CN205263518U - 一种低功耗智能蓝牙手表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低功耗智能蓝牙手表，包括芯片A、芯片B、BLE模块、射频外电路、通讯总线、表壳体；所述表壳体内集成有芯片A和芯片B，芯片A和芯片B之间设有射频外电路、供电线路和通讯总线；所述芯片A为主控制芯片，所述芯片B为从控制芯片，所述芯片A内集成有电源模块A、总线模块A、稳压电源、经典蓝牙模块；所述芯片A配套连接设置有eMMC模块、内存A、扬声器、麦克风、摄像头、显示屏、电池；所述芯片B内集成有BLE模块、电源模块B、总线模块B和内存B；所述芯片B上配套连接设置有重力传感器、磁力传感器和播放器；本新型采用双芯片设计，对用户使用场景分析、识别、转换；在相同容量电池供电情况下，待机时间提高三倍以上。

Description

一种低功耗智能蓝牙手表

技术领域

本实用新型涉及一种蓝牙手表技术设备领域，特别涉及一种低功耗智能蓝牙手表。

背景技术

手表是穿戴设备中的一种，随着科学技术的快速发展和网络、蓝牙技术的应用，手表的功能与性能也随之扩展；现有技术中常见的智能蓝牙手表大致分为两类：一类功能简单，待机时间较长，除时间功能外，仅具有运动检测功能，使用低功耗蓝牙(BLE：BluetoothLowEnergy)与手机连接，仅支持短小数据包交互，功耗极低，如小米手环,in-watch等；另一类功能丰富，但待机时间很短，正常使用待机时间约1天；通常具有语音、电话、短心率功能，如applewatch等；一般同时支持BLE和经典蓝牙(classicBluetooth)，经典蓝牙虽然功耗较高，但支持语音通话等较为复杂的程序。

现有技术中缺点与不足是：1.第一类智能手表虽然待机较长，但功能单一，一般不能满足用户的需求；2.第二类智能手表虽然功能丰富，但待机时间较短，一般仅能维持1天，用户体验较差。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种低功耗智能蓝牙手表，针对现有技术中的不足，根据手表用户的使用场景，本新型采用双芯片设计方案，通过预置软件对用户的使用场景进行分析、识别、转换；双芯片采用高、低功耗不同类型、控制不同的功能；两颗控制芯片根据实际用户场景配合工作，一方面丰富了智能手表具有的功能，另一方面也大大提高了设备待机及正常使用的时间。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种低功耗智能蓝牙手表，包括芯片A、电源模块A、总线模块A、稳压电源、经典蓝牙模块、eMMC模块、内存A、扬声器、麦克风、摄像头、显示屏、电池、芯片B、BLE模块、电源模块B、总线模块B、内存B、重力传感器、磁力传感器、播放器、射频外电路、供电线路、通讯总线、表壳体，其特征在于：

所述表壳体内集成固定设置有芯片A和芯片B，所述芯片A和芯片B之间设置有射频外电路、供电线路和通讯总线；所述芯片A为主控制芯片，是具有较高性能和功耗较高的处理器，其中运行android或者windows或者linux多任务操作系统；所述芯片B为从控制芯片，并实时响应和处理系统后台常驻任务，所述芯片B采用性能相对较低，功耗极低并内部集成BLE模块，所述BLE模块是低功耗蓝牙功能的处理器；所述BLE模块其内部硬件核为51核或者arm核，用于运行相对简单的程序；依据智能手表用户的作息规律、使用场景变化、使用时间及功耗特点，将各个功能以及相应的功耗分别集成在芯片A或者芯片B上；所述芯片A内部集成有电源模块A、总线模块A、稳压电源、经典蓝牙模块；所述芯片A配套连接设置有eMMC模块、内存A、扬声器、麦克风、摄像头、显示屏、电池；所述芯片A使用eMMC模块、内存A和电池，并控制扬声器、麦克风、摄像头和显示屏工作；所述芯片B内集成有BLE模块、电源模块B、总线模块B和内存B；所述芯片B上配套连接设置有重力传感器、磁力传感器和播放器；所述经典蓝牙模块和BLE模块之间设置有共用的射频外电路。

所述总线模块A与芯片B通过通讯总线连接，所述通讯总线采用uart、i2c、spi方式进行通讯连接；所述稳压电源为芯片B及其外围电路供电；经典蓝牙模块集成有wifi和传统蓝牙数字控制电路；所述eMMC模块为嵌入式多媒体组合集成块；所述电池为芯片A提供电源，并通过内部稳压电源和供电线路为电源模块B、芯片B提供电源。

所述BLE模块为低功耗蓝牙数字部集成块；所述电源模块B通过供电线路与稳压电源连接；所述总线模块B通过通讯总线与总线模块A连接。

所述芯片A控制界面交互的功能，特别是处理器要求高、使用时间短、不常用的功能，如电话，短信，语音类；所述芯片B控制处理器要求低、使用时间长、常驻后台用的功能、不需要界面互动的功能；如计步器、姿势识别、同手机间的部分数据交互类。

芯片A和芯片B之间使用UART、SPI、I2C类通讯连接，实现数据同步、任务协调、使用场景切换功能；根据用户的使用场景及模式的变化而动态地切换运行或并行通讯；芯片A和芯片B不仅可以实现移动设备的各种功能，而且还可以大大地减少使用功耗，其使用或/和待机时间至少在3天以上；所述芯片A负责与用户的界面互动，需要大量计算或处理的其它任务，包括但不限于接挂电话、语音交互、查看时间、天气、短信、通知、传感器数据、设置类；芯片B不仅控制但不限于BLE模块运行，还控制手机数据交互、各种传感器数据采集和运动检测。

所述芯片B处理部分后台服务时工作电流平均为2mA；睡眠待机时的电流小于3uA；所述芯片B采用实时系统，具有快速处理、快速睡眠、更加节能；并通过对重量传感器和磁力传感器的数据进行分析，将系统的运行状况控制并划分为3级：1级，执行复杂或界面交互类任务时，芯片A与芯片B正常运行，对应于用户直接使用手表时的情形；2级，执行部分后台任务或处理传感器中断时，芯片A进入待机模式，芯片B正常工作，对应一般手表在腕的情形；3级，无任务或执行部分后台任务但无BLE模块数据和传感器中断时，芯片A与芯片B都进入睡眠模式，对应用于用户睡眠情形。

本实用新型的工作原理为：

现有技术中，由于智能手表的使用场景一般分为界面交互、灭屏待机、用户睡眠等，其中灭屏待机与用户睡眠的情形占实际用户使用时间达到90％以上；界面交互类任务包括查看时间、短信、修改设置、接挂电话等，一般智能手表的处理器芯片在处理界面交互类任务时，其系统电流都约在100-500mA范围内；灭屏待机与用户睡眠的情况下，一般仅运行部分后台服务即可，如后台计步、运动检测、通知、定时和维持与手机的蓝牙连接等，此类服务系统电流平均为30mA左右；其它只有单纯待机、不运行任何功能时，其系统电流通常达到2mA左右。

如果通过结构设计能把占用户90％时间的系统功耗降下来，就可达到降低整个系统功耗，延长待机的目的；为此，采用功耗较低的芯片B，其在处理部分后台服务时工作电流平均2mA；睡眠待机时的电流更是小于3uA，并且芯片B采用实时系统，具有快速处理、快速睡眠、更加节能；为此通过对重量传感器和磁力传感器的数据进行分析，将系统的运行状况控制并划分为3级：1.执行复杂或界面交互类任务时，芯片A与芯片B正常运行，对应用户直接使用手表时的情形；2.执行部分后台任务或处理传感器中断时，芯片A进入待机模式，芯片B正常工作，对应一般手表在腕的情形；3.无任务或执行部分后台任务但无BLE数据和传感器中断时，芯片A与芯片B都进入睡眠模式，对应用户睡眠情形。

通过上述技术方案，本实用新型技术方案的有益效果是：根据手表用户的使用场景，本新型采用双芯片设计方案，通过预置软件对用户的使用场景进行分析、识别、转换；双芯片采用高、低功耗不同类型、控制不同的功能；两颗控制芯片根据实际用户场景配合工作，一方面丰富了智能手表具有的功能，另一方面也大大提高了设备待机及正常使用的时间；具有接挂电话、语音通话、短信提醒及内容阅读、指南针、血压计、计步器功能；在相同容量电池供电情况下，大大提高待机时间，达到相比具有类似功能手表的三倍以上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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为本实用新型实施例所公开的一种低功耗智能蓝牙手表示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

100.芯片A101.电源模块A102.总线模块A

103.稳压电源104.经典蓝牙模块105.eMMC模块

106.内存A107.扬声器108.麦克风

109.摄像头110.显示屏111.电池

200.芯片B201.BLE模块202.电源模块B

203.总线模块B204.内存B205.重力传感器

206.磁力传感器207.播放器300.射频外电路

301.供电线路302.通讯总线303.表壳体

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新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本新型保护的范围。

根据图1，本实用新型提供了一种低功耗智能蓝牙手表，包括芯片A100、电源模块A101、总线模块A102、稳压电源103、经典蓝牙模块104、eMMC模块105、内存A106、扬声器107、麦克风108、摄像头109、显示屏110、电池111、芯片B200、BLE模块201、电源模块B202、总线模块B203、内存B204、重力传感器205、磁力传感器206、播放器207、射频外电路300、供电线路301、通讯总线302、表壳体303。

所述表壳体303内集成固定设置有芯片A100和芯片B200，所述芯片A100和芯片B200之间设置有射频外电路300、供电线路301和通讯总线302；所述芯片A100为主控制芯片，是具有较高性能和功耗较高的处理器，其中运行android和/或者windowst和/或者linux多任务操作系统；所述芯片B200为从控制芯片，并实时响应和处理系统后台常驻任务，所述芯片B200采用性能相对较低，功耗极低并内部集成BLE模块201，所述BLE模块201是低功耗蓝牙功能的处理器；所述BLE模块201其内部硬件核为51核或者arm核，用于运行相对简单的程序；依据智能手表用户的作息规律、使用场景变化、使用时间及功耗特点，将各个功能以及相应的功耗分别集成在芯片A100或者芯片B200上；所述芯片A100内部集成有电源模块A101、总线模块A102、稳压电源103、经典蓝牙模块104；所述芯片A100配套连接设置有eMMC模块105、内存A106、扬声器107、麦克风108、摄像头109、显示屏110、电池111；所述芯片A100使用eMMC模块105、内存A106和电池111，并控制扬声器107、麦克风108、摄像头109和显示屏110工作；所述芯片B200内集成有BLE模块201、电源模块B202、总线模块B203和内存B204；所述芯片B200上配套连接设置有重力传感器205、磁力传感器206和播放器207；所述经典蓝牙模块104和BLE模块201之间设置有共用的射频外电路300。

所述总线模块A102与芯片B200通过通讯总线302连接，所述通讯总线302采用uart、i2c、spi方式进行通讯连接；所述稳压电源103为芯片B200及其外围电路供电；经典蓝牙模块104集成有wifi和传统蓝牙数字控制电路；所述eMMC模块105为嵌入式多媒体组合集成块；所述电池111为芯片A100提供电源，并通过内部稳压电源103和供电线路301为电源模块B202、芯片B200提供电源。

所述BLE模块201为低功耗蓝牙数字部集成块；所述电源模块B202通过供电线路301与稳压电源103连接；所述总线模块B203通过通讯总线302与总线模块A102连接。

所述芯片A100控制界面交互的功能，特别是处理器要求高、使用时间短、不常用的功能，如电话，短信，语音类；所述芯片B200控制处理器要求低、使用时间长、常驻后台用的功能、不需要界面互动的功能；如计步器、姿势识别、同手机间的部分数据交互类。

芯片A100和芯片B200之间使用UART、SPI、I2C类通讯连接，实现数据同步、任务协调、使用场景切换功能；根据用户的使用场景及模式的变化而动态地切换运行或并行通讯；芯片A100和芯片B200不仅可以实现移动设备的各种功能，而且还可以大大地减少使用功耗，其使用或/和待机时间至少在3天以上；所述芯片A100负责与用户的界面互动，需要大量计算或处理的其它任务，包括但不限于接挂电话、语音交互、查看时间、天气、短信、通知、传感器数据、设置类；芯片B200不仅控制但不限于BLE模块201运行，还控制手机数据交互、各种传感器数据采集和运动检测。

所述芯片B200处理部分后台服务时工作电流平均为2mA；睡眠待机时的电流小于3uA；所述芯片B200采用实时系统，具有快速处理、快速睡眠、更加节能；并通过对重量传感器205和磁力传感器206的数据进行分析，将系统的运行状况控制并划分为3级：1级，执行复杂或界面交互类任务时，芯片A100与芯片B200正常运行，对应于用户直接使用手表时的情形；2级，执行部分后台任务或处理传感器中断时，芯片A100进入待机模式，芯片B200正常工作，对应一般手表在腕的情形；3级，无任务或执行部分后台任务但无BLE模块201数据和传感器中断时，芯片A100与芯片B200都进入睡眠模式，对应用于用户睡眠情形。

本实用新型的具体实施操作步骤是：设定一个智能手表用户最常见的使用场景为：智能手表设置为24小时与手机通过BLE互连，运动检测功能常开，且有共1个小时的时间在与智能手表做界面交互，如查看时间，通知，打电话等。其它23小时仅作后台的动作检测及与手机的链路维持，含8小时睡眠。

依据上述设定，一般智能手表方案下的系统能耗为：

200mAx1h+30mAx23h＝890mAh

采用本新型的设计方案后，其系统能耗为：

(200mA+2mA)x1h+(2mA+2mA)x15h+(2mA+0.003mA)x8h<280mAh

虽然从硬件上看，本新型增加了一个芯片的供电负担，但鉴于其功耗极低，工作电流平均2mA，待机电流更是小于3uA，实际增加的系统功耗有限；而从使用场景上看，把占用户绝大多数时间的功能，放到了低功耗芯片B上，从实际上极大地节省了系统能耗，且其所节省的能耗远远大于所增加的能耗。

通过上述具体实施例，本实用新型的有益效果是：根据手表用户的使用场景，本新型采用双芯片设计方案，通过预置软件对用户的使用场景进行分析、识别、转换；双芯片采用高、低功耗不同类型、控制不同的功能；两颗控制芯片根据实际用户场景配合工作，一方面丰富了智能手表具有的功能，另一方面也大大提高了设备待机及正常使用的时间；具有接挂电话、语音通话、短信提醒及内容阅读、指南针、血压计、计步器功能；在相同容量电池供电情况下，大大提高待机时间，达到相比具有类似功能手表的三倍以上。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种低功耗智能蓝牙手表，其特征在于，包括芯片A、电源模块A、总线模块A、稳压电源、经典蓝牙模块、eMMC模块、内存A、扬声器、麦克风、摄像头、显示屏、电池、芯片B、BLE模块、电源模块B、总线模块B、内存B、重力传感器、磁力传感器、播放器、射频外电路、供电线路、通讯总线、表壳体；所述表壳体内集成固定设置有芯片A和芯片B，所述芯片A和芯片B之间设置有射频外电路、供电线路和通讯总线；所述芯片A为主控制芯片，是具有较高性能和功耗较高的处理器，其中运行android或者windows或者linux多任务操作系统；所述芯片B为从控制芯片，并实时响应和处理系统后台常驻任务，所述芯片B采用性能相对较低，功耗极低并内部集成BLE模块，所述BLE模块是低功耗蓝牙功能的处理器；所述BLE模块其内部硬件核为51核或者arm核，用于运行相对简单的程序；依据智能手表用户的作息规律、使用场景变化、使用时间及功耗特点，将各个功能以及相应的功耗分别集成在芯片A或者芯片B上；所述芯片A内部集成有电源模块A、总线模块A、稳压电源、经典蓝牙模块；所述芯片A配套连接设置有eMMC模块、内存A、扬声器、麦克风、摄像头、显示屏、电池；所述芯片A使用eMMC模块、内存A和电池，并控制扬声器、麦克风、摄像头和显示屏工作；所述芯片B内集成有BLE模块、电源模块B、总线模块B和内存B；所述芯片B上配套连接设置有重力传感器、磁力传感器和播放器；所述经典蓝牙模块和BLE模块之间设置有共用的射频外电路。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗智能蓝牙手表，其特征在于，所述总线模块A与芯片B通过通讯总线连接，所述通讯总线采用uart、i2c、spi方式进行通讯连接；所述稳压电源为芯片B及其外围电路供电；经典蓝牙模块集成有wifi和传统蓝牙数字控制电路；所述eMMC模块为嵌入式多媒体组合集成块；所述电池为芯片A提供电源，并通过内部稳压电源和供电线路为电源模块B、芯片B提供电源。

3.根据权利要求1所述的一种低功耗智能蓝牙手表，其特征在于，所述BLE模块为低功耗蓝牙数字部集成块；所述电源模块B通过供电线路与稳压电源连接；所述总线模块B通过通讯总线与总线模块A连接。

4.根据权利要求1所述的一种低功耗智能蓝牙手表，其特征在于，所述芯片A控制界面交互的功能，特别是处理器要求高、使用时间短、不常用的功能；所述芯片B控制处理器要求低、使用时间长、常驻后台用的功能、不需要界面互动的功能。

5.根据权利要求1所述的一种低功耗智能蓝牙手表，其特征在于，芯片A和芯片B根据用户的使用场景及模式的变化而动态地切换运行或并行通讯；芯片A和芯片B使用或/和待机时间至少在3天以上。

6.根据权利要求1所述的一种低功耗智能蓝牙手表，其特征在于，所述芯片B处理部分后台服务时工作电流平均为2mA；睡眠待机时的电流小于3uA。