CN206630058U - 一种多功能太阳帽 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能太阳帽，包括太阳能供电模块、环境监测模块、显示模块、风扇模块、警报模块和单片机控制模块，所述太阳能供电模块、环境监测模块、显示模块、风扇模块和警报模块均连接所述单片机控制模块。本实用新型通过设置环境监测模块，可实时监测环境状况，并根据环境状况做出实时的预警反应，当温度高于设定时，蜂鸣器会报警，提示用户环境温度过高，同时自动开启智能太阳帽上自带的太阳能风扇，从而保护自己的安全，避免中暑、晒伤的等状况的发生；而且设置太阳能供电模块，可实现整个系统的自供电，无需再另接电源充电。

Description

一种多功能太阳帽

技术领域

本实用新型涉及太阳帽领域，特别涉及一种多功能太阳帽。

背景技术

近年来，智能可穿戴式设备悄然成为研究热点，发展势头非常迅猛。以iWatch、Google Glass为首，Apple、Samsung、Sony、Nike等科技和消费厂商均提前开始将资源布局在智能可穿戴式设备产业，整个消费市场也掀起了一股穿戴式设备热潮及革命。

在智能手机和平板进入停滞期后，以智能眼镜、手表等为代表的智能可穿戴设备成为谷歌、苹果等巨头下一个竞争的主战场。以让人们的生活变得更方便、更舒适、更好为目的，各种各样的可穿戴设备应运而出。户外环境对于人们来说非常重要，由于户外紫外线强烈，人们经常喜欢佩戴太阳帽来进行遮阳。

但是目前的太阳帽都没有环境监测功能，而当室外温度过高时，人们如果长时间不采取合理的防护措施，就会容易导致中暑等危险情况发生。而且室外高强度的紫外线对人体的皮肤也是有很大的伤害作用。因此，在室外活动时了解到实时的室外环境对每个人来说都非常重要，如果因对环境状况不清楚，而未采取防护措施，有时甚至会产生严重的后果。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种多功能太阳帽，可实时检测当前的环境情况，便于用户针对恶劣环境迅速做出反应，从而保护自己的安全，避免中暑、晒伤的等状况的发生。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种多功能太阳帽，包括：

用于将太阳能转化为电能并给太阳帽供电的太阳能供电模块；

用于检测实时环境温度、湿度和紫外线强度的环境监测模块；

用于显示环境监测模块检测的实时环境温度、湿度和紫外线强度的显示模块；

风扇模块；

用于在实时环境温度过高时进行报警的警报模块；

用于控制所述太阳能供电模块、环境监测模块、显示模块、风扇模块和警报模块的工作状态的单片机控制模块；

所述太阳能供电模块、环境监测模块、显示模块、风扇模块和警报模块均连接所述单片机控制模块。

所述的多功能太阳帽中，所述太阳能供电模块包括太阳能电池、升压稳压电路、保护电路和二次可充电电池，所述太阳能电池将采集的太阳能转换为电能后，将转换的电能输出至升压稳压电路，由升压稳压电路进行升压及稳压处理后，通过保护电路给所述二次可充电电池充电，所述二次可充电电池输出的电能经升压稳压芯片进行升压及稳压处理后给单片机控制模块供电。

所述的多功能太阳帽中，所述升压稳压电路包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二三极管和变压器，所述第一电容的一端连接所述太阳能电池的正极、第一电阻的一端、第二电阻的一端和变压器初级线圈的一端，所述第一电容的另一端连接所述太阳能电池的负极、第二三极管的发射极、第四电阻的一端、第一二极管的发射极和变压器反馈线圈的一端，所述第一电阻的另一端连接第二三极管的集电极、第三电阻的一端和第一三极管的基极，所述第一三极管的集电极连接所述第二电阻的另一端和变压器初级线圈的另一端，所述第三电阻的另一端通过所述第二电容连接所述变压器反馈线圈的另一端，所述第二三极管的基极连接所述第四电阻的另一端和所述第一二极管的正极，所述第二二极管的负极连接所述变压器反馈线圈的一端和保护电路，所述变压器次边线圈的一端连接所述第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接所述保护电路，所述变压器次边线圈的另一端连接所述保护电路。

所述的多功能太阳帽中，所述保护电路包括第五电阻、第六电阻和第三电容，所述第五电阻的一端连接所述第二二极管的负极、第三电容的一端、二次可充电电池的正极和升压稳压芯片的VBAT端，所述第五电阻的另一端连接所述第二三极管的基极和所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接所述第三电容的另一端、二次可充电电池的负极和升压稳压芯片的GND端。

所述的多功能太阳帽中，所述升压稳压芯片的VBAT端连接所述二次可充电电池的正极，所述升压稳压芯片的VOUT端连接所述单片机控制模块，所述升压稳压芯片的GND端连接所述二次可充电电池的负极。

所述的多功能太阳帽中，所述升压稳压芯片的型号为TPS61032。

所述的多功能太阳帽中，所述单片机控制模块包括控制芯片，所述控制芯片的VCC脚连接所述升压稳压芯片的VOUT端，所述控制芯片的P3.2脚、P1.0脚、P1.2脚、P1.3脚、P1.6脚和P2.7脚同时连接所述环境监测模块，所述控制芯片的P2.6脚和P2.5脚同时连接所述显示模块，所述控制芯片的P2.4脚和P2.3脚同时连接所述风扇模块，所述控制芯片的P1.1脚连接所述报警模块。

所述的多功能太阳帽中，所述控制芯片的型号为STC89C52。

所述的多功能太阳帽中，所述环境监测模块包括温湿度传感器、紫外线传感器和模数转换器，所述温湿度传感器连接所述控制芯片的P2.7脚，所述紫外线传感器连接所述模数转换器的INO脚，所述模数转换器的EOC脚连接所述控制芯片的P3.2脚，所述模数转换器的DCOK脚连接所述控制芯片的P1.0脚，所述模数转换器的DIN脚连接所述控制芯片的P1.2脚，所述模数转换器的DOD脚连接所述控制芯片的P1.3脚，所述模数转换器的CSP脚连接所述控制芯片的P1.6脚。

所述的多功能太阳帽中，所述显示模块包括OLED显示屏，所述OLED显示屏的SCL端口连接所述控制芯片的P2.6脚，所述OLED显示屏的SDA端口连接所述控制芯片的P2.5脚。

相较于现有技术，本实用新型提供的多功能太阳帽，包括太阳能供电模块、环境监测模块、显示模块、风扇模块、警报模块和单片机控制模块，所述太阳能供电模块、环境监测模块、显示模块、风扇模块和警报模块均连接所述单片机控制模块。本实用新型通过设置环境监测模块，可实时监测环境状况，并根据环境状况做出实时的预警反应，当温度高于设定时，蜂鸣器会报警，提示用户环境温度过高，同时自动开启智能太阳帽上自带的太阳能风扇，从而保护自己的安全，避免中暑、晒伤的等状况的发生；而且设置太阳能供电模块，可实现整个系统的自供电，无需再另接电源充电。

附图说明

图1为本实用新型提供的多功能太阳帽的结构框图。

图2为本实用新型提供的多功能太阳帽中，所述太阳能供电模块的电路原理图。

图3为本实用新型提供的多功能太阳帽的原理图。

具体实施方式

本实用新型提供一种多功能太阳帽，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型提供的一种多功能太阳帽，包括太阳能供电模块10、环境监测模块20、显示模块30、风扇模块40、警报模块50和单片机控制模块60。

具体来说，所述太阳能供电模块10用于将太阳能转化为电能并给太阳帽供电，所述环境监测模块20用于监测实时环境温度、湿度和紫外线强度，所述显示模块30用于显示环境监测模块20检测的实时环境温度、湿度和紫外线强度，所述警报模块50用于在实时环境温度过高时进行报警。

具体实施时，所述太阳能供电模块10、环境监测模块20、显示模块30、风扇模块40和警报模块50均连接所述单片机控制模块60。

请继续参阅图1和图2，所述太阳能供电模块10包括太阳能电池101、升压稳压电路102、保护电路103、二次可充电电池104和升压稳压芯片105，所述太阳能电池101的数量为2块，优选为采用太阳能电池薄膜制成的电池，可充分将接收的太阳能转化为电能，并在将太阳能转换为电能后，给太阳帽供电，也将多余的电能输出给二次可充电电池104充电，所述升压稳压电路102用于对太阳能电池输出的电能进行升压及稳压处理，所述保护电路103用于保护二次可充电电池104，使得二次可充电电池104在充电时不易被损坏，所述二次可充电电池104也用于给给单片机控制模块60供电，所述升压稳压芯片105用于对二次可充电电池104输出的电能进行升压及稳压处理。

具体实施时，所述太阳能电池101将采集的太阳能转换为电能后，将转换的电能输出至升压稳压电路102，由升压稳压电路102进行升压及稳压处理后，通过保护电路103给所述二次可充电电池104充电，所述二次可充电电池104输出的电能经升压稳压芯片105进行升压及稳压处理后给单片机控制模块60供电。

请继续参阅图2，所述升压稳压电路102包括第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D1、第二二极管D2、第一三极管Q1、第二三极管Q2和变压器T，所述第一电容C1的一端连接所述太阳能电池101的正极、第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端和变压器T初级线圈的一端，所述第一电容C1的另一端连接所述太阳能电池101的负极、第二三极管Q2的发射极、第四电阻R4的一端、第一二极管D1的发射极和变压器T反馈线圈的一端，所述第一电阻R1的另一端连接第二三极管Q2的集电极、第三电阻R3的一端和第一三极管Q1的基极，所述第一三极管Q1的集电极连接所述第二电阻R2的另一端和变压器T初级线圈的另一端，所述第三电阻R3的另一端通过所述第二电容C2连接所述变压器T反馈线圈的另一端，所述第二三极管Q2的基极连接所述第四电阻R4的另一端和所述第一二极管D1的正极，所述第二二极管D2的负极连接所述变压器T反馈线圈的一端和保护电路103，所述变压器T次边线圈的一端连接所述第二二极管D2的正极，所述第二二极管D2的负极连接所述保护电路103，所述变压器T次边线圈的另一端连接所述保护电路103。

请继续参阅图2，所述保护电路103包括第五电阻R5、第六电阻R6和第三电容C3，所述第五电阻R5的一端连接所述第二二极管D2的负极、第三电容C3的一端、二次可充电电池104的正极和升压稳压芯片105的VBAT端，所述第五电阻R5的另一端连接所述第二三极管Q2的基极和所述第六电阻R6的一端，所述第六电阻R6的另一端连接所述第三电容C3的另一端、二次可充电电池104的负极和升压稳压芯片105的GND端。

具体来说，请参阅图2，所述太阳能电池模块10通过升压稳压电路101给二次可充电电池104充电，其中第一三极管Q1为开关电源管，它和变压器T、第一电阻R1、第三电阻R3、第二电容C2等组成自激式振荡电路。太阳能电池101输出电能后，电流经第一电阻R1流向第一三极管Q1的基极，使第一三极管Q1导通。第一三极管Q1导通后，变压器T初级线圈就加上输入直流电压，第一三极管的集电极电流在初级线圈中线性增长，变压器T反馈线圈产生3正4负的感应电压，使第一三极管Q1得到基极为正，发射极为负的正反馈电压，此电压经第二电容C2和第三电阻R3向第一三极管Q1注入基极电流使第一三极管Q1的集电极电流进一步增大，正反馈产生雪崩过程，使第一三极管Q1饱和导通。在第一三极管Q2饱和导通期间，变压器T通过初级线圈储存磁能。与此同时，感应电压给第二电容C2充电，随着第二电容C2充电电压的增高，第一三极管Q1的基极电位逐渐变低，当第一三极管Q1的基极电流变化不能满足其继续饱和时，第一三极管Q1退出饱和区进入放大区。第一三极管Q1进入放大状态后，其集电极电流由放大状态前的最大值下降，在反馈线圈产生3负4正的感应电压，使第一三极管Q1基极电流减小，其集电极电流随之减小，正反馈再一次出现雪崩过程，第一三极管Q1迅速截止。第一三极管Q1截止后，变压器T储存的能量提供给负载，次级线圈产生的5负6正的电压经第二二极管D2整流滤波后，在第三电容C3上得到直流电压给二次可充电电池104充电。在第一三极管Q1截止时，直流供电输人电压和反馈线圈感应的3负4正的电压又经第一电阻R1、第三电阻R3给第二电容C2反向充电，逐渐提高第一三极管Q1基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电路就这样重复振荡下去。第五电阻R5、第六电阻R6、第一二极管和第二三极管等组成限压电路，以保护二次可充电电池104不被过充电。在二次可充电电池104的充电过程中，电池电压逐渐上升，当充电电压大于预设电压时，经第五电阻R5、第六电阻R6分压后第一二极管D2开始导通，使第二三极管Q2导通，第二三极管Q2的分流作用减小了第一三极管Q1的基极电流，从而减小了第一三极管Q1的集电极电流，达到了限制输出电压的作用。

请继续参阅图2，所述升压稳压芯片105的VBAT端连接所述二次可充电电池104的正极，所述升压稳压芯片105的VOUT端连接所述单片机控制模块60，所述升压稳压芯片105的GND端连接所述二次可充电电池104的负极。

优选的，所述升压稳压芯片105的型号为TPS61032，具有输出电能稳定，升压稳压效果好的优点。

请参阅图3，所述单片机控制模块60包括控制芯片U1，所述控制芯片U1的VCC脚连接所述升压稳压芯片的VOUT端，所述控制芯片U1的P3.2脚、P1.O脚、P1.2脚、P1.3脚、P1.6脚和P2.7脚同时连接所述环境监测模块20，所述控制芯片U1的P2.6脚和P2.5脚同时连接所述显示模块30，所述控制芯片U1的P2.4脚和P2.3脚同时连接所述风扇模块40，所述控制芯片U1的P1.1脚连接所述报警模块50，从而可达到控制所述太阳能供电模块10、环境监测模块20、显示模块30、风扇模块40和报警模块50的工作状态的目的。

优选的，所述控制芯片的型号为STC89C52。

请继续参阅图3，所述环境监测模块20包括温湿度传感器201、紫外线传感器202和模数转换器203，所述温湿度传感器201用于检测实时环境温度和湿度，所述紫外线传感器202用于检测实时环境紫外线强度，所述模数转换器203用于将所述紫外线传感器202检测的实时环境紫外线强度转换为数字量，从而进一步在显示屏上显示，使得用户可以知道实时环境情况，从而进一步保护自己的安全，避免中暑、晒伤的等状况的发生。

具体实施时，所述温湿度传感器201连接所述控制芯片U1的P2.7脚，所述紫外线传感器202连接所述模数转换器的INO脚，所述模数转换器203的EOC脚连接所述控制芯片U1的P3.2脚，所述模数转换器203的DCOK脚连接所述控制芯片U1的P1.0脚，所述模数转换器203的DIN脚连接所述控制芯片U1的P1.2脚，所述模数转换器203的DOD脚连接所述控制芯片U1的P1.3脚，所述模数转换器203的CSP脚连接所述控制芯片U1的P1.6脚。

请继续参阅图3，所述显示模块30包括OLED显示屏，所述OLED显示屏的SCL端口连接所述控制芯片U1的P2.6脚，所述OLED显示屏的SDA端口连接所述控制芯片U1的P2.5脚，由单片机控制模块60驱动显示屏显示实时环境参数，使得用户可知晓实时环境状况。

请继续参阅图3，所述风扇模块40包括太阳能风扇，所述太阳能风扇包括风扇自启接口和风扇按键控制接口，所述风扇自启接口连接所述控制芯片U1的P2.4脚，所述风扇按键控制接口连接所述控制芯片U1的P3.4脚，在环境温度过高时，由所述单片机控制模块60发出控制信号开启所述太阳能风扇，避免用户出现中暑等情况。

请继续参阅图3，所述警报模块50包括蜂鸣器，所述蜂鸣器连接所述控制芯片U1的P1.1脚，在实时环境参数超过预设值时，由所述单片机控制模块60控制所述警报模块50发出报警，从而起到警示用户的作用，使用户可以针对当前环境做出应对。

综上所述，本实用新型通过设置环境监测模块，可实时监测环境状况，并根据环境状况做出实时的预警反应，当温度高于设定时，蜂鸣器会报警，提示用户环境温度过高，同时自动开启智能太阳帽上自带的太阳能风扇，从而保护自己的安全，避免中暑、晒伤的等状况的发生；而且设置太阳能供电模块，可实现整个系统的自供电，无需再另接电源充电。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以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，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能太阳帽，其特征在于，包括：

用于将太阳能转化为电能并给太阳帽供电的太阳能供电模块；

用于检测实时环境温度、湿度和紫外线强度的环境监测模块；

用于显示环境监测模块检测的实时环境温度、湿度和紫外线强度的显示模块；

风扇模块；

用于在实时环境温度过高时进行报警的警报模块；

用于控制所述太阳能供电模块、环境监测模块、显示模块、风扇模块和警报模块的工作状态的单片机控制模块；

所述太阳能供电模块、环境监测模块、显示模块、风扇模块和警报模块均连接所述单片机控制模块。

2.根据权利要求1所述的多功能太阳帽，其特征在于，所述太阳能供电模块包括太阳能电池、升压稳压电路、保护电路、二次可充电电池和升压稳压芯片，所述太阳能电池将采集的太阳能转换为电能后，将转换的电能输出至升压稳压电路，由升压稳压电路进行升压及稳压处理后，通过保护电路给所述二次可充电电池充电，所述二次可充电电池输出的电能经升压稳压芯片进行升压及稳压处理后给单片机控制模块供电。

3.根据权利要求2所述的多功能太阳帽，其特征在于，所述升压稳压电路包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二三极管和变压器，所述第一电容的一端连接所述太阳能电池的正极、第一电阻的一端、第二电阻的一端和变压器初级线圈的一端，所述第一电容的另一端连接所述太阳能电池的负极、第二三极管的发射极、第四电阻的一端、第一二极管的发射极和变压器反馈线圈的一端，所述第一电阻的另一端连接第二三极管的集电极、第三电阻的一端和第一三极管的基极，所述第一三极管的集电极连接所述第二电阻的另一端和变压器初级线圈的另一端，所述第三电阻的另一端通过所述第二电容连接所述变压器反馈线圈的另一端，所述第二三极管的基极连接所述第四电阻的另一端和所述第一二极管的正极，所述第二二极管的负极连接所述变压器反馈线圈的一端和保护电路，所述变压器次边线圈的一端连接所述第二二极管的正极，所述第二二极管的负极连接所述保护电路，所述变压器次边线圈的另一端连接所述保护电路。

4.根据权利要求3所述的多功能太阳帽，其特征在于，所述保护电路包括第五电阻、第六电阻和第三电容，所述第五电阻的一端连接所述第二二极管的负极、第三电容的一端、二次可充电电池的正极和升压稳压芯片的VBAT端，所述第五电阻的另一端连接所述第二三极管的基极和所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接所述第三电容的另一端、二次可充电电池的负极和升压稳压芯片的GND端。

5.根据权利要求4所述的多功能太阳帽，其特征在于，所述升压稳压芯片的VBAT端连接所述二次可充电电池的正极，所述升压稳压芯片的VOUT端连接所述单片机控制模块，所述升压稳压芯片的GND端连接所述二次可充电电池的负极。

6.根据权利要求5所述的多功能太阳帽，其特征在于，所述升压稳压芯片的型号为TPS61032。

7.根据权利要求6所述的多功能太阳帽，其特征在于，所述单片机控制模块包括控制芯片，所述控制芯片的VCC脚连接所述升压稳压芯片的VOUT端，所述控制芯片的P3.2脚、P1.0脚、P1.2脚、P1.3脚、P1.6脚和P2.7脚同时连接所述环境监测模块，所述控制芯片的P2.6脚和P2.5脚同时连接所述显示模块，所述控制芯片的P2.4脚和P2.3脚同时连接所述风扇模块，所述控制芯片的P1.1脚连接所述报警模块。

8.根据权利要求7所述的多功能太阳帽，其特征在于，所述控制芯片的型号为STC89C52。

9.根据权利要求8所述的多功能太阳帽，其特征在于，所述环境监测模块包括温湿度传感器、紫外线传感器和模数转换器，所述温湿度传感器连接所述控制芯片的P2.7脚，所述紫外线传感器连接所述模数转换器的IN0脚，所述模数转换器的EOC脚连接所述控制芯片的P3.2脚，所述模数转换器的DCOK脚连接所述控制芯片的P1.0脚，所述模数转换器的DIN脚连接所述控制芯片的P1.2脚，所述模数转换器的DOD脚连接所述控制芯片的P1.3脚，所述模数转换器的CSP脚连接所述控制芯片的P1.6脚。

10.根据权利要求8所述的多功能太阳帽，其特征在于，所述显示模块包括OLED显示屏，所述OLED显示屏的SCL端口连接所述控制芯片的P2.6脚，所述OLED显示屏的SDA端口连接所述控制芯片的P2.5脚。