螺仪传感器模块22和倾角传感器模块23的数据作相应的处理转换，然后我们就可以得到头部运动的具体数据了。主控MCU11也可将加速度传感器模块21、陀螺仪传感器模块22和倾角传感器模块23输出的数据与存储器12内的标准数据进行比较后，将存储器12内的标准数据与传感器模块21、陀螺仪传感器模块22和倾角传感器模块23输出的数据的差异数据通过音频模块5转换成音频信息发送给使用者。MCU全称MicroControlUnit，中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机。

本实施例中，无线通信模块3包括蓝牙模块31和第三数据总线32，蓝牙模块31采用蓝牙低能耗BLE模块。蓝牙低能耗BLE（BluetoothLowEnergy）技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术，它利用许多智能手段最大限度地降低功耗。蓝牙技术是一种短程无线数据与语音通信技术，具有使用方便、可靠性高、低成本、低功耗的特性，设备体积小，便于携带或移动，成本低廉。

音频模块5包括扬声器52、麦克风53以及分别与扬声器52和麦克风53电连接的编解码器51，音频模块5与中央处理单元1电连接，编解码器51用于对音频信号进行编码与解码，并将处理后的音频信号传送到扬声器52以及无线通信模块3，音频信号包括从无线通信模块3传输过来的音频数据以及麦克风53的音频数据；

电源模块4包括电池41和第一数据总线42，用于通过第一数据总线42给其它模块提供电源。本实施例中，电池41为干电池或可充电电池。电源模块5还设有USB接口，USB接口用于连接电源对电源模块4充电和/或用于获取智能耳机10的数据接口，及USB接口用作充电接口，连接外部电源对电源模块4充电，和/或用作数据接口，为智能耳机10输入输出数据；中央处理单元1用于检测电源模块4的电量以及是否充电完成，和/或控制智能耳机10的数据的输入输出。

本实施例的智能耳机，还包括输入单元6和输出单元7，输出单元7包括指示灯71和/或振动马达72，指示灯71以及振动马达72与中央处理单元1电连接，中央处理单元1用于控制输出单元7的指示灯71和/或者让振动马达72振动。指示灯71包括红色LED指示灯、绿色LED指示灯以及蓝色LED指示灯。输入单元6包括第二数据总线61、输入按钮62和可编程I/O63，输入按钮62和可编程I/O63通过第二数据总线61与中央处理单元1通信连接。中央处理单元1用于检测输入单元6的状态，输入按钮62包括两个音量键、一个接听电话按键以及一个开/关机按键，开/关机按键是一个复用按键。可编程I/O63即可编程控制器，用来执行各种指令，并通过I/O接口连接中央处理单元1，实现控制传感器模块2、无线通信模块3、音频模块5。

本实用新型的智能耳机，具有多种功能，当用户在佩戴本实用新型的智能耳机，不方便使用手机接听电话时，能够通过无线通信模块3将用户的智能手机和智能耳机10无线通信连接，将用户智能手机的音频信号传送到智能耳机10中的无线通信模块3，再传送到音频模块5，经过处理后送到扬声器52发出声音，音频模块5中的麦克风53所采集的音频信号经过处理后通过无线通信模块3传送到手机端，从而实现接听电话的功能。中央处理单元1可以根据输入单元6中的音量按健状态，控制音频模块5实现音量大小的调节。本实用新型的智能耳机，能够通过加速度传感器模块21与中央处理器单元1电连接，用于对智能耳机佩戴者头部运动状态进行数据统计，并将其传送到中央处理单元1。本实用新型的智能耳机，将陀螺仪传感器模块22加入智能耳机10中，陀螺仪传感器模块22与中央处理单元1电连接，用于对智能耳机佩戴者头部相对于身体躯干运动的产生的角速度进行数据统计，并将数据传送到中央处理单元1。另外，本实用新型的智能耳机，将倾角传感器模块23加入智能耳机10中，倾角传感器模块23与中央处理单元1电连接，用于对智能耳机相对于水平的产生的角度进行数据统计，并将数据传送到中央处理单元1。再有，智能耳机佩戴者可以通过振动马达72来及时提醒什么时候该开始头部运动，以及运动完成等状况，使智能耳机佩戴者可以及时的了解自己的健康状况。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。本实用新型的保护范围以权力要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.智能耳机，其特征在于，包括：

传感器模块，所述传感器模块与以下所述的中央处理单元电连接，用于检测智能耳机佩戴者的信息并将其传送到所述中央处理单元；

音频模块，所述音频模块包括扬声器、麦克风以及分别与所述扬声器和所述麦克风电连接的编解码器，所述音频模块与所述中央处理单元以及下述的无线通信模块电连接，所述编解码器用于对音频信号进行编码与解码，并将处理后的音频信号传送到所述扬声器和所述无线通信模块，所述音频信号包括从所述无线通信模决传输过来的音频数据以及所述麦克风的音频数据；

电源模块，所述电源模块包括第一数据总线和电池，用于通过所述第一数据总线提供电源；

中央处理单元，所述中央处理单元包括主控MCU，用于接收和存储所述传感器模块所采集的信息，以及协调所述音频模块和所述无线通信模块进行工作；

无线通信模块，所述无线通信模块用于使智能耳机和智能设备(如智能手机、智能PAD)之间无线通信连接，将所述智能耳机的信息传送到所述智能设备，并将所述智能设备的控制信息发送到所述智能耳机，实现所述智能耳机与所述智能设备之间音频信号的交互传输；

耳套与耳机机体扣接，并可分离；耳套可与耳机机体分离，耳套通过反向扣接到耳机机体，实现使用者左耳、右耳的佩戴；

所述输入按钮包括音量键、接听电话按键以及开/关机按键；

所述主控MCU电连接有存储器；

所述的智能耳机，还包括输入单元，所述输入单元通过第二数据总线与所述中央处理单元电连接；所述中央处理单元用于检测所述输入单元状态，所述输入单元包括输入按钮和可编程I/O；

所述的智能耳机，还包括输出单元，所述输出单元包括指示灯和/或振动马达，用于指示或向智能耳机佩戴者提醒所述智能耳机的状态；所述中央处理单元用于控制所述输出单元的指示灯指示和/或振动马达振动。

2.如权利要求1所述的智能耳机，其特征在于：所述传感器模块包括分别与所述中央处理单元电连接的加速度传感器模块、陀螺仪传感器模块和倾角传感器模块，其中，所述加速度传感器模块对智能耳机佩戴者头部运动进行数据统计，并将数据传送到中央处理单元。

所述陀螺仪传感器模块对智能耳机佩戴者头部相对于身体躯干的运动产生的角度进行数据统计，并将数据传送到中央处理单元。

所述倾角传感器模块对智能耳机相对于水平面产生的角度进行数据统计，并将数据传送到中央处理单元。

3.如权利要求1所述的智能耳机，其特征在于：所述无线通信模块包括蓝牙模块。

4.如权利要求1所述的智能耳机，其特征在于：所述电源模块设有USB接口，所述USB接口用于连接电源对所述电源模块充电和/或用于获取所述智能耳机的数据接口；所述中央处理单元用于检测所述电源模块的电量以及是否充电完成，和/或控制所述智能耳机数据的输入输出。

5.如权利要求1所述的智能耳机，其特征在于：所述电池为可充电电池。