TWI622379B - 可預防中暑的穿戴式裝置 - Google Patents

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Abstract

本案關於一種穿戴式裝置，包括：環境溫度感測器，偵測穿戴式裝置之環境溫度；環境濕度感測器，偵測穿戴式裝置之環境濕度；紫外線感測器，偵測穿戴式裝置所接收的紫外線指數；皮膚溫度感測器，與使用者的皮膚接觸而偵測使用者的皮膚溫度；警告模組，選擇性地產生至少一警告訊息；以及處理單元，係儲存至少一預設中暑條件，且依據環境溫度、環境濕度、紫外線指數及/或皮膚溫度之資訊進行判斷，並在判斷結果符合預設中暑條件時，啟動警告模組產生對應預設中暑條件之至少一警告訊息。

Description

可預防中暑的穿戴式裝置
本案係關於一種 穿戴式裝置 ，尤指一種 可預防中暑的穿戴式裝置 。
全世界皆有許多愛好運動的人，然而當人在酷熱的天氣運動時，例如處於夏季或是正中午，容易因未注意到戶外的高溫及多濕的氣候，又長時間暴露在陽光的直接照射下，導致常常發生中暑事件。
雖然目前有各式各樣的穿戴式裝置被研發出來，例如台灣專利公告號M487052所揭露的生理量測裝置，其係可記錄使用者於運動時的生理變化，使使用者可調整運動的激烈程度，或如台灣專利公告號M487716所揭露的感測型觸控裝置，其係可提供使用者的生理訊號量測，例如心跳，或如台灣專利公告號M48962所揭露的生理訊號測量器，其係同樣可提供使用者的生理訊號量測，例如心跳，或如美國專利公開號US20110092790所揭露的傳感器模組，其係可偵測使用者的生理資訊，亦或如美國專利公開號US201402006372所揭露的個人熱調節裝置，其係可依據使用者的體溫而對應控制一發熱裝置進行發熱。然而前述該些穿戴式裝置皆僅能偵測及顯示特定的生理數值，並無提供中暑的相關偵測及中暑預防措施的功能。
又目前雖然也有部分穿戴式裝置具有用來預防中暑的提醒機制，其中該些穿戴式裝置主要是利用監測環境溫度及環境濕度，並在偵測結果為可能發生中暑的情況時，發出警告訊息給使用者，以避免發生中暑事件。
然而由於造成中暑的因子並非僅具有環境溫度及環境濕度，紫外線指數及人體溫度亦是一個重要考量因素，因此上述該些穿戴式裝置實因偵測的參數不足而無法準確判斷出中暑事件。
有鑒於此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失之 可預防中暑的穿戴式裝置 ，實為相關技術領域者目前所需要解決之問題。
本案之目的在於提供一種穿戴式裝置，其係可依據環境溫度感測器、環境濕度感測器、紫外線感測器、皮膚溫度感測器而分別偵測為中暑危險因子之環境溫度、環境溼度、紫外線指數及皮膚溫度，並依據偵測結果而進行分析，以判斷使用者處於何種預設中暑條件，進而驅動警告模組產生對應的警告訊息，使使用者可更為精確且更為即時地預先防範中暑。
為達上述目的，本案之一較佳實施態樣為提供 一種 穿戴式裝置 ，包括 ： 環境溫度感測器，用以偵測 穿戴式裝置所在之環境溫度； 環境濕度感測器，用以偵測 穿戴式裝置所在之環境濕度； 紫外線感測器，用以偵測 穿戴式裝置 所接收到的紫外線指數；皮膚溫度感測器，係與使用者的皮膚接觸，用以偵測使用者的皮膚溫度；警告模組，用以選擇性地產生至少一警告訊息；以及處理單元，係與環境溫度感測器、環境濕度感測器、紫外線感測器、皮膚溫度感測器及警告模組電連接，且儲存至少一預設中暑條件，處理單元係依據環境溫度、環境濕度、紫外線指數及/或皮膚溫度之資訊進行判斷，並在判斷結果符合預設中暑條件時，啟動警告模組產生對應預設中暑條件之至少一警告訊息。
1‧‧‧穿戴式裝置
10‧‧‧環境溫度感測器
11‧‧‧環境濕度感測器
12‧‧‧紫外線感測器
13‧‧‧皮膚溫度感測器
14‧‧‧警告模組
140‧‧‧顯示裝置
141‧‧‧震動裝置
142‧‧‧聲音裝置
15‧‧‧處理單元
16‧‧‧無線模組
20‧‧‧第一外表面
200‧‧‧金屬感測接點
21‧‧‧第二外表面
30‧‧‧導熱載板
300‧‧‧第一承載面
301‧‧‧第二承載面
40‧‧‧絕熱罩體
50‧‧‧絕熱膠
第1圖係為本案較佳實施例之穿戴式裝置的電路結構示意圖。
第2圖係為第1圖所示之穿戴式裝置的頂部示意圖。
第3圖係為第1圖所示之穿戴式裝置的底部示意圖。
第4圖係為第1圖所示之穿戴式裝置的部分內部結構示意圖。
第5圖係為第1圖所示之皮膚溫度感測器設置於導熱載板時的結構示意圖。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用，而非用於限制本案。
請參閱第1圖，其係為本案較佳實施例之穿戴式裝置的電路結構示意圖。如第1圖所示，本案之穿戴式裝置1可穿戴於使用者身上，例如手臂等，且包含一環境溫度感測器10、一環境濕度感測器11、一紫外線感測器12、一皮膚溫度感測器13、一警告模組14以及一處理單元15。環境溫度感測器10係用以偵測穿戴式裝置1所在之環境溫度。環境濕度感測器11係用以偵測穿戴式裝置1所在之環境濕度。紫外線感測器12係用以偵測穿戴式裝置1所接收到的紫外線指數。皮膚溫度感測器13則用以當使用者穿戴該穿戴式裝置1時，與使用者的皮膚相接觸，以偵測使用者的皮膚溫度。
警告模組14則可選擇性地輸出至少一警告訊號，其中該警告訊號可包含文字訊息、震動訊息及/或聲音訊息等。處理單元15可為但不限於由微控制單元(MCU)或中央處理器(CPU)所構成，且與環境溫度感測器10、環境濕度感測器11、紫外線感測器12、皮膚溫度感測器13及警告模組14電連接，且儲存至少一預設中暑條件，處理單元15係用以控制環境溫度感測器10、環境濕度感測器11、紫外線感測器12、皮膚溫度感測器13及警告模組14之運作，此外，處理單元15更接收環境溫度感測器10、環境濕度感測器11、紫外線感測器12及/或皮膚溫度感測器13之偵測結果，進而 依據該環境溫度、該環境濕度、該紫外線指數及/或該皮膚溫度之資訊進行判斷 ，並在判斷結果符合預設中暑條件時啟動警告模組14產生對應預設中暑條件之的至少一警告訊息，以提醒使用者防範中暑，同時讓使用者可採取對應的應急措施。
於本實施例中，警告模組14係包含一顯示裝置140、一震動裝置141以及一聲音裝置142。顯示裝置140可為但不限於為由液晶顯示面板或發光二極體顯示面板等所構成，其係與處理單元15電連接及控制，顯示裝置140係用以顯示一文字警告訊息，而於一些實施例中，處理單元15更可控制顯示裝置140顯示環境溫度感測器10所偵測到的環境溫度、顯示環境濕度感測器11所偵測到的環境濕度、顯示紫外線感測器12所接收到的紫外線指數及顯示皮膚溫度感測器13所偵測到的使用者的皮膚溫度，以供使用者查詢。
震動裝置141可為但不限於由震動馬達所構成，其係與處理單元15電連接，且受處理單元15控制，震動裝置141係用以產生一震動警告訊息。
聲音裝置142可為但不限於由喇叭所構成，其係與處理單元15電連接，且受處理單元15控制，聲音裝置142係用以產生一聲音警告訊息。
於本實施例中，處理單元15所儲存的預設中暑條件實際上係包含三種不同程度的中暑條件，由輕微程度(第一級)到嚴重程度(第三級)分別為(1)環境溫度超過一設定環境溫度以及環境濕度超過一設定環境濕度(第一級)；(2)紫外線指數超過一設定紫外線指數且維持一第一預設時間，例如一小時(第二級)；(3)皮膚溫度超過一設定皮膚溫度(第三級)。在達到不同的預設中暑條件時，處理單元15便會控制警告模組14內對應的裝置產生對應的警告訊息，更進一步說明，當處理單元15分別由環境溫度感測器10及環境濕度感測器11得知環境溫度超過設定溫度以及環境濕度超過設定濕度時，處理單元15便分析目前使用者處於可能有中暑狀況的第一級中暑模式，故處理單元15便驅動顯示裝置140產生文字警告訊息。
當處理單元15由紫外線感測器12得知紫外線指數超過設定紫外線指數且維持第一預設時間時，處理單元15便分析目前使用者處於接近中暑狀況的第二級中暑模式，此時處理單元15不但驅動顯示裝置140產生文字警告訊息，更驅動震動裝置141產生震動警告訊息。
當處理單元15由皮膚溫度感測器13得知使用者的皮膚溫度超過設定皮膚溫度時，處理單元15便分析目前使用者處於已達到中暑狀況的第三級中暑模式，此時處理單元15不但驅動顯示裝置140產生文字警告訊息，並驅動震動裝置141產生震動警告訊息，更驅動聲音裝置142產生聲音警告訊息。然而中暑條件的判斷並非分別侷限於如上所述，即第一級中暑條件為判斷環境溫度是否超過一設定環境溫度以及環境濕度是否超過一設定環境濕度，第二級中暑條件為判斷紫外線指數是否超過一設定紫外線指數且是否維持一第一預設時間，第三級中暑條件為判斷皮膚溫度是否超過一設定皮膚溫度，於其它實施例中，使用者可依據各地氣候、使用者狀況調整各種中暑條件中的判斷參數，故中暑條件之設定實際上並未做限制。
而由上述內容可推得警告模組14之顯示裝置140、震動裝置141以及聲音裝置142在不同層級 的中暑模式時對應的作動，亦即如下表所示：
【0020】 於上述實施例中，當處理單元15由皮膚溫度感測器13得知皮膚溫度超過設定皮膚溫度且維持一第二預設時間以上時，處理單元15更控制顯示裝置140顯示一中暑應急措施，使使用者可依據中暑應急措施而進行對應的處理，其中該中暑應急措施可為提醒使用者補充水分，例如提醒使用者飲用口服補充水沖劑或運動飲料，亦或是提醒使用者降低體溫，例如提醒使用者往全身淋水，或把冷的罐裝飲料或冰枕等等放在腋下。
於一些實施例中，上述之設定環境溫度可為30℃，上述之設定環境濕度可為95%，上述之設定紫外線指數可為7，上述之設定皮膚溫度可為37.5℃，但皆不以此為限。
另外，於其它實施例中，如第1圖所示，穿戴式裝置1更包含一無線模組16，係受處理單元15控制而選擇性地與使用者之一行動電話9相通訊，當處理單元15由皮膚溫度感測器13得知皮膚溫度超過設定皮膚溫度且維持第二預設時間以上時，處理單元15係控制無線模組16而選擇性地與行動電話9相通訊，以驅使行動電話9執行一救援措施，其中該救援措施可為行動電話9利用內建的全球定位系統(GPS)而導引該使用者前往附近之一陰涼區域，亦可為行動電話9撥打一預設救援電話，例如110或119等。於上述實施例中，無線模組16可利用藍芽低功耗(Bluetooth Low Energy；BLE)、WiFi其中之一種無線網路而與行動電話9相通訊。
由上可知，本案之穿戴式裝置1可依據環境溫度感測器10、環境濕度感測器11、紫外線感測器12、皮膚溫度感測器13而監控中暑危險因子，即監控(1)環境溫度(2)環境溼度(3)紫外線指數(4)皮膚溫度，並依據偵測結果而進行分析，以判斷使用者係處於何種預設中暑條件，進而控制警告模組14產生對應的警告訊息，使使用者可預先防範中暑，故本案之穿戴式裝置1能夠更精確且更即時給使用者保障。
請參閱第2圖、第3圖及第4圖，其中第2圖係為第1圖所示之穿戴式裝置的頂部示意圖，第3圖係為第1圖所示之穿戴式裝置的底部示意圖，第4圖係為第1圖所示之穿戴式裝置的部分內部結構示意圖。如第2-4圖所示，本案之穿戴式裝置1係具有一第一外表面20及第二外表面21。第一外表面20於使用者穿戴該穿戴式裝置1時，係與使用者之皮膚接觸，且第一外表面20上係具有至少一金屬感測接點200，金屬感測接點200可與使用者之皮膚接觸，且經由穿戴式裝置1內之一導熱載板30(如第4圖所示)而與皮膚溫度感測器13導接，金屬感測接點200係用以經由導熱載板13將使用者之體溫傳導至皮膚溫度感測器13。於一些實施例中，導熱載板30可由具導熱性質之一印刷電路板所構成。
請參閱第5圖，其係為第1圖所示之皮膚溫度感測器設置於導熱載板時的結構示意圖。如第5圖所示，本案之皮膚溫度感測器13實際上可由一溫度感測晶片所構成，且皮膚溫度感測器13係設置於導熱載板30之一第一承載面300上。另外，於本實施例中，穿戴式裝置1更包含一絕熱罩體40，係設置於導熱載板30之第一承載面300上，且覆蓋皮膚溫度感測器13，絕熱罩體40用以阻隔皮膚溫度感測器13與外在環境之間的熱傳導，以避免散熱問題而影響皮膚溫度感測器13之溫度量測準度.。
又於一些實施例中，導熱載板30更具有一第二承載面301，係與第一承載面300相對設置於導熱載板30之相對兩側，且第二承載面301上更具有一絕熱膠50，係與皮膚溫度感測器13位於該第一承載面300上之位置相對應設置，絕熱膠50用以阻隔皮膚溫度感測器13之熱能經由導熱載板30傳導至外在環境，以避免散熱問題而影響皮膚溫度感測器13之溫度量測準度。
綜上所述，本案提供一種穿戴式裝置，其係可依據環境溫度感測器、環境濕度感測器、紫外線感測器、皮膚溫度感測器而分別偵測為中暑危險因子之環境溫度、環境溼度、紫外線指數及皮膚溫度，並依據偵測結果而進行分析，以判斷使用者處於何種預設中暑條件，進而控制警告模組產生對應的警告訊息，使使用者可預先防範中暑，故本案之穿戴式裝置可更精確且更即時地通知使用者防範中暑。
本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

Claims (15)

  1. 一種穿戴式裝置，包括：一環境溫度感測器，用以偵測該穿戴式裝置所在之一環境溫度；一環境濕度感測器，用以偵測該穿戴式裝置所在之一環境濕度；一紫外線感測器，用以偵測該穿戴式裝置所接收到的一紫外線指數；一皮膚溫度感測器，係與一使用者的皮膚接觸，用以偵測該使用者的一皮膚溫度；一警告模組，用以選擇性地產生至少一警告訊息；以及一處理單元，係與該環境溫度感測器、該環境濕度感測器、該紫外線感測器、該皮膚溫度感測器及該警告模組電連接，且儲存至少一預設中暑條件，該處理單元係依據該環境溫度、該環境濕度、該紫外線指數及/或該皮膚溫度之資訊進行判斷，並在判斷結果符合該預設中暑條件時，啟動該警告模組產生對應該預設中暑條件之該至少一警告訊息；其中該穿戴式裝置具有相對設置之一第一外表面及第二外表面，該第一外表面係於該使用者穿戴該穿戴式裝置時與該使用者之皮膚接觸，該第二外表面係供該環境溫度感測器、該環境濕度感測器及該紫外線感測器設置；其中該第一外表面上更具有至少一金屬感測接點，係與該使用者之皮膚接觸，且經由該穿戴式裝置內之一導熱載板而與該皮膚溫度感測器導接，該金屬感測接點係用以經由該導熱載板將該使用者之體溫傳導至該皮膚溫度感測器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式裝置，其中該警告模組係包含： 一顯示裝置，係與該處理單元電連接而受該處理單元控制，且用以顯示一文字警告訊息；一震動裝置，係與該處理單元電連接而受該處理單元控制，且用以產生一震動警告訊息；以及一聲音裝置，係與該處理單元電連接而受該處理單元控制，且用以產生一聲音警告訊息；以及其中該警告模組所產生之該至少一警告訊息係包含該文字警告訊息、該聲音警告訊息、該震動警告訊息之其中之一。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之穿戴式裝置，其中該預設中暑條件包含該環境溫度超過一設定環境溫度以及該環境濕度超過一設定環境濕度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之穿戴式裝置，其中當該處理單元分別由該環境溫度感測器及該環境濕度感測器得知該環境溫度超過該設定溫度以及該環境濕度超過該設定濕度時，該處理單元係驅動該顯示裝置產生該文字警告訊息。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之穿戴式裝置，其中該預設中暑條件包含該紫外線指數超過一設定紫外線指數且維持一第一預設時間以上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之穿戴式裝置，其中當該處理單元由該紫外線感測器得知該紫外線指數超過該設定紫外線指數且維持該預設時間時，該處理單元係驅動該顯示裝置產生該文字警告訊息，且驅動該震動裝置產生該震動警告訊息。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之穿戴式裝置，其中該預設中暑條件包含該皮膚溫度超過一設定皮膚溫度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之穿戴式裝置，其中當該處理單元由該皮膚溫度感測器得知該皮膚溫度超過該設定皮膚溫度時，該處理單元係驅動該顯示裝置產生該文字警告訊息，且驅動該震動裝置產生該震動警告訊息，並驅動該聲音裝置產生該聲音警告訊息。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之穿戴式裝置，其中該顯示裝置更以文字顯示一中暑應急措施。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之穿戴式裝置，更包含一無線模組，當該皮膚溫度超過該設定皮膚溫度且維持一第二預設時間以上時，該處理單元係控制該無線模組而選擇性地與該使用者之一行動電話相通訊，使該行動電話執行一救援措施。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之穿戴式裝置，其中該救援措施為該行動電話導引該使前往用者附近之一陰涼區域。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之穿戴式裝置，其中該救援措施為該行動電話撥打一預設救援電話。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式裝置，其中該皮膚溫度感測器係由一溫度感測晶片所構成，且該皮膚溫度感測器係設置於該導熱載板之一第一承載面上，而該導熱載板係由具導熱性質之一印刷電路板所構成。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之穿戴式裝置，更包含一絕熱罩體，係設置於該導熱載板之該第一承載面上，且覆蓋該皮膚溫度感測器，以阻隔該皮膚溫度感測器與外在環境之間的熱傳導。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之穿戴式裝置，其中相對於該第一面之該導熱載板之一第二面上更具有一絕熱膠，係與該皮膚溫度感測器位於該第一面上之位置相對應設置，以阻隔該皮膚溫度感測器之熱能經由該導熱載板傳導至外在環境。
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