CN211454246U - 一种带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表，其具有一个时钟显示表盘、一个显示当前运动步伐数占设定步伐数的百分比的运动量显示表盘，该手表包括：蓝牙模块、三轴加速度传感器、分别用于驱动时钟显示表盘中的分钟指针和时钟指针以及运动量显示表盘中的百分比指针的偏转的三个步进电机、用于驱动三个步进电机的PWM驱动器、实时时钟、MCU、振动模块、LED背景灯、存储器、电池、电源管理模块。本实用新型既保留了机械手表的时尚，同时兼具电子手表的精准和多功能的特点，可实现人体运动识别与计步，还可通过蓝牙将用户运动信息上传至终端进行显示，还可通过振动模块实现来电提醒、事件提醒。

Description

一种带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表

技术领域

本实用新型涉及穿戴设备领域，尤其涉及一种带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表。

背景技术

目前的手表装置主要分为机械式手表和纯电子式手表。当前，机械手表通过佩戴者的运动或者发条给予手表一定的动力，根据机芯的精度，机械表走时会有一定的误差，而且如果长时间不佩戴将会停走，但机械表不耗电，品味更高且保值；而电子表是使用电池作为动力，走时相对更精准，功能及款式较多。目前的心率手表以及睡眠监测用手表，大多是纯电子式的手表，而且计步功能一般是直接显示步数以及步数完成的百分比数值。

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，提供一种带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表，具有一个时钟显示表盘、一个显示当前运动步伐数占设定步伐数的百分比的运动量显示表盘，所述手表包括：用于手表端和终端之间的数据通信的蓝牙模块、用于检测人体运动信息的运动检测模块、分别用于驱动时钟显示表盘中的分钟指针和时钟指针以及运动量显示表盘中的百分比指针的偏转的三个步进电机、用于驱动三个步进电机的PWM驱动器、实时时钟、MCU、存储器、电池、电源管理模块，其中，所述三个步进电机连接至PWM驱动器，所述电池连接至电源管理模块，所述PWM驱动器、实时时钟、存储器、蓝牙模块、运动检测模块、心率监测模块、睡眠监测模块分别连接至MCU，所述电源管理模块分别连接MCU、PWM驱动器、三个步进电机、存储器、蓝牙模块。

较佳的，所述运动检测模块为三轴加速度传感器。

较佳的，所述三轴加速度传感器采用KX022-1020三轴加速度传感器。

较佳的，所述手表还包括在振动模块，所述振动模块与所述MCU以及电源管理模块连接，所述振动模块用于在终端来电或者达到用户设定的日志时刻点时进行振动以提醒用户。

较佳的，所述手表还包括LED背景灯，所述LED背景灯与MCU连接。

较佳的，所述蓝牙模块采用DA14580蓝牙模块。

较佳的，所述终端为手机或者PDA。

较佳的，所述智能手表的表面采用有机玻璃，所述智能手表的后盖通过螺纹旋紧内嵌密封胶圈固定。

实施本实用新型的带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表，具有以下有益效果：本实用新型既保留了机械手表的时尚，同时兼具电子手表的精准和多功能的特点，其中运动检测模块可实现人体运动识别与计步，并通过运动量显示表盘显示当前运动步伐数占设定步伐数的百分比，还可通过蓝牙模块将用户运动信息上传至终端进行显示；进一步的，还可通过振动模块实现来电提醒、事件提醒。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是本实用新型的较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的典型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，词语“相等”、“相同”“同时”或者其他类似的用语，不限于数学术语中的绝对相等或相同，在实施本专利所述权利时，可以是工程意义上的相近或者在可接受的误差范围内。词语“相连”或“连接”，不仅仅包括将两个实体直接相连，也包括通过具有有益改善效果的其他实体间接相连。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本实用新型的技术方案进行详细的说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参考图1，是本实用新型的较佳实施例的结构示意图。

本手表没有任何旋钮及按键，其表面采用有机玻璃，且具有一个时钟显示表盘、一个显示当前运动步伐数占设定步伐数的百分比的运动量显示表盘。本手表后盖通过螺纹旋紧内嵌密封胶圈来防水，通过蓝牙与手机APP的无线连接来设定或校准时间，日期等参数。

较佳实施例中，智能手表包括：用于检测心率异常的心率监测模块、用于监测睡眠质量的睡眠监测模块、用于手表端和终端之间的数据通信的蓝牙模块、用于检测人体运动信息的运动检测模块、三个步进电机、用于驱动三个步进电机的PWM驱动器、实时时钟、MCU、用于在终端来电或者达到用户设定的日志时刻点时进行振动以提醒用户的振动模块、LED背景灯、存储器、电池、电源管理模块，其中，所述三个步进电机连接至PWM驱动器，所述电池连接至电源管理模块，所述心率监测模块、睡眠监测模块、PWM驱动器、实时时钟、存储器、蓝牙模块、运动检测模块、振动模块、LED背景灯分别连接至MCU，所述电源管理模块分别连接MCU、PWM驱动器、三个步进电机、存储器、蓝牙模块、振动模块。

其中，心率监测模块、睡眠监测模块为现有内容。例如，心率监测模块可以采用心率监测器，比如光学传感器，然后根据监测到的心率与异常心率评定指标进行比较即可知道是否出现心率异常。再例如睡眠监测模块可以通过收集基础数据和测量数据进行提取和解析，测量数据包括步数、卡路里和心率；然后根据步数变化对测量时间段内的测量数据进行划分，得到取样个体分别处于睡眠状态和清醒状态时间段的心率和卡路里数据；再基于睡眠状态和清醒状态时间段的心率和卡路里数据，对人体特征状态进行分析，得到人体睡眠状态和清醒状态与心率和卡路里变化的对应关系，此为现有技术此处不再赘述，本发明的重点在于将机械手表的时尚特点引入现有的带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表中。

如图中，三个步进电机为步进电机1、步进电机2、步进电机3。步进电机1、步进电机2、步进电机3分别用于驱动时钟显示表盘中的分钟指针、时钟显示表盘中的时钟指针、以及运动量显示表盘中的百分比指针的偏转。

其中，所述终端为手机或者PDA。

具体的，运动检测模块采用KX022-1020三轴加速度传感器，KX022-1020三轴加速度传感器功耗低、灵敏度高，其拥有集成FIFO/FILO缓冲区和多种嵌入式功能，包括轻击检测、设备方向、活动和唤醒算法。且其高达16位分辨率的加速度计输出，让精度更高。输出数据速率(ODR)及滤波器可编程，因此，本装置采用KX022-1020三轴加速度传感器来获得用户的步伐、卡路里消耗、睡眠质量等运动信息，并将上述信息经IIC总线送给MCU进行分析和存储，进而为用户提供运动信息。

具体的，由于手表的体积小、功耗低的要求，较佳实施例采用DA14580蓝牙模块，其是一款超低功、超小体积、基于德国DAILOG的超级蓝牙芯片。其包含天线部分仅有8.3mm*8.3mm,且高度仅有1.7mm片上集成32位ARM Cortex M0^TM处理器国际标准的

Smart协议栈，因此其特别适合对体积和功耗有特殊需求的智能穿戴式设备。

具体的，由于APOLLO 256芯片为一款超低功耗微控制处理器，且包含Sensor Hub(感测器集线器)管理功能，特别适用于可穿戴、便携设备中使用，因此本装置MCU采用APOLLO 256作为微控制处理芯片。

其中，电源管理模块用于进行低功耗智能管理，当三轴加速度传感器检测到用户处于睡眠状态时，MCU将会通过电源管理模块来控制蓝牙模块的电能，从而达到节省电能的目的，并且当分钟计数器及时钟计数器尚未计满时，MCU将会通过电源管理模块来来切断PWM驱动器、步进电机等的电源，从而进一步实现降低功耗的目的。

下面简单介绍较佳实施例的工作原理：

将手机蓝牙打开，并将手机放在手表正上方附近，手表通过蓝牙与手机端进行配对后，通过手机端APP给手表设定每日运动量(每日运动步伐数)以及自动设定当前时钟，以及通过手机端APP输入事件提醒日志信息，并通过蓝牙同步到本装置的存储器模块，同时通过本手表将用户运动的步伐数、睡眠质量、当前运动量、当前时钟等数据经蓝牙模块发送给手机端的APP中进行显示和存储的。本实施例的手表通过蓝牙获得当前手机来电状态或者达到用户设定的日志时刻点时，通过振动模块来提醒用户。

同时，MCU通过检测三轴加速度传感器接收到的人体运动信息(步伐数据、睡眠数据)，并通过MCU计算出人体当前运动步伐数占设定步伐数(储存器中保存的设定的每日运动步伐数)的百分比，并通过MCU计算出PWM驱动器需要驱动步进电机所需要转动的角度，然后通过MCU控制PWM驱动器，使步进电机的指针指向当前运动量百分比位置，从而提醒用户当前已完成的运动量(百分比形式体现)。现有技术中是直接显示百分比，而本发明是通过指针显示。

其中，时钟设定的原理为：手机端将会通过蓝牙给手表端发送时间设定指令，分别通过手机调节手表的时钟和分钟，使其均指向12点(0点)后，通过手机端给手表中MCU发送时钟同步数据后，手表中MCU将会对同步数据进行解析，通过对设定时间的分析，优选出旋转方向(正转还是反转)，并计算出时钟/分钟指针需要转动的角度，并通过MCU产生PWM波来控制PWM波驱动器产生旋转脉冲，并通过PWM波驱动器来控制步进电机旋转，从而实现根据接收到的同步信号自动设置手表的时钟和分钟到指定位置的功能。

其中，时钟工作原理为：MCU控制32.768KHz的实时时钟(RTC)产生1秒的时延信号，并通过MCU对生成的时延信号进行计数，每当计数满60后，MCU将产生一个中断信号，MCU产生一个PWM波来控制PWM驱动器，使分钟指针产生一个顺时针3°步长的步进信号，并作用于步进电机使其旋转到下一分钟位置，同时，再对分钟数进行计数，当分钟数的计数器满12后，MCU将产生一个中断信号，MCU产生一个PWM波来控制PWM驱动器，使时钟指针产生一个顺时针3°步长的步进信号，并作用于步进电机使其旋转到下一位置。其中，时钟每转动5次为1小时(12*5)。

此外，本实用新型专利还可通过LED背景灯来解决夜间光线暗淡而无法读到表针数据的问题；优选的，还可以通过与振动模块配合，实现振动以及LED背景灯闪烁两种同步提醒方式来提醒蓝牙连接状态及数据交互传输操作。

综上所述，实施本实用新型的带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表，具有以下有益效果：本实用新型既保留了机械手表的时尚，同时兼具电子手表的精准和多功能的特点。其中运动检测模块可实现人体运动识别与计步，并通过运动量显示表盘显示当前运动步伐数占设定步伐数的百分比，还可通过蓝牙模块将用户运动信息上传至终端进行显示；进一步的，还可通过振动模块实现来电提醒、事件提醒。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (8)

1.一种带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表，所述手表包括用于检测心率异常的心率监测模块和用于监测睡眠质量的睡眠监测模块，其特征在于，所述手表具有一个时钟显示表盘、一个显示当前运动步伐数占设定步伐数的百分比的运动量显示表盘，所述手表包括：用于手表端和终端之间的数据通信的蓝牙模块、用于检测人体运动信息的运动检测模块、分别用于驱动时钟显示表盘中的分钟指针和时钟指针以及运动量显示表盘中的百分比指针的偏转的三个步进电机、用于驱动三个步进电机的PWM驱动器、实时时钟、MCU、存储器、电池、电源管理模块，其中，所述三个步进电机连接至PWM驱动器，所述电池连接至电源管理模块，所述PWM驱动器、实时时钟、存储器、蓝牙模块、运动检测模块、心率监测模块、睡眠监测模块分别连接至MCU，所述电源管理模块分别连接MCU、PWM驱动器、三个步进电机、存储器、蓝牙模块。

2.根据权利要求1所述的带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表，其特征在于，所述运动检测模块为三轴加速度传感器。

3.根据权利要求2所述的带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表，其特征在于，所述三轴加速度传感器采用KX022-1020三轴加速度传感器。

4.根据权利要求1所述的带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表，其特征在于，所述手表还包括在振动模块，所述振动模块与所述MCU以及电源管理模块连接，所述振动模块用于在终端来电或者达到用户设定的日志时刻点时进行振动以提醒用户。

5.根据权利要求1所述的带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表，其特征在于，所述手表还包括LED背景灯，所述LED背景灯与MCU连接。

6.根据权利要求1所述的带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表，其特征在于，所述蓝牙模块采用DA14580蓝牙模块。

7.根据权利要求1所述的带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表，其特征在于，所述终端为手机或者PDA。

8.根据权利要求1所述的带计步功能的心率以及睡眠监测用智能手表，其特征在于，所述智能手表的表面采用有机玻璃，所述智能手表的后盖通过螺纹旋紧内嵌密封胶圈固定。

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