智能穿戴设备及智能穿戴控制系统的制作方法

本发明涉及电子电路
技术领域：
：，特别涉及一种智能穿戴设备及智能穿戴控制系统。
背景技术：
：：穿戴设备是一种可以直接穿戴在人身上或是整合到人体的衣服或配件中的便携式电子产品。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更可以通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能，可穿戴设备已经对人们的生活、感知带来了巨大的转变。目前的可穿戴设备多以智能手环为主。现有的智能手环除了具有计时、计步、温度检测等功能外，有时还通过增设心率传感器，使智能手环具备了监测人体心率的功能。目前，心率传感器通常设置在表带上，再采用柔性电路板将心率传感器连接至电路主板。这种设计方式将导致壳料整体空间利用率不高，电池体积容量受限。技术实现要素：本发明的主要目的是提出一种智能穿戴设备及智能穿戴控制系统，旨在节省智能手表壳料内部整体空间，增大电池容量。为实现上述目的，本发明提出一种智能穿戴设备，所述智能穿戴设备包括：外壳，包括底壳及上盖，所述底壳与上盖围合形成容置空间；所述底壳至少部分壳体呈透明设置；电控板，容置于所述容置空间内；心率传感器，设置于所述电控板上，且对应所述底壳透明部分；主控制器，设置于所述电控板上，于所述心率传感器电连接，所述主控制器被配置为对所述心率传感器采集到的心率信号进行信号处理后，输出表征心跳频率的电信号。可选地，所述智能穿戴设备还包括供电电池，容置于所述容置空间内，所述供电电池分别于所述心率传感器及所述主控制器电连接。可选地，所述电控板对应所述供电电池的位置设置有缺口部，所述供电电池容置于所述缺口部。可选地，所述缺口为半圆形缺口。可选地，所述智能穿戴设备还包括：加速度传感器，设置于所述电控板上，与所述主控制器电连接。可选地，所述智能穿戴设备还包括：蓝牙芯片，与所述主控制器电连接。可选地，所述智能穿戴设备还包括：所述蓝牙芯片与所述主控制器集成于同一芯片内。可选地，所述智能穿戴设备还包括：存储器，与所述主控制器电连接。可选地，所述智能功率模块还包括显示模组，所述显示模组容置于所述容置空间内。本发明还提出一种智能穿戴控制系统，包括移动终端及如上所述的智能穿戴设备，所述移动终端与所述智能穿戴设备通信连接。本发明智能穿戴设备有外壳，外壳通过底壳与上盖围合形成容置空间，底壳至少部分壳体呈透明设置，并将电控板，容置于该容置空间内，本发明将心率传感器，设置于在电控板上，且对应所述底壳透明部分，即容置在智能穿戴设备的外壳内，心率传感器采集的人体心率输出至主控制器，主控制器对所述心率传感器采集到的心率信号进行信号处理后，输出表征心跳频率的电信号。本发明将心率传感器集成在电控板上，无需采用柔性电路板或者导线等与主控制器现电连接，可以节省智能手表壳料内部整体空间，增大电池容量，或将智能手表内部整体空间做小，产品整体做薄。附图说明为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1为本发明智能穿戴设备一实施例的结构示意图；图2为本发明智能穿戴设备另一实施例的结构示意图；图3为本发明智能穿戴设备又一实施例的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称10心率传感器100外壳20主控制器200电控板30供电电池210缺口部40加速度传感器j1显示屏接口50存储器j2触摸屏接口60触摸芯片j3电源接口本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本发明提出一种智能穿戴设备。参照图1至图3，在本发明一实施例中，该智能穿戴设备包括：外壳100，包括底壳及上盖，所述底壳与上盖围合形成容置空间；所述底壳至少部分壳体呈透明设置；电控板200，容置于所述容置空间内；心率传感器10，设置于所述电控板200上，且对应所述底壳透明部分；主控制器20，设置于所述电控板200上，于所述心率传感器10电连接，所述主控制器20被配置为对所述心率传感器10采集到的心率信号进行信号处理后，输出表征心跳频率的电信号。本实施例中，电控板200可以采用印刷电控板200(pcb板)、铝电控板200、铝合金电控板200、铜电控板200或者铜合金电控板200中的任意一种来实现。电控板200为心率传感器10、主控制器20的安装载体，电控板200的形状可以根据心率传感器10、主控制器20的具体位置、数量及大小确定，可以为圆形，但不限于圆形。电控板200上设置有电路布线层，电路布线层根据集成芯片的电路设计，在电控板200上形成对应的线路以及对应供心率传感器10、主控制器20中的各电子元件安装的安装位，即焊盘。电控板200可选为单面布线板，也即心率传感器10、主控制器20设置于电控板200的同一侧，心率传感器10、主控制器20之间可以通过电路布线层或者金属绑线实现连接。或者采用双面板来实现，其中，心率传感器10设置于一侧，而主控制器20则设置于另一侧。本实施例可选采用双面板来实现，心率传感器10、主控制器20与心率传感器10之间通过设置在双面板上的导电孔来实现电连接。具体地，该导电孔可以是金属化过孔，金属化过孔分别通过环绕每个金属化过孔的绝缘电介质材料和绝缘电介质材料与电路布线层之间电绝缘。心率传感器10、主控制器20可以是贴片式的电子元件，还可以是插接式的电子元件，电控板200上设置有焊盘，心率传感器10、主控制器20可以通过焊锡、导电胶等粘接于电控板200形成的焊盘上。心率传感器10包括：光波发射模块，所述光波发射模块被配置为用于发射测试心率所需的光波；光波接收模块，所述光波接收模块被配置为接收反射回的光波。其中，所述光波发射模块包括：绿光发射二极管led，所述绿光发射二极管led被配置为发射测试心率所需的绿色光波；红光发射二极管led，所述红光发射二极管led被配置为用于发射测试血氧与心率所需的红色光波与红外光波；光波接收模块包括：绿光接收二极管pd及红光接收二极管pd，所述绿光接收二极管pd与红光接收二极管pd被配置为用于接收反射回的绿色光波、红色光波及红外光波。其中，使绿光接收二极管pd接收到从皮肤或血液反射回来的绿色光波，使红光接收二极管pd接收到从皮肤或血液反射回来的红色光波和红外光波，或者使绿光接收二极管pd与红光接收二极管pd同时接收从皮肤或血液反射回来的红色光波、红外光波及绿色光波。心率传感器10内还可以设置有模拟前端模块(afe)并接收从皮肤或血液反射回的光波，以测试血氧饱和度数据以及心率数据等。模拟前端模块可以将心率传感芯片输出的心率检测信号进行放大、模数转换等处理后再输出至主控制器20将该心率检测信号输出至外部电路，转换为表征心跳频率的电信号。心跳频率的电信号可以通过智能穿戴设备的显示模组进行显示，或者通过设置于智能穿戴设备中的无线通讯电路与外部终端进行通讯连接，例如智能穿戴设备、医疗设备等，以使用户获知当前人体的心跳频率。参照图1至图3，在一些实施例中，壳体的底部可以设置为部分透明，例如采用透光片110来实现，所述透光片110覆盖绿光发射二极管led、红光发射二极管led、绿光接收二极管pd及红光接收二极管pd设置。具体地，透光片110为透光材料制成，具体可以是玻璃透光片110、塑料透光片110等，本领域技术人员可以根据需要选择合适材料的透光片110。透光片110与佩戴面设置在一侧，其中，佩戴面是指智能穿戴设备带佩戴在人的手腕上后，与人的手腕正对的那一面，也即底壳的底壁。如此设置，可以使心率传感器10在智能穿戴设备背面贴近皮肤处。主控制器20可以采用单片机、dsp、fpga、plc等微处理器来实现，主控制器20是智能穿戴设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个智能穿戴设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器50内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器50内的数据，执行智能穿戴设备的各种功能和处理数据，从而对智能穿戴设备进行整体监控。主控制器20可包括一个或多个处理单元；优选的，主控制器20可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到主控制器20中。智能穿戴设备内还可以设置有无线通信模块，例如蓝牙模块、wiff模块以及红外收发通讯模块等，主控制器20可以通过上述无线通模块实现与外部设备，例如蓝牙耳机、手机等移动终端的通讯连接，从而可以实现音频信号的输出，收发信息，拨打电话等功能。在一些实施例中，所述蓝牙芯片与所述主控制器20集成于同一芯片内。本实施例优选采用具有主控功能的主控蓝牙集成芯片来实现，主控蓝牙集成芯片中集成有比较器、存储器50、数据处理器，以及存储在所述存储器50上并可在所述数据处理器上运行的软件程序和/或模块。通过蓝牙主控芯片与其他各芯片进行信息传输交互，以达到各自业务功能应用。例如控制心率传感器10测试用户心率，心率传感器10并将心率值传输给主控蓝牙集成芯片，主控蓝牙集成芯片将心率值存储在存储芯片里，主控蓝牙集成芯片再将心率值通过显示屏显示出来给用户查看，也可通过主控蓝牙集成芯片的蓝牙技术，将心率值传输给外部终端，例如手机，用户在app上也可以查看心率值。本发明智能穿戴设备有外壳100，外壳100通过底壳与上盖围合形成容置空间，底壳至少部分壳体呈透明设置，并将电控板200，容置于该容置空间内，本发明将心率传感器10，设置于在电控板200上，且对应所述底壳透明部分，即容置在智能穿戴设备的外壳100内，心率传感器10采集的人体心率输出至主控制器20，以使主控制器20对所述心率传感器10采集到的心率信号进行信号处理后，输出表征心跳频率的电信号。本发明将心率传感器10集成在电控板200上，无需采用柔性电路板或者导线等与主控制器20实现电连接，可以节省智能手表壳料内部整体空间，增大电池容量，或将智能手表内部整体空间做小，产品整体做薄。参照图1至图3，在一实施例中，所述智能穿戴设备还包括供电电池30，容置于所述容置空间内，所述供电电池30分别于所述心率传感器10及所述主控制器20电连接。本实施例中，供电电池30包括用于存储电能的蓄电池，同时，在智能穿戴设备中还可以设置有控制蓄电池电源输出的电源管理集成电路，例如电源管理ic。蓄电池可以采用储锂离子电池或镍氢电池等可充电电池实现。电源管理集成电路基于主控制器20的控制，以控制蓄电池的电能输出，为智能穿戴设备的其他电路模块提供。参照图1至图3，在一实施例中，所述电控板200对应所述供电电池30的位置设置有缺口部210，所述供电电池30容置于所述缺口部210。本实施中，将充电电池至于缺口部210，可以进一步缩小电控板200的体积，同时还可以减小智能穿戴设备的厚度，其中，缺口部210的大小、形状及在电控板200上设置的位置均可根据充电电池的大小设置，本实施例中，该缺口可选为半圆形缺口。参照图1至图3，在一实施例中，所述智能穿戴设备还包括：加速度传感器40，设置于所述电控板200上，与所述主控制器20电连接。所述加速度传感器40设置于所述壳体内，并与所述主控制器20电连接，所述加速度传感器40被配置为检测用户的运动动作，并在检测到用户运动时，输出至运动检测信号至所述主控制器20。本实施例中，加速度传感器40可选采用三轴加速传感器，加速度传感器40可以采集用户的三轴加速度数据，以方便后续根据采集的测试数据与预设的模板数据的匹配结果来判定运动者是否运动，并且在检测到用户运动时，记录用户的运动数据，例如在游泳时可以记录游泳姿势、游泳距离、划水数，游泳速度等。智能穿戴设备还可以包括传感器，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板的亮度，接近传感器可在智能穿戴设备移动到耳边时，关闭显示面板和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别智能穿戴设备姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)，同时也可以用于识别用户的姿态，例如利用重力加速度芯片，配合软件算法，可以实现用户步数记录睡眠监测等功能。振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于智能穿戴设备还可配置压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。参照图1至图3，在一实施例中，所述智能穿戴设备还包括：存储器50，与所述主控制器20电连接。存储器50可以给智能穿戴设备提供一个存储数据的空间，使数据在主控制器20的作用下写入存储器50。存储器50焊盘用于固定闪存，使闪存与控制数据读写芯片连接。该存储介质可以是快闪存储器50(flashmemory)、eeprom、fram、dram、sram、sdram或者mram中的一种或者多种组合。所述存储器50可以是所述智能穿戴设备的内部存储单元，例如智能穿戴设备的硬盘或内存。所述存储器50用于存储所述计算机程序以及所述智能穿戴设备所需的其他程序和数据。所述存储器50还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。参照图1至图3，在一实施例中，所述智能穿戴设备还包括显示模组，所述显示模组容置于所述容置空间内。显示模组用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示模组可包括显示面板，可以采用液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd)、有机发光二极管(organiclight-emittingdiode,oled)等形式来配置显示面板。智能穿戴设备还包括用户输入单元，用户输入单元可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与移动终端的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元可包括触控面板以及其他输入设备。触控面板，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板上或在触控面板附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。触控面板可包括集成有触摸检测装置和触摸控制器两个部分的触摸芯片60。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器，并能接收处理器发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板。除了触控面板，用户输入单元还可以包括其他输入设备。具体地，其他输入设备可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种，具体此处不做限定。参照图1至图3，在一实施例中，接口单元用作至少一个外部装置与智能穿戴设备连接可以通过的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(i/o)端口、视频i/o端口、耳机端口等等。接口单元可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到智能穿戴设备内的一个或多个元件或者可以用于在智能穿戴设备和外部装置之间传输数据。接口单元还包括内部接口，例如用于连接显示屏于主控制器20之间的显示屏接口j1，连接触摸屏于主控制器20的触摸屏接口j2，以及连接电控板100与充电电池的电源接口j3。参照图1至图3，在一实施例中，所述智能穿戴设备为智能手表。智能手表是一种超微型、可穿戴的信息技术智能电子设备，集手机消息提醒、日常活动记录、运动监测、心率监测、等功能为一体，轻薄时尚设计，科学运动记录，精准健康监测，适合日常休闲佩戴和轻运动。智能手表为了实现上述功能，集成了很多传感器设备，而心率监测传感器为智能手表的核心传感器零部件之一，其实现监测人体脉搏心率方法为光电容积脉搏波描记法ppg，即通过传感器上的led光射向皮肤，透过皮肤组织反射回的光被光敏传感器接受，并被后续电路模块例如主控制器20转换成电信号再经过ad转换成数字信号，简化过程：光-->电-->数字信号。由于血管中的血液对光的吸收含量随着心脏跳动，出现规律性差异，从而测试出脉搏心率。本发明还提出一种智能穿戴控制系统，包括移动终端及如上所述的智能穿戴设备，所述移动终端与所述智能穿戴设备通信连接。该智能穿戴设备的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明智能穿戴控制系统中使用了上述智能穿戴设备，因此，本发明智能穿戴控制系统的实施例包括上述智能穿戴设备全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。本实施例中，移动终端可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)、便捷式媒体播放器(portablemediaplayer，pmp)、导航装置等移动终端。以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
：均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3 

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除