CN207586855U - 智能穿戴设备死机自动重启系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能穿戴设备死机自动重启系统，包括电池、电源开关、电源系统、开关机电路、D触发器、主控制器、监控定时器、放大器、ADC、FLASH和蓝牙模块，电池与电源开关连接，电源开关分别与D触发器和电源系统连接、用于控制电源系统的上电或断电，电源系统分别与主控制器和监控定时器连接，开关机电路分别与电源开关和主控制器连接，D触发器分别与主控制器和监控定时器连接，监控定时器与主控制器连接，ADC与主控制器连接，放大器与ADC连接，FLASH与主控制器连接，蓝牙模块与主控制器连接。本实用新型在智能穿戴设备出现死机后能自动重启、不需要人为干预、能保证监测数据的连续性和完整性。

Description

智能穿戴设备死机自动重启系统

技术领域

本实用新型涉及智能穿戴设备领域，特别涉及一种智能穿戴设备死机自动重启系统。

背景技术

智能穿戴设备直接穿戴在身上，具有记录日常生活中的锻炼、睡眠监测、卡路里消耗及人体生理参数等功能。市面上有很多智能穿戴设备，例如智能手环、智能手表、智能心电记录仪等，智能穿戴设备实时采集的数据传送到智能终端，再通过智能终端将数据上传至云端，可以实现远程后台实时监测的功能。

由于智能穿戴设备长时间戴在身上，智能穿戴设备与衣服摩擦产生的静电、强电磁干扰环境都可能导致智能穿戴设备死机。现有智能穿戴设备死机后通常有三种重新启动系统的方式：

第一种方式，长按开关机按键超过一定时间，例如10秒，使智能穿戴设备关机，再按开关机按键重启。这种方式的缺点是需要手动重启，智能穿戴设备长时间戴在身上，即使出现死机，用户也不一定能及时察觉，造成大量监测数据丢失或监测提前结束，不能保证监测数据的连续性、完整性。

第二种方式，在智能穿戴设备上增加专用死机关机按键，按下专用死机关机按键，使智能穿戴设备关机，再按开关机按键重启。这种方式的缺点是需要多增加一个按键，专用死机关机按键通常是硬关机，容易导致误关机。这种方式也需要手动重启，不能保证监测数据的连续性、完整性。

第三种方式，通过拆卸电池使智能穿戴设备关机，再按开关机按键重启。这种方式的缺点是只能在可拆卸电池设备上使用，智能穿戴设备为了达到较好的防水效果，通常设计成不可拆卸电池，这种方式只能等到电池电量耗尽，由于智能穿戴设备的耗电量通常很低，可能要好几天甚至几周电量才能耗尽，在这段时间内都无法再使用该设备，因此拆卸电池的方法不可行。

无论是长按开关机按键、专用死机关机按键、拆卸电池等方法，都要手动重启。智能穿戴设备长时间戴在身上，即使出现死机，用户也不一定能及时察觉，造成大量监测数据丢失或监测提前结束。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种在智能穿戴设备出现死机后能自动重启、不需要人为干预、能保证监测数据的连续性和完整性的智能穿戴设备死机自动重启系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能穿戴设备死机自动重启系统，包括电池、电源开关、电源系统、开关机电路、D触发器、主控制器、监控定时器、放大器、ADC（模数变换器）、FLASH和蓝牙模块，所述电池与所述电源开关连接、用于为所述智能穿戴设备供电，所述电源开关分别与所述D触发器和电源系统连接、用于控制所述电源系统的上电或断电，所述电源系统分别与所述主控制器和监控定时器连接、用于提供供电电源，所述开关机电路分别与所述电源开关和主控制器连接、用于对智能穿戴设备进行开机或关机，所述D触发器分别与所述主控制器和监控定制器连接、用于对防止所述电源开关在死机重启过程中关闭，所述监控定时器与所述主控制器连接、用于监控所述电源系统的电压和主控制器的运行状态，所述ADC与所述主控制器连接、用于将采集的数据转换为数字信号后传送给所述主控制器，所述放大器与所述ADC连接，所述FLASH与所述主控制器连接、用于存储所述数字信号，所述蓝牙模块与所述主控制器连接、用于将所述数字信号传送到智能终端。

在本实用新型所述的智能穿戴设备死机自动重启系统中，所述电源开关包括第一MOS管、第二MOS管、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容，所述第一二极管的一端与所述D触发器连接，所述第二二极管的一端与所述开关机电路连接，所述第一二极管的另一端和第二二极管的另一端均与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第一电容的一端和第一MOS管的栅极连接，所述第一电容的另一端和第一MOS管的源极均接地，所述第一MOS管的漏极分别与所述第三电阻的一端和第二MOS管的栅极连接，所述第三电阻的另一端和第二MOS管的源极均与所述电池连接，所述第二MOS管的漏极与所述电源系统连接。

在本实用新型所述的智能穿戴设备死机自动重启系统中，所述第一二极管的一端为所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的另一端为所述第一二极管的阴极。

在本实用新型所述的智能穿戴设备死机自动重启系统中，所述第二二极管的一端为所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的另一端为所述第二二极管的阴极。

在本实用新型所述的智能穿戴设备死机自动重启系统中，所述第一MOS管为N沟道MOS管，所述第二MOS管为P沟道MOS管。

在本实用新型所述的智能穿戴设备死机自动重启系统中，所述开关机电路包括RC滤波电路和按键，所述RC滤波电路包括第四电阻、第五电阻和第二电容，所述第二电容的一端、第五电阻的一端和第四电阻的一端均与所述主控制器连接，所述第二电容的另一端和第五电阻的另一端均接地，所述第四电阻的另一端与所述电源开关和所述按键连接。

实施本实用新型的智能穿戴设备死机自动重启系统，具有以下有益效果：由于设有电池、电源开关、电源系统、开关机电路、D触发器、主控制器、监控定时器、放大器、ADC、FLASH和蓝牙模块，当智能穿戴设备出现死机时，主控制器输出的不再是方波，可能保持为高电平或低电平，监控定时器没有接收到方波上升沿，持续一段时间后，复位信号变为低电平，使主控制器进入复位状态，D触发器也没有接收到方波上升沿，D触发器的输出电压保持原来的状态不变，电源开关保持导通，避免自动重启过程中电源断电，复位信号保持低电平一段时间后变为高，主控制器重新启动系统，并持续输出方波到监控定时器，使复位信号保持为高电平不变，进入正常工作状态，智能穿戴设备完成死机自动重启，因此在智能穿戴设备出现死机后能自动重启、不需要人为干预、能保证监测数据的连续性和完整性。

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为本实用新型智能穿戴设备死机自动重启系统一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源开关的电路原理图；

图3为所述实施例中RC滤波电路的电路原理图。

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。

在本实用新型智能穿戴设备死机自动重启系统实施例中，该智能穿戴设备死机自动重启系统的结构示意图如图1所示。图1中，该智能穿戴设备死机自动重启系统包括电池101、电源开关102、电源系统103、开关机电路104、D触发器105、主控制器106、监控定时器107、放大器108、ADC109、FLASH110和蓝牙模块111，其中，电池101与电源开关102连接、用于为智能穿戴设备供电，电源开关102分别与D触发器105和电源系统103连接、用于控制电源系统103的上电或断电，电源系统103分别与主控制器106和监控定时器107连接、用于提供供电电源，具体的，电源系统103将电池101的电压转换为各芯片工作所需的电压，为主控制器106、FLASH110、监控定时器107、D触发器105、ADC109和放大器108等器件提供电源。

本实施例中，开关机电路104分别与电源开关102和主控制器106连接、用于对智能穿戴设备进行开机或关机，D触发器105分别与主控制器106和监控定制器107连接、用于对防止电源开关102在死机重启过程中关闭。具体的，D触发器105为上升沿触发，当其输入端D为高电平时，控制端CP从低电平变为高电平，输出端Q为高电平；当输入端D为低电平时，控制端CP从低电平变为高电平，输出端Q为低电平。当控制端CP保持在高电平或低电平不变时，不论输入端D是高电平还是低电平，输出端Q保持原来的状态不变。

在正常工作状态下，主控制器106产生方波120，频率为10Hz，占空比为50%，由于119保持为高电平，D触发器105的输出电压114也保持为高电平。当出现死机时，方波120保持在高电平或低电平不变，不论119是高还是低，D触发器105的输出电压114保持原来的状态不变，防止死机重启过程中电源开关102关闭，避免自动重启失败。

本实施例中，监控定时器107与主控制器106连接、用于监控电源系统103的电压和主控制器106的运行状态，电源系统103在上电的过程中，复位信号121为低电平，主控制器106保持复位状态，直到电源系统103的输出电压118上升到超过监控定时器107设置的阈值电压，并延迟一段时间后，复位信号121变为高电平，主控制器106进入正常工作状态。在正常工作状态下，主控制器106持续输出方波120到监控定时器107，使复位信号121保持为高电平不变，主控制器106维持在正常工作状态。当电源系统103的电压118出现异常，电压低于监控定时器107设置的阈值电压时，复位信号121输出变为低电平，主控制器106复位。当主控制器106出现死机时，方波120保持为高电平或低电平，不再是方波，复位信号121变为低电平，主控制器106复位。

ADC109与主控制器106连接、用于将采集的数据转换为数字信号后传送给主控制器106，放大器108与ADC109连接，FLASH110与主控制器106连接、用于存储上述数字信号，蓝牙模块111与主控制器106连接、用于将数字信号传送到智能终端。

换句话说，主控制器106控制ADC109采集数据，ADC109将放大器108的模拟信号转换为数字信号，并传送给主控制器106，主控制器106将数字信号通过蓝牙模块111传输到智能终端，主控制器106也可以将数字信号存储在大容量的FLASH110中，在没有蓝牙连接的情况下也可以采集数据。当有静电干扰或在强电磁场干扰环境可能导致主控制器106死机。

本实施例中，当智能穿戴设备出现死机时，主控制器106输出的方波120不再是方波，可能保持为高电平或低电平，监控定时器107没有接收到方波上升沿，持续一段时间后，复位信号121变为低电平，使主控制器106进入复位状态。D触发器105也没有接收到方波上升沿，D触发器105的输出电压114保持原来的状态不变，电源开关102保持导通，避免自动重启过程中电源断电。复位信号121保持低电平一段时间后变为高，主控制器106重新启动系统，并持续输出方波120到监控定时器107，使复位信号121保持为高电平不变，进入正常工作状态，智能穿戴设备完成死机自动重启。因此智能穿戴设备出现死机时能自动重启，不需要人为干预，避免死机后大量监测数据丢失或监测提前结束，保证监测数据的连续性和完整性。

图2为本实施例中电源开关的电路原理图，图2中，电源开关102包括第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容C1，其中，第一二极管D1的一端与D触发器105连接，第二二极管D2的一端与开关机电路104连接，第一二极管D1的另一端和第二二极管D2的另一端均与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端接地，第二电阻R2的一端与第一电阻R1的一端连接，第二电阻R2的另一端分别与第一电容C1的一端和第一MOS管Q1的栅极连接，第一电容C1的另一端和第一MOS管Q1的源极均接地，第一MOS管Q1的漏极分别与第三电阻R3的一端和第二MOS管Q2的栅极连接，第三电阻R3的另一端和第二MOS管Q2的源极均与电池101连接，第二MOS管Q2的漏极与电源系统103连接。

第一二极管D1和第二二极管D2构成或逻辑，IN1和IN2只要有一个为高电平，则第一二极管D1和第二二极管D2的整体输出为高电平，使第一MOS管Q1导通，第二MOS管Q2也导通，VBUS通电。IN1和IN2都为低电平时，第一二极管D1和第二二极管D2都截止，第一电阻R1将第一二极管D1和第二二极管D2的整体输出下拉到地，使第一MOS管Q1截止，第二MOS管Q2也截止，VBUS断电。

第二电阻R2和第一电容C1构成低通滤波电路，其有两个作用，一是用于消除静电干扰，防止误关机；二是用于降低第二MOS管Q2和第一MOS管Q1的开关速度，从而降低开机过程中的浪涌电流。第三电阻R3是第一MOS管Q1的上拉电阻，并给第二MOS管Q2提供放电路径。

IN1、IN2分别对应图1的114、115，VBAT是电池101的电压112，VBUS是电源系统103的输入电压113。114和115是相或的关系，只要有一个为高电平，电源开关102导通，114和115全为低电平时，电源开关102关闭。电源开关102导通时，电源系统103上电，智能穿戴设备开机，电源开关102关闭时，智能穿戴设备关机。

值得一提的是，本实施例中，上述第一二极管D1的一端为第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的另一端为第一二极管D1的阴极。第二二极管D2的一端为第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的另一端为第二二极管D2的阴极。第一MOS管Q1为N沟道MOS管，第二MOS管Q2为P沟道MOS管。

本实施例中，开关机电路104包括RC滤波电路和按键，图3为本实施例中RC滤波电路的电路原理图，图3中，RC滤波电路包括第四电阻R4、第五电阻R5和第二电容C2，第二电容C2的一端、第五电阻R5的一端和第四电阻R4的一端均与主控制器106连接，第二电容C2的另一端和第五电阻R5的另一端均接地，第四电阻R4的另一端与电源开关102和按键连接。

按键经过RC滤波电路后，通过116连接到主控制器106，第四电阻R4和第五电阻R5将电压衰减到主控制器106的输入范围，第四电阻R4、第五电阻R5和第二电容C2构成低通滤波电路，衰减静电干扰，防止静电损坏主控制器106。当按下开关机电路104的按键时，115为高电平，电源开关102导通，智能穿戴设备开机，主控制器106将119设置为高电平，并持续输出方波120，在方波120的上升沿之后，D触发器105的输出电压114为高，电源开关102维持导通，即使松开开关机电路104的按键，也能维持开机状态。在开机状态下，按下开关机电路104的按键，116为高，主控制器106检测到116为高电平，并且保持一定时间仍为高，即认为是关机信号，主控制器106将119设置为低电平，在方波120的上升沿之后，D触发器105的输出电压114为低电平，电源开关102关闭，智能穿戴设备关机。

总之，本实施例中，为了防止大量监测数据丢失或监测提前结束，在硬件上增加死机监控定时器107，在智能穿戴设备出现死机时，主控制器106停止对监控定时器107发送命令，监控定时器107复位主控制器106，使系统自动重启，从而达到实时监测连续采集的目的。避免死机后大量监测数据丢失或监测提前结束，保证监测数据的连续性和完整性。智能穿戴设备出现死机时能自动重启，不需要人为干预。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能穿戴设备死机自动重启系统，其特征在于，包括电池、电源开关、电源系统、开关机电路、D触发器、主控制器、监控定时器、放大器、ADC、FLASH和蓝牙模块，所述电池与所述电源开关连接、用于为所述智能穿戴设备供电，所述电源开关分别与所述D触发器和电源系统连接、用于控制所述电源系统的上电或断电，所述电源系统分别与所述主控制器和监控定时器连接、用于提供供电电源，所述开关机电路分别与所述电源开关和主控制器连接、用于对智能穿戴设备进行开机或关机，所述D触发器分别与所述主控制器和监控定时器连接、用于对防止所述电源开关在死机重启过程中关闭，所述监控定时器与所述主控制器连接、用于监控所述电源系统的电压和主控制器的运行状态，所述ADC与所述主控制器连接、用于将采集的数据转换为数字信号后传送给所述主控制器，所述放大器与所述ADC连接，所述FLASH与所述主控制器连接、用于存储所述数字信号，所述蓝牙模块与所述主控制器连接、用于将所述数字信号传送到智能终端。

2.根据权利要求1所述的智能穿戴设备死机自动重启系统，其特征在于，所述电源开关包括第一MOS管、第二MOS管、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一电容，所述第一二极管的一端与所述D触发器连接，所述第二二极管的一端与所述开关机电路连接，所述第一二极管的另一端和第二二极管的另一端均与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第一电容的一端和第一MOS管的栅极连接，所述第一电容的另一端和第一MOS管的源极均接地，所述第一MOS管的漏极分别与所述第三电阻的一端和第二MOS管的栅极连接，所述第三电阻的另一端和第二MOS管的源极均与所述电池连接，所述第二MOS管的漏极与所述电源系统连接。

3.根据权利要求2所述的智能穿戴设备死机自动重启系统，其特征在于，所述第一二极管的一端为所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的另一端为所述第一二极管的阴极。

4.根据权利要求2或3所述的智能穿戴设备死机自动重启系统，其特征在于，所述第二二极管的一端为所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的另一端为所述第二二极管的阴极。

5.根据权利要求4所述的智能穿戴设备死机自动重启系统，其特征在于，所述第一MOS管为N沟道MOS管，所述第二MOS管为P沟道MOS管。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的智能穿戴设备死机自动重启系统，其特征在于，所述开关机电路包括RC滤波电路和按键，所述RC滤波电路包括第四电阻、第五电阻和第二电容，所述第二电容的一端、第五电阻的一端和第四电阻的一端均与所述主控制器连接，所述第二电容的另一端和第五电阻的另一端均接地，所述第四电阻的另一端与所述电源开关和所述按键连接。