CN215005914U - 仿真穿戴设备控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种仿真穿戴设备控制电路，其包括电源供电模块、主控模块、无线通讯模块和触摸感应模块；触摸感应模块和无线通讯模块均与主控模块连接，供电模块为其他各模块供电；主控模块包括主控制芯片和拨码开关，拨码开关连接主控制芯片。本电路主要设置在用于练习和针对动作标准程度考试所用的仿真专用鞋、仿真专用服、仿真安全带等设备上。触摸感应模块通过检测设备与人体是否接触良好来判断穿戴是否到位，检测结果发送给主控模块，主控模块通过无线通讯模块将检测结果上传到上位机进行判定和记录。拨码开关用于设定设备的类别、ID等信息。本方案适用于仿真穿戴设备。

Description

仿真穿戴设备控制电路

技术领域

本实用新型涉及仿真工程设备领域，尤其是涉及一种仿真穿戴设备控制电路。

背景技术

工程作业人员需要穿戴专用的设备来确保安全，例如电工的绝缘鞋、绝缘服，高空作业人员的安全带，特定环境的防护服等。这些人员平时训练或者考核时，需要观测或判断穿戴是否到位。常规的观测方式时人工查看，这种方式效率低且判断准确度不够高。

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在的需要通过人工来判断专用设备穿戴是否到位的技术问题，提供一种可以检测穿戴是否到位的并将检测结果上传的仿真穿戴设备控制电路。

本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种仿真穿戴设备控制电路，包括电源供电模块、主控模块、无线通讯模块和触摸感应模块；所述触摸感应模块和无线通讯模块均与主控模块连接，供电模块为其他各模块供电；主控模块包括主控制芯片和拨码开关，主控制芯片为STC15W单片机，主控制芯片的11脚和12脚连接程序下载端口，主控制芯片的16脚连接复位端口，主控制芯片的15脚连接查参端口，拨码开关的1脚、2脚、3脚和4脚分别连接主控制芯片的9脚、7脚、4脚和5脚，拨码开关的5脚、6脚、7脚和8脚均接地；主控制芯片的1脚连接端口1的3脚，端口1的3脚与触摸感应模块连接，端口1的1脚连接电源VCC，端口1的2脚接地，电阻R13跨接在端口1的1脚和3脚之间。

本电路主要设置在用于练习和针对动作标准程度考试所用的仿真专用鞋、仿真专用服、仿真安全带等设备上。触摸感应模块通过检测设备与人体是否接触良好来判断穿戴是否到位，检测结果发送给主控模块，主控模块通过无线通讯模块将检测结果上传到上位机进行判定和记录。拨码开关用于设定设备的类别、ID等信息，上传到上位机的信息中包含拨码开关的数值，从而让上位机对检测结果进行识别和区分。拨码开关让本方案可以应用在不同的设备上，提高了通用性。

作为优选，所述触摸感应模块包括TTP223触摸感应芯片，TTP223触摸感应芯片的3脚连接感测电极，TTP223触摸感应芯片的5脚和6脚均连接端子1的1脚，TTP223触摸感应芯片的1脚通过电阻R55连接端子1的3脚，TTP223触摸感应芯片的2脚和4脚接地，端子1的1脚、2脚和3脚分别与端口1的1脚、2脚和3脚连接，感测电极贴合在设备与人体紧密接触的位置。

感测电极贴在鞋子内侧、防护服袖口或领口、安全带腰带内侧等穿戴好以后与人体皮肤贴近并且持续受到压力的位置，正确穿戴设备以后，感测电极被触发，TTP223触摸感应芯片输出反向电平信号给主控制芯片。

作为优选，所述无线通讯模块包括无线通讯芯片，所述无线通讯芯片为HC-12，无线通讯芯片的5脚通过电阻R26连接主控制芯片的6脚，无线通讯芯片的3脚和4脚分别连接主控制芯片的18脚和17脚，无线通讯芯片的6脚连接天线。

无线通讯模块用于信号的上传和接收。无线通讯芯片的5脚用于使能控制，3脚和4脚用于同主控制芯片之间的信号收发。

作为优选，主控模块还包括指示灯，所述指示灯为三脚双色二极管，三脚双色二极管通过指示灯端口连接到主控制芯片的14脚和13脚。

指示灯用于表示设备的状态。

作为优选，所述电源供电模块包括电源芯片和稳压器，电源芯片为LE33，稳压器为XC6206，电源芯片的1脚连接开关的OUT1脚，开关的IN脚连接电源端口的1脚，电源端口的2脚接地，电阻R17的第一端连接电源芯片的1脚，电阻R17的第二端通过电阻R18接地，电容C4的第一端连接电源芯片的1脚，电容C4的第二端接地，电源芯片的3脚和1脚连接，电源芯片的2脚接地，电源芯片的4脚通过电容C5接地，电源芯片的5脚连接电感L1的第一端，电感L1的第二端输出电源VCC，电容C1的第一端连接电源芯片的5脚，电容C1的第二端接地，电容C2的第一端连接电感L1的第二端，电容C2的第二端接地，电容C3和电容C2并联；稳压器的VIN脚连接电源VCC，电容C9的第一端连接稳压器的VIN脚，电容C9的第二端接地，稳压器的Vout脚通过电阻R16连接比较器的反相输入端，稳压器的Vss脚接地，电容C10跨接在稳压器的Vout脚和Vss脚之间，比较器的同相输入端连接电阻R17的第二端，比较器的输出端连接主控制芯片的20脚，比较器的8脚和4脚分别连接电源VCC和地，电阻R19跨接在比较器的7脚和8脚之间，比较器为LM393。

电源供电模块将电池输出的电压稳定成3.3V的供电电压。稳压器提供电路过流和短路保护，配合比较器将当前电池电压与标准供电电压比较值作为AD信号输出给单片机计算电池电量，反应电池大致剩余电量信息。

本实用新型带来的有益效果是，可以检测设备使用者的操作是否符合规范，对操作数据进行采集和上传，方便进行练习、考评等。

附图说明

图1是本实用新型的一种电路框图；

图2是本实用新型的一种主控模块电路图；

图3是本实用新型的一种触摸感应模块电路图；

图4是本实用新型的一种无线通讯模块电路图；

图5是本实用新型的一种电源供电模块电路图；

图6是本实用新型的一种安装在仿真安全带上的示意图；

图7是本实用新型的一种安装在仿真专用服上的示意图；

图8是本实用新型的一种安装在仿真专用鞋上的示意图；

图中：1、电源供电模块；2、主控模块；3、无线通讯模块；4、触摸感应模块；5、仿真安全带；6、控制电路；7、仿真专用服；8、仿真专用鞋。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种仿真穿戴设备控制电路，如图1所示，包括电源供电模块1、主控模块2、无线通讯模块3和触摸感应模块4。触摸感应模块和无线通讯模块均与主控模块连接，供电模块为其他各模块供电。

如图2所示，主控模块包括主控制芯片、拨码开关和指示灯，主控制芯片为STC15W单片机，主控制芯片的11脚和12脚连接程序下载端口，主控制芯片的16脚连接复位端口，主控制芯片的15脚连接查参端口，拨码开关的1脚、2脚、3脚和4脚分别连接主控制芯片的9脚、7脚、4脚和5脚，拨码开关的5脚、6脚、7脚和8脚均接地；主控制芯片的1脚连接端口1的3脚，端口1的3脚与触摸感应模块连接，端口1的1脚连接电源VCC，端口1的2脚接地，电阻R13跨接在端口1的1脚和3脚之间。

指示灯为三脚双色二极管，三脚双色二极管通过指示灯端口连接到主控制芯片的14脚和13脚。指示灯用于表示设备的状态。

本电路主要设置在用于练习和针对动作标准程度考试所用的仿真专用鞋（图8）、仿真专用服（图7）、仿真安全带（图6）等设备上，图中6即为控制电路，控制电路内侧与人体接触面为触摸感应模块的感测电极。触摸感应模块通过检测设备与人体是否接触良好来判断穿戴是否到位，检测结果发送给主控模块，主控模块通过无线通讯模块将检测结果上传到上位机进行判定和记录。拨码开关用于设定设备的类别、ID等信息，上传到上位机的信息中包含拨码开关的数值，从而让上位机对检测结果进行识别和区分。拨码开关让本方案可以应用在不同的设备上，提高了通用性。

如图3所示，触摸感应模块包括TTP223触摸感应芯片，TTP223触摸感应芯片的3脚连接感测电极，TTP223触摸感应芯片的5脚和6脚均连接端子1的1脚，TTP223触摸感应芯片的1脚通过电阻R55连接端子1的3脚，TTP223触摸感应芯片的2脚和4脚接地，端子1的1脚、2脚和3脚分别与端口1的1脚、2脚和3脚连接，感测电极贴合在设备与人体紧密接触的位置。

感测电极贴在鞋子内侧、防护服袖口或领口、安全带腰带内侧等穿戴好以后与人体皮肤贴近并且持续受到压力的位置，正确穿戴设备以后，感测电极被触发，TTP223触摸感应芯片输出反向电平信号给主控制芯片。

如图4所示，无线通讯模块包括无线通讯芯片，所述无线通讯芯片为HC-12，无线通讯芯片的5脚通过电阻R26连接主控制芯片的6脚，无线通讯芯片的3脚和4脚分别连接主控制芯片的18脚和17脚，无线通讯芯片的6脚连接天线。

无线通讯模块用于信号的上传和接收。无线通讯芯片的5脚用于使能控制，3脚和4脚用于同主控制芯片之间的信号收发。

如图5所示，电源供电模块包括电源芯片和稳压器，电源芯片为LE33，稳压器为XC6206，电源芯片的1脚连接开关的OUT1脚，开关的IN脚连接电源端口的1脚，电源端口的2脚接地，电阻R17的第一端连接电源芯片的1脚，电阻R17的第二端通过电阻R18接地，电容C4的第一端连接电源芯片的1脚，电容C4的第二端接地，电源芯片的3脚和1脚连接，电源芯片的2脚接地，电源芯片的4脚通过电容C5接地，电源芯片的5脚连接电感L1的第一端，电感L1的第二端输出电源VCC，电容C1的第一端连接电源芯片的5脚，电容C1的第二端接地，电容C2的第一端连接电感L1的第二端，电容C2的第二端接地，电容C3和电容C2并联；稳压器的VIN脚连接电源VCC，电容C9的第一端连接稳压器的VIN脚，电容C9的第二端接地，稳压器的Vout脚通过电阻R16连接比较器的反相输入端，稳压器的Vss脚接地，电容C10跨接在稳压器的Vout脚和Vss脚之间，比较器的同相输入端连接电阻R17的第二端，比较器的输出端连接主控制芯片的20脚，比较器的8脚和4脚分别连接电源VCC和地，电阻R19跨接在比较器的7脚和8脚之间，比较器为LM393。

电源供电模块将电池输出的电压稳定成3.3V的供电电压。稳压器提供电路过流和短路保护，配合比较器将当前电池电压与标准供电电压比较值作为AD信号输出给单片机计算电池电量，反应电池大致剩余电量信息。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明创造精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的原理或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了触摸感应、单片机等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明创造精神相违背的。

Claims (5)

1.一种仿真穿戴设备控制电路，其特征在于，包括电源供电模块、主控模块、无线通讯模块和触摸感应模块；所述触摸感应模块和无线通讯模块均与主控模块连接，供电模块为其他各模块供电；主控模块包括主控制芯片和拨码开关，主控制芯片为STC15W单片机，主控制芯片的11脚和12脚连接程序下载端口，主控制芯片的16脚连接复位端口，主控制芯片的15脚连接查参端口，拨码开关的1脚、2脚、3脚和4脚分别连接主控制芯片的9脚、7脚、4脚和5脚，拨码开关的5脚、6脚、7脚和8脚均接地；主控制芯片的1脚连接端口1的3脚，端口1的3脚与触摸感应模块连接，端口1的1脚连接电源VCC，端口1的2脚接地，电阻R13跨接在端口1的1脚和3脚之间。

2.根据权利要求1所述的仿真穿戴设备控制电路，其特征在于，所述触摸感应模块包括TTP223触摸感应芯片，TTP223触摸感应芯片的3脚连接感测电极，TTP223触摸感应芯片的5脚和6脚均连接端子1的1脚，TTP223触摸感应芯片的1脚通过电阻R55连接端子1的3脚，TTP223触摸感应芯片的2脚和4脚接地，端子1的1脚、2脚和3脚分别与端口1的1脚、2脚和3脚连接，感测电极贴合在设备与人体紧密接触的位置。

3.根据权利要求1或2所述的仿真穿戴设备控制电路，其特征在于，所述无线通讯模块包括无线通讯芯片，所述无线通讯芯片为HC-12，无线通讯芯片的5脚通过电阻R26连接主控制芯片的6脚，无线通讯芯片的3脚和4脚分别连接主控制芯片的18脚和17脚，无线通讯芯片的6脚连接天线。

4.根据权利要求3所述的仿真穿戴设备控制电路，其特征在于，主控模块还包括指示灯，所述指示灯为三脚双色二极管，三脚双色二极管通过指示灯端口连接到主控制芯片的14脚和13脚。

5.根据权利要求1或2所述的仿真穿戴设备控制电路，其特征在于，所述电源供电模块包括电源芯片和稳压器，电源芯片为LE33，稳压器为XC6206，电源芯片的1脚连接开关的OUT1脚，开关的IN脚连接电源端口的1脚，电源端口的2脚接地，电阻R17的第一端连接电源芯片的1脚，电阻R17的第二端通过电阻R18接地，电容C4的第一端连接电源芯片的1脚，电容C4的第二端接地，电源芯片的3脚和1脚连接，电源芯片的2脚接地，电源芯片的4脚通过电容C5接地，电源芯片的5脚连接电感L1的第一端，电感L1的第二端输出电源VCC，电容C1的第一端连接电源芯片的5脚，电容C1的第二端接地，电容C2的第一端连接电感L1的第二端，电容C2的第二端接地，电容C3和电容C2并联；稳压器的VIN脚连接电源VCC，电容C9的第一端连接稳压器的VIN脚，电容C9的第二端接地，稳压器的Vout脚通过电阻R16连接比较器的反相输入端，稳压器的Vss脚接地，电容C10跨接在稳压器的Vout脚和Vss脚之间，比较器的同相输入端连接电阻R17的第二端，比较器的输出端连接主控制芯片的20脚，比较器的8脚和4脚分别连接电源VCC和地，电阻R19跨接在比较器的7脚和8脚之间，比较器为LM393。

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