CN208874559U - 便携式智能穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式智能穿戴设备，包括包括单片机、电源模块、触控屏、激光模组、光敏传感器、加速度传感器、地磁传感器、心率传感器、无线通信模块和语音模块，电源模块、触控屏、激光模组、光敏传感器、加速度传感器、地磁传感器、心率传感器、无线通信模块和语音模块均与单片机连接；电源模块包括电压输入端、第一电容、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第六电容、第一TVS管、第二电容、第二三极管、第三电容、第三三极管、第四三极管、第四电容、第五电容和电压输出端，电压输入端分别与第一电容的一端和第一电阻的一端连接。本实用新型的电路结构较为简单、成本较低、维护方便、电路的安全性和可靠性较高。

Description

便携式智能穿戴设备

技术领域

本实用新型涉及穿戴设备领域，特别涉及一种便携式智能穿戴设备。

背景技术

智能穿戴设备是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称，如眼镜、手套、手表、服饰及鞋等。广义穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或者部分的功能，例如：智能手表或智能眼镜等，以及只专注于某一类应用功能，需要和其它设备如智能手机配合使用，如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等。随着技术的进步以及用户需求的变迁，智能穿戴设备的形态与应用热点也在不断的变化。激光笔是把可见激光设计成便携、手易握的发射器。目前，现有的智能穿戴设备也继承了激光笔的功能，做到智能穿戴设备的多功能应用。然而，传统智能穿戴设备的内部电路使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统智能穿戴设备的内部电路缺少相应的电路保护功能，例如：防干扰功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

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，提供一种电路结构较为简单、成本较低、维护方便、电路的安全性和可靠性较高的便携式智能穿戴设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种便携式智能穿戴设备，包括单片机、电源模块、触控屏、激光模组、光敏传感器、加速度传感器、地磁传感器、心率传感器、无线通信模块和语音模块，所述电源模块、触控屏、激光模组、光敏传感器、加速度传感器、地磁传感器、心率传感器、无线通信模块和语音模块均与所述单片机连接，所述无线通信模块通过无线方式与移动终端进行无线通信；

所述电源模块包括电压输入端、第一电容、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第六电容、第一TVS管、第二电容、第二三极管、第三电容、第三三极管、第四三极管、第四电容、第五电容和电压输出端，所述电压输入端分别与所述第一电容的一端和第一电阻的一端连接，所述第一电容的另一端分别与所述第二电阻的一端和第一三极管的基极连接，所述第二电阻的另一端和第一三极管的发射极均接地，所述第一三极管的集电极分别与所述第六电容的一端、第一TVS管的阴极、第二电容的一端和第二三极管的基极连接，所述第一TVS管的阳极和第二电容的另一端均接地，所述第六电容的另一端分别与所述第一电阻的另一端和第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第三电容的一端、第三三极管的基极和第四三极管的基极连接，所述第三电容的另一端接地，所述第三三极管的集电极与所述第四电容的一端连接，所述第三三极管的发射极分别与所述第四三极管的集电极、第四电容的另一端、第五电容的一端和电压输出端连接，所述第四三极管的发射极和第五电容的另一端均接地，所述第六电容的电容值为360pF。

在本实用新型所述的便携式智能穿戴设备中，所述电源模块还包括第七电容，所述第七电容的一端与所述第二三极管的发射极连接，所述第七电容的另一端分别与所述第三三极管的基极和第四三极管的基极连接，所述第七电容的电容值为470pF。

在本实用新型所述的便携式智能穿戴设备中，所述电源模块还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第七电容的另一端连接，所述第二二极管的阴极与所述第三三极管的基极连接，所述第二二极管的型号为E-152。

在本实用新型所述的便携式智能穿戴设备中，所述电源模块还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第四三极管的发射极连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第三电阻的阻值为38kΩ。

在本实用新型所述的便携式智能穿戴设备中，所述第一三极管、第二三极管和第三三极管均为NPN型三极管，所述第四三极管为PNP型三极管。

在本实用新型所述的便携式智能穿戴设备中，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。

实施本实用新型的便携式智能穿戴设备，具有以下有益效果：由于设有单片机、电源模块、触控屏、激光模组、光敏传感器、加速度传感器、地磁传感器、心率传感器、无线通信模块和语音模块，电源模块包括电压输入端、第一电容、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第六电容、第一TVS管、第二电容、第二三极管、第三电容、第三三极管、第四三极管、第四电容、第五电容和电压输出端，该电源模块相对于传统传统智能穿戴设备的内部电路，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第六电容用于防止第一三极管与第二三极管之间的干扰，因此电路结构较为简单、成本较低、维护方便、电路的安全性和可靠性较高。

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为本实用新型便携式智能穿戴设备一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

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。

在本实用新型便携式智能穿戴设备实施例中，该便携式智能穿戴设备的结构示意图如图1所示。图1中，该便携式智能穿戴设备包括单片机1、电源模块2、触控屏3、激光模组4、光敏传感器5、加速度传感器6、地磁传感器7、心率传感器8、无线通信模块9和语音模块10，其中，电源模块2、触控屏3、激光模组4、光敏传感器5、加速度传感器6、地磁传感器7、心率传感器8、无线通信模块9和语音模块10均与单片机1连接，无线通信模块9通过无线方式与移动终端进行无线通信，移动终端可以是手机或平板电脑等。

具体而言，电源模块2为单片机1供电，激光模组4带有激光头，通过触控屏3向单片机1发送用于控制激光模组4开启或关闭的指令，单片机1根据接收到的开关控制指令，控制激光模组4的开启或关闭。当激光模组受单片机1的控制而开启时，激光模组4的激光头投映出一个光点或一条光线指向某一个物体，从而实现激光笔的功能。触摸屏3用于实现触摸控制功能和显示功能。

该便携式智能穿戴设备可以佩戴在用户身上，便于携带，该便携式智能穿戴设备可以是智能手表或智能手环，除了设备本体外，该便携式智能穿戴设备还包括一条腕带，用于将该设备本体固定在用户的手腕部位。设备本体与腕带结合成为一个完整的智能手表或智能手环。

光敏传感器5用于采集该便携式智能穿戴设备所在环境中的环境光强度，单片机1根据光敏传感器5采集到的环境光强度，控制激光模组4的发射功率，从而调节激光的亮度，在环境光强度较低时，相应地降低激光模组4的发射功率。使激光的亮度降低，在环境光强度较高时，相应提高激光模组4的发射功率，使激光的亮度增强，保证更好的观察效果。

加速度传感器6采集该便携式智能穿戴设备的加速度，地磁传感器7采集该便携式智能穿戴设备所在空间的磁场方向，单片机1根据加速度传感器6采集到的加速度以及地磁传感器7采集到的磁场方向，通过内置的算法计算出该便携式智能穿戴设备的移动信息。

心率传感器8用于测量用户的心率，并将心率信息发送给单片机1，单片机1可以根据用户的需要将心率信息通过无线通信模块9发送给移动终端，将信息信息发送给触控屏3，由触控屏3将心率信息显示给用户。

语音模块10用于采集用户发出的声音信号，并将声音信号处理成数字音频信号，以及将无线通信模块9从移动终端接收到的数字音频信号处理成声音信号，播放给用户。当无线通信模块9连接到移动终端时，用户可以通过语音模块10进行通话，语音模块10可以将用户发出的声音信号通过无线通信模块9发送给移动终端，并将该移动终端传来的声音信号播放给用户。

单片机1通过无线通信模块9与移动终端进行通信，本实施例中，无线通信模块9可以是蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块等。通过设置多种无线通信方式，不仅可以增加无线通信方式的灵活性，还能满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用LoRa模块时，其通信距离较远，且通信性能较为稳定，适用于对通信质量要求较高的场合。

图2为本实施例中电源模块的电路原理图，图2中，该电源模块2包括电压输入端Vin、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1、第六电容C6、第一TVS管D1、第二电容C2、第二三极管Q2、第三电容C3、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第四电容C4、第五电容C5和电压输出端Vo，其中，电压输入端Vin分别与第一电容C1的一端和第一电阻R1的一端连接，第一电容C1的另一端分别与第二电阻R2的一端和第一三极管Q1的基极连接，第二电阻R2的另一端和第一三极管Q1的发射极均接地，第一三极管Q1的集电极分别与第六电容C6的一端、第一TVS管D1的阴极、第二电容C2的一端和第二三极管Q2的基极连接，第一TVS管D1的阳极和第二电容C2的另一端均接地，第六电容C6的另一端分别与第一电阻R1的另一端和第二三极管Q2的集电极连接，第二三极管Q2的发射极分别与第三电容C3的一端、第三三极管Q3的基极和第四三极管Q4的基极连接，第三电容C3的另一端接地，第三三极管Q3的集电极与第四电容C4的一端连接，第三三极管Q3的发射极分别与第四三极管Q4的集电极、第四电容C4的另一端、第五电容C5的一端和电压输出端Vo连接，第四三极管Q4的发射极和第五电容C5的另一端均接地。

该电源模块2相对于传统传统智能穿戴设备的内部电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，维护方便，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第六电容C6为耦合电容，用于防止第一三极管Q1与第二三极管Q2之间的干扰，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第六电容C6的电容值为360pF，当然，在实际应用中，第六电容C6的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

工作中，直流电流入第二三极管Q2的基极，由于第二三极管Q2的基极与第一TVS管D1串联后接地，因此，第二三极管Q2的基极电位被第一TVS管D1钳位在一固定值，第二三极管Q2的基极保持高电平，第二三极管Q2导通，直流电经过第二三极管Q2的输出，且选用稳定电压大小合适的稳压管，使基极的电位保持在使第二三极管Q2工作在放大区的范围。

本实施例中，在第一TVS管D1的两端并联设置第二电容C2，起到缓冲的作用，直流输入端接通瞬间，第二电容C2进入充电状态，第二三极管Q2的基极电压逐步升高，当第二电容C2充电完成后，第二三极管Q2的基极电位达到最高，也就是第一TVS管D1的稳定电压值，第二电容C2成为一个缓冲电容，使电压输出端Vo处不会因为电流突变而产生振荡，从而达到稳压效果，第一三极管Q1作为开关管，第一三极管Q1的基极用于输入外部的控制信号，当控制信号为高电平时，电压输入端Vin与电压输出端Vo导通，当控制信号为低电平时，电压输入端Vin与电压输出端Vo关断，当控制信号为低电平时，第一三极管Q1截止，第二三极管Q2的基极处于高电位，呈导通状态，当控制信号变为高电平时，第一三极管Q1导通，第二三极管Q2的基极被拉至低电平，第二三极管Q2截止。

值得一提的是，本实施例中，第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3均为NPN型三极管，第四三极管Q4为PNP型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3也可以均采用PNP型三极管，第四三极管Q4也可以采用NPN型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块2还包括第七电容C7，第七电容C7的一端与第二三极管Q2的发射极连接，第七电容C7的另一端分别与第三三极管Q3的基极和第四三极管Q4的基极连接。第七电容C7为滤波电容，用于滤除干扰信号，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第七电容C7的电容值为470pF，当然，在实际应用中，第七电容C7的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该电源模块2还包括第二二极管D2，第二二极管D2的阳极与第七电容C7的另一端连接，第二二极管D2的阴极与第三三极管Q3的基极连接。第二二极管D2为限流二极管，用于进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第二二极管D2的型号为E-152，当然，在实际应用中，第二二极管D2也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该电源模块2还包括第三电阻R3，第三电阻R3的一端与第四三极管Q4的发射极连接，第三电阻R3的另一端接地。第三电阻R3为限流电阻，用于对第四三极管Q4的发射极电流进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第三电阻R3的阻值为38kΩ，当然，在实际应用中，第三电阻R3的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

总之，本实施例中，该电源模块2相对于传统传统智能穿戴设备的内部电路，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，维护方便，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块2中设有耦合电容，因此电路的安全性和可靠性较高。

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)

1.一种便携式智能穿戴设备，其特征在于，包括单片机、电源模块、触控屏、激光模组、光敏传感器、加速度传感器、地磁传感器、心率传感器、无线通信模块和语音模块，所述电源模块、触控屏、激光模组、光敏传感器、加速度传感器、地磁传感器、心率传感器、无线通信模块和语音模块均与所述单片机连接，所述无线通信模块通过无线方式与移动终端进行无线通信；

所述电源模块包括电压输入端、第一电容、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第六电容、第一TVS管、第二电容、第二三极管、第三电容、第三三极管、第四三极管、第四电容、第五电容和电压输出端，所述电压输入端分别与所述第一电容的一端和第一电阻的一端连接，所述第一电容的另一端分别与所述第二电阻的一端和第一三极管的基极连接，所述第二电阻的另一端和第一三极管的发射极均接地，所述第一三极管的集电极分别与所述第六电容的一端、第一TVS管的阴极、第二电容的一端和第二三极管的基极连接，所述第一TVS管的阳极和第二电容的另一端均接地，所述第六电容的另一端分别与所述第一电阻的另一端和第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第三电容的一端、第三三极管的基极和第四三极管的基极连接，所述第三电容的另一端接地，所述第三三极管的集电极与所述第四电容的一端连接，所述第三三极管的发射极分别与所述第四三极管的集电极、第四电容的另一端、第五电容的一端和电压输出端连接，所述第四三极管的发射极和第五电容的另一端均接地，所述第六电容的电容值为360pF。

2.根据权利要求1所述的便携式智能穿戴设备，其特征在于，所述电源模块还包括第七电容，所述第七电容的一端与所述第二三极管的发射极连接，所述第七电容的另一端分别与所述第三三极管的基极和第四三极管的基极连接，所述第七电容的电容值为470pF。

3.根据权利要求2所述的便携式智能穿戴设备，其特征在于，所述电源模块还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第七电容的另一端连接，所述第二二极管的阴极与所述第三三极管的基极连接，所述第二二极管的型号为E-152。

4.根据权利要求3所述的便携式智能穿戴设备，其特征在于，所述电源模块还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第四三极管的发射极连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第三电阻的阻值为38kΩ。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的便携式智能穿戴设备，其特征在于，所述第一三极管、第二三极管和第三三极管均为NPN型三极管，所述第四三极管为PNP型三极管。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的便携式智能穿戴设备，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙模块、WIFI模块、GSM模块、GPRS模块、CDMA模块、CDMA2000模块、WCDMA模块、TD-SCDMA模块、Zigbee模块或LoRa模块。