CN208351693U - 一种多功能检测定位报警器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能检测定位报警器，包括外壳和与外壳底部固定连接的腕带；所述外壳内由上至下依次设置有顶层电路板、锂电池、下层电路板和底层电路板；顶层电路板的正面布设有定位天线和发射天线，背面焊接有定位数据采集单元和无线发送单元；所述无线发送单元与发射天线连接；在顶层电路板的四周布设有无线充电感应电感线圈；下层电路板的正面焊接有无线充电管理单元，背面焊接有第一中央处理单元；底层电路板的正面焊接有健康数据采集单元，背面焊接有心率传感器、血压传感器和温度传感器。本实用新型利用基站点定位的无线传输技术实现快速信号报警、人员活动区域定位很和健康数据的采集，能精确定位，能够在人员越界时报警提示。

Description

一种多功能检测定位报警器

技术领域

本实用新型涉及一种多功能检测定位报警器。

背景技术

近来年，随着科学技术的不断进步发展和对电子科技产品的应用领域、功能需求的不断变化，穿戴设备对一些特殊人群(如监狱犯人、养老院的老人等)的实时定位和身体生命特征的变化情况实时监控的需求越来越明显和重要。

目前，现有的便携定位器、健康情况检测仪没有整合到一起，也没有针对一些对特殊人群的检测优化，如果用来对上述特殊人群使用存在以下不足：1、功能单一，不能满足应用需求；2、不具备定位和健康数据检测的整体机制；3、没有针对性的综合管理分析平台，采集的数据不利于形成大数据和个体的生命特征曲线；4、充电不方便，充电时限制佩戴者的行为；5、不能与上级系统联网，无法满足系统性管理需求应用。因此，现有技术中对于佩戴者(尤其用于犯人时)佩戴后的充电不灵活受限问题，无法时了解佩戴者的健康状况和所处位置信息，不能与上级系统联网，无法满足系统性管理需求应用的问题，尚缺乏有效的解决方案。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种多功能检测定位报警器，利用基站点定位的无线传输技术实现快速信号报警、人员活动区域定位很和健康数据的采集，能精确定位，能够在人员越界时报警提示。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种多功能检测定位报警器，包括外壳和与外壳底部固定连接的腕带；所述外壳内由上至下依次设置有顶层电路板、锂电池、下层电路板和底层电路板；

所述顶层电路板的正面布设有定位天线和发射天线，背面焊接有定位数据采集单元和无线发送单元，所述定位天线与定位数据采集单元连接；所述无线发送单元与发射天线连接；在顶层电路板的四周布设有无线充电感应电感线圈；

所述下层电路板的正面焊接有无线充电管理单元，背面焊接有第一中央处理单元，所述无线充电感应电感线圈与无线充电管理单元连接，所述第一中央处理单元与无线充电管理单元、定位数据采集单元、无线发射单元连接；

所述底层电路板的正面焊接有健康数据采集单元，背面焊接有心率传感器、血压传感器和温度传感器，所述心率传感器、血压传感器和温度传感器分别与健康数据采集单元的输入端连接，所述健康数据采集单元与第一中央处理单元的输出端连接。

进一步的，所述外壳上嵌设有手动报警按钮，所述顶层电路板的正面还设置有LED指示灯，所述手动报警按钮、LED指示灯分别与第一中央处理单元连接。

进一步的，所述无线充电管理单元包括电性连接的高频整流电路、滤波电路、TP4056型充电管理芯片和R5460型电池保护芯片。

进一步的，所述外壳内底部设置有微型振动电机，所述微型振动电机与第一中央处理单元连接。

进一步的，还包括无线充电装置，所述无线充电装置包括第二中央处理单元、开关降压单元、高频发射单元、电能发送电感线圈和LCD显示单元，所述开关降压单元与高频发射单元连接，用于将输入的220V交流电转换为48V直流电，并输出至高频发射单元；所述第二中央处理单元与开关降压单元、高频发射单元和LCD显示单元连接，所述高频发射单元与电能发送电感线圈连接，第二中央处理单元控制高频发射单元将无线充电的电能经电能发送电感线圈发送出去，供周边的多功能检测定位报警器无线充电。

进一步的，所述开关降压单元包括依次连接的输入滤波电路、整流电路、开关控制电路、开关变压器、输出电压采集电路和输出滤波电路。

进一步的，所述高频发射单元包括发射驱动电路和发射电感线圈，所述驱动电路包括电性连接的震荡驱动电路、反馈电路和高速开关电路，所述发射电感线圈与高速开关电路连接。

进一步的，所述外壳的侧面设有防拆卸螺栓，外壳的顶部与LED指示灯相对应的位置设置有透窗，用于观察LED指示灯的状态。

进一步的，所述腕带内设置有导电橡胶，所述导电橡胶的一端接地，另一端通过防拆卸螺栓连接到第一中央处理单元的输入端。

进一步的，所述定位数据采集单元、健康数据采集单元、第一中央处理单元和第二中央处理单元分别采用单片机；所述无线发送单元采用SX1278型收发器；所述心率传感器采用MAX30102型心率血氧采集芯片；所述血压传感器采用SON1113型心率血压采集芯片；所述温度传感器采用WD3703型数字温度检测芯片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型采用定位数据采集单元和健康数据采集单元，实现一些监狱犯人、养老院的老人等特殊人群的活动区域定位和健康数据的采集，可对这些特殊人群进行实时定位，随时监控佩戴者的活动轨迹和生命特征参数，在这些人群的身体生命特征出现异常时，进行振动或指示灯闪光报警，提高佩戴者的安全保障质量；

(2)本实用新型通过无线发送单元将采集数据发送至服务器，便于服务器进行综合管理分析；

(3)本实用新型设置无线充电装置，可对佩戴者的多功能检测定位报警器进行无线充电，充电时不会限制佩戴者的行为。

附图说明

图1是多功能检测定位报警器整体结构示意图；

图2是多功能检测定位报警器的内部结构示意图；

图3是多功能检测定位报警器工作原理图；

图4是无线充电装置结构框图；

图5是开关降压单元电路图；

图6是高频发射单元电路图；

其中，1、外壳，2、固定装置，3、腕带，4、防拆卸螺栓，5、顶层电路板，6、锂电池，7、下层电路板，8、底层电路板，9、第一中央处理单元，10、定位数据采集单元，11、无线充电管理单元，12、健康数据采集单元，13、无线发送单元，14、LED指示灯，15、手动报警按钮，16、发射天线，17、微型振动电机，18、第二中央处理单元，19、开关降压单元，20、高频发射单元，21、电能发送电感线圈，22、LCD显示单元，23、保护电路，24、输入滤波电路，25、整流电路，26、开关变压器，27、开关变压器，28、输出电压采集电路，29、输出滤波电路，30、震荡驱动电路，31、高速开关电路，32、反馈电路，33、发射电感线圈。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-3所示，本实用新型提供了一种多功能检测定位报警器，该报警器包括多功能检测定位报警器和无线充电装置。

如图1所示，所述多功能检测定位报警器包括外壳1和通过固定装置2与外壳底部固定连接的腕带3，所述外壳1的底部设有与固定装置相匹配的腕带固定槽，所述固定装置采用现有技术结构，在本申请中不再赘述。

所述外壳1的侧面设有防拆卸螺栓4，外壳1的顶部设置有透窗，用于观察LED指示灯的状态。

如图2-3所示，所述外壳1内由上至下依次设置有顶层电路板5、锂电池6、下层电路板7和底层电路板8。

所述顶层电路板5的正面布设有定位天线、发射天线16和LED指示灯14，背面焊接有定位数据采集单元10和无线发送单元13，所述定位天线与定位数据采集单元10的输入端连接；所述无线发送单元13的输出端与发射天线16连接；在顶层电路板的四周布设有无线充电感应电感线圈。

定位数据采集单元通过定位天线采集位置信息，并发送至第一中央处理单元9；第一中央处理单元9通过无线发送单元13将接收到数据上传到服务器。

本实施例中，所述定位数据采集单元10采用单片机，例如：定位数据采集单元10可采用TM32F407系列单片机。所述无线发送单元13采用SX1278型收发器。

本实施例中，所述锂电池6自耗电低的高容量锂电池。

所述下层电路板的正面焊接有无线充电管理单元11，背面焊接有第一中央处理单元9，所述无线充电感应电感线圈与无线充电管理单元11连接，所述第一中央处理单元9与无线充电管理单元11、定位数据采集单元10的输出端、无线发送单元13的输入端和LED指示灯14连接。

本实施例中，第一中央处理单元对无线充电管理单元11进行状态采集，通过无线发送单元将采集到的健康数据、定位数据和电池电量上传到服务器。

无线充电管理单元11在有效的无线充电距离内提供2A-800mA的有效充电电流，在第一中央处理单元9的控制下实现对锂电池充电以及充满自动停止的管理，在充电过程中第一中央处理单元9控制LED指示灯发光变色，充满时，控制微型振动电机17振动提示充满，完成充电过程。

具体地，所述无线充电管理单元11包括电性连接的高频整流电路、滤波电路、TP4056型充电管理芯片和R5460型电池保护芯片。所述高频整流电路和滤波电路采用现有的整流电路和滤波电路结构，在本申请中不再赘述。

充电过程中，第一中央处理单元9控制LED指示灯14会点亮；当温度异常、血压异常、心率异常、血氧异常、剩余电量小于10％和5％时，控制LED指示灯14闪光报警。

本实施例中，所述第一中央处理单元9采用单片机，例如：所述第一中央处理单元9可采用STM32系列单片机。

所述底层电路板的正面焊接有健康数据采集单元12，背面焊接有心率传感器、血压传感器和温度传感器，所述心率传感器、血压传感器和温度传感器分别与健康数据采集单元12的输入端连接，所述健康数据采集单元12的输出端与第一中央处理单元的输入端连接。

本实施例中，所述心率传感器采用MAX30102型心率血氧采集芯片，用于采集心率/血氧数据；所述血压传感器采用SON1113型心率血压采集芯片，用于采集血压数据；所述温度传感器采用WD3703型数字温度检测芯片，用于采集温度数据。所述健康数据采集单元12从心率传感器、血压传感器和温度传感器中采集心率、血压、温度等健康数据，传输至第一中央处理单元。所述健康数据采集单元12采用单片机，例如：所述健康数据采集单元12可采用STM32系列单片机。

所述外壳内底部还设置有微型振动电机17，所述微型振动电机17与第一中央处理单元9连接，用于当温度异常、血压异常、心率异常、血氧异常、剩余电量小于10％和5％时，振动报警。所述第一中央处理单元9还连接有声光报警器，进行语音报警提示。

本实用新型提出的多功能检测定位报警器，通过定位数据采集单元采集定位数据，通过健康数据采集单元采集健康数据，把定位和健康检测进行了整合，能及时了解佩戴者的健康状况和所处位置信息，满足了特殊场景下的需求应用，通过定位天线，实现对佩戴者的精确定位，通过定位数据采集单元连续采集佩戴者的位置点可形成人员的运动轨迹，为区域内人数自动统计提供依据，为设定人员的活动范围、受限范围、越界报警等应用提供基础依据。

在本实施例中，所述外壳上嵌设有手动报警按钮，所述手动报警按钮与第一中央处理单元连接。该手动报警按钮采用凹陷型的设计，可规避误报，在紧急状态下，也能便于及时按下报警按钮。

本实施例中，所述腕带内设置有导电橡胶，利用腕带的导线橡胶一端连接GND，一端通过防拆卸螺栓连接到第一中央处理单元的GPIO口，形成环形闭合回路，一旦腕带被非法拆除其开路信号会触发第一中央处理单元9的上升沿触发唤醒报警功能达到防拆卸的目的。防拆卸螺栓不为非专用工具可拆卸，提高拆卸难度规避非法拆卸。

如图4所示，所述无线充电装置包括第二中央处理单元18、开关降压单元19、高频发射单元20、电能发送电感线圈21和LCD显示单元22，第二中央处理单元18与开关降压单元19、高频发射单元20和LCD显示单元22连接，高频发射单元20的输出端与电能发送电感线圈21连接，所述开关降压单元19用于将输入的220V交流电转换为48V直流电，并输出至高频发射单元20；第二中央处理单元18控制高频发射单元20将无线充电的电能经电能发送电感线圈21发送出去，供周边的多功能检测定位报警器无线充电；第二中央处理单元还采集开关降压单元的输入电压、电流和充电数据，并发送到LCD显示单元22显示。

具体地，所述开关降压单元包括电性连接的保护电路23、输入滤波电路24、整流电路25、开关控制电路26、开关变压器27、输出电压采集电路28和输出滤波电路29，其具体电路结构图5所示。

具体地，所述高频发射单元包括发射驱动电路和发射电感线圈33，所述驱动电路包括电性连接的震荡驱动电路30、反馈电路32和高速开关电路31，所述发射电感线圈33与高速开关电路连接，其具体电路结构图6所示。所述震荡驱动电路30、反馈电路32和高速开关电路31分别采用现有的电路结构，在本申请中不再赘述。

本实用新型采用无线充电装置，实现对多功能检测定位器远距离无线充电在距离无线充电装置0.2至1米的范围内有效充电，解决了佩戴者(尤其用于犯人时)佩戴后的充电不灵活受限问题。

如图1所示，本实用新型提出的多功能检测定位报警器使用时，首先第一中央处理单元通过健康数据采集单元采集佩戴者的心率、血压、温度数据，形成健康数据包，通过定位数据采集单元采集佩戴者的位置信息，形成定位数据包，通过无线发送单元4将数据包括上传到服务器，对对无线充电管理单元9进行状态采集，通过无线发送单元4上传到服务器；通过无线充电装置给多功能检测定位报警器的锂电池充电，在充电过程中第一中央处理单元9控制LED指示灯发光变色，充满时，控制微型振动电机17振动提示充满，完成充电过程。

本实用新型采用远距离无线充电方式，解决了佩戴者佩戴后的充电不灵活受限问题；把定位和健康检测进行了整合，能及时了解佩戴者的健康状况和所处位置信息，配合平台的区域越界管理功能，满足了特殊场景下的需求应用；手动报警按钮采用凹陷型的设计，可规避误报，在紧急状态下，也能便于及时按下报警按钮；有精确定位功能，连续的位置点可形成人员的运动轨迹；还为设定人员的活动范围、受限范围、越界报警等应用提供基础依据。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种多功能检测定位报警器，其特征是，包括外壳和与外壳底部固定连接的腕带；所述外壳内由上至下依次设置有顶层电路板、锂电池、下层电路板和底层电路板；

所述顶层电路板的正面布设有定位天线和发射天线，背面焊接有定位数据采集单元和无线发送单元，所述定位天线与定位数据采集单元连接；所述无线发送单元与发射天线连接；在顶层电路板的四周布设有无线充电感应电感线圈；

所述下层电路板的正面焊接有无线充电管理单元，背面焊接有第一中央处理单元，所述无线充电感应电感线圈与无线充电管理单元连接，所述第一中央处理单元与无线充电管理单元、定位数据采集单元、无线发射单元连接；

所述底层电路板的正面焊接有健康数据采集单元，背面焊接有心率传感器、血压传感器和温度传感器，所述心率传感器、血压传感器和温度传感器分别与健康数据采集单元的输入端连接，所述健康数据采集单元的输出端与第一中央处理单元连接。

2.根据权利要求1所述的多功能检测定位报警器，其特征是，所述外壳上嵌设有手动报警按钮，所述顶层电路板的正面还设置有LED指示灯，所述手动报警按钮、LED指示灯分别与第一中央处理单元连接。

3.根据权利要求1所述的多功能检测定位报警器，其特征是，所述无线充电管理单元包括电性连接的高频整流电路、滤波电路、TP4056型充电管理芯片和R5460型电池保护芯片。

4.根据权利要求1所述的多功能检测定位报警器，其特征是，所述外壳内底部设置有微型振动电机，所述微型振动电机与第一中央处理单元连接。

5.根据权利要求1所述的多功能检测定位报警器，其特征是，还包括无线充电装置，所述无线充电装置包括第二中央处理单元、开关降压单元、高频发射单元、电能发送电感线圈和LCD显示单元，所述开关降压单元与高频发射单元连接，用于将输入的220V交流电转换为48V直流电，并输出至高频发射单元；所述第二中央处理单元与开关降压单元、高频发射单元和LCD显示单元连接，所述高频发射单元与电能发送电感线圈连接，第二中央处理单元控制高频发射单元将无线充电的电能经电能发送电感线圈发送出去，供周边的多功能检测定位报警器无线充电。

6.根据权利要求5所述的多功能检测定位报警器，其特征是，所述开关降压单元包括依次连接的输入滤波电路、整流电路、开关控制电路、开关变压器、输出电压采集电路和输出滤波电路。

7.根据权利要求5所述的多功能检测定位报警器，其特征是，所述高频发射单元包括发射驱动电路和发射电感线圈，所述驱动电路包括电性连接的震荡驱动电路、反馈电路和高速开关电路，所述发射电感线圈与高速开关电路连接。

8.根据权利要求1所述的多功能检测定位报警器，其特征是，所述外壳的侧面设有防拆卸螺栓，外壳的顶部与LED指示灯相对应的位置设置有透窗，用于观察LED指示灯的状态。

9.根据权利要求8所述的多功能检测定位报警器，其特征是，所述腕带内设置有导电橡胶，所述导电橡胶的一端接地，另一端通过防拆卸螺栓连接到第一中央处理单元的输入端。

10.根据权利要求1所述的多功能检测定位报警器，其特征是，所述定位数据采集单元、健康数据采集单元、第一中央处理单元和第二中央处理单元分别采用单片机；所述无线发送单元采用SX1278型收发器；所述心率传感器采用MAX30102型心率血氧采集芯片；所述血压传感器采用SON1113型心率血压采集芯片；所述温度传感器采用WD3703型数字温度检测芯片。