[發明專利]一種智能手環

在審

• 申請號: 201911098165.6
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110693144A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 寧春玉;張恒;李超
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: A44C5/00
• 分類號: A44C5/00
• 代理公司: 22215 長春市盈創中成知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 季建文

本發明公開了一種智能手環，基于nRF51822芯片開發，芯片集成BLE藍牙4.0協議，使用LIS3DH作為加速度傳感器，進行運動和睡眠檢測，包括nRF51822芯片模塊、藍牙模塊、G?sensor模塊、按鍵輸入模塊、LED顯示模塊、馬達控制模塊、電量檢測模塊、外部復位模塊、充電電路模塊、系統電源模塊、電池保護模塊、調試接口；所述nRF51822芯片模塊控制各種外設，包括藍牙射頻電路、使用SPI接口的G?sensor、使用I2C接口的線性馬達驅動電路、使用I2C接口的LED點陣驅動、與線性馬達共用總線、使用GPIO的按鍵輸入、使用GPIO的LED燈、使用GPIO的普通馬達驅動電路、外部復位電路。

技術領域

本發明涉及一種智能手環，主要涉及一種進行運動和睡眠監測的智能手環。

背景技術

目前市面上對于運動和睡眠監測的智能手環電量使用明顯不足，耗電速度快，而且監測的精度騙差比較大，最終可能導致監測的數據與實際情況有所差別。

發明內容

為了解決上述存在的不足之處及缺點，本發明專利提出了一種智能手環。

本發明為解決技術問題所采用的技術方案如下：

本發明公開了一種智能手環，基于nRF51822芯片開發，芯片集成 BLE 藍牙4.0協議，使用LIS3DH作為加速度傳感器，進行運動和睡眠檢測，包括nRF51822芯片模塊、藍牙模塊、G-sensor模塊、按鍵輸入模塊、LED顯示模塊、馬達控制模塊、電量檢測模塊、外部復位模塊、充電電路模塊、系統電源模塊、電池保護模塊、調試接口；所述nRF51822芯片模塊控制各種外設，包括藍牙射頻電路、使用SPI接口的G-sensor、使用I2C接口的線性馬達驅動電路、使用I2C接口的LED點陣驅動、與線性馬達共用總線、使用GPIO的按鍵輸入、使用GPIO的LED燈、使用GPIO的普通馬達驅動電路、外部復位電路；所述藍牙模塊電路輸出端需要一個π形電路，起到阻抗匹配的作用，需要根據實際情況在三個位置上增加電容或者電感，調整的依據是根據史密斯圓圖；所述G-sensor模塊包括三軸加速度計和電路模塊接口；所述按鍵輸入模塊按鍵作為輸入，只需要提供一個電平信號給nRF51822芯片模塊的GPIO口，電容是為了減緩電平下降的速度，避免有些CPU會因此卡死，TVS管是為了防止靜電對電路壽命的影響；所述LED 顯示模塊是手環與用戶之間進行數據交互的模塊，主要用于數據顯示以及用戶交互；所述馬達控制模塊提供了兩種馬達控制電路：普通馬達和線性馬達，其中前者的電路設計簡單，功耗低，后者的控制驅動電路復雜，但震動體驗效果較佳；所述電量檢測模塊，系統只要檢測到電池電壓，即可映射成電池剩余電量；所述外部復位模塊主要起到電平反轉和靜電保護的作用；所述充電電路模塊充電電流可控，預充電與快速電流比例可控，充電電壓的輸入端的TVS管用于靜電保護，齊納二極管用于反插保護，一旦電源接反，電流從旁路出去，不損壞系統；所述系統電源模塊，為了提高效率，系統電壓應該越低越好；所述電池保護模塊，電池保護電路控制了電池負極和系統地的連接，一旦電流過大、電池電壓過低，則中斷電池負極和系統地的連接，保護電池；所述調試接口包括時鐘檢測點、下載口、串口。

作為本發明的一種優選技術方案，nRF51822芯片模塊加入外部低頻晶振，以保證芯片內振蕩器的精度滿足計時要求。

作為本發明的一種優選技術方案，藍牙模塊可以使用分立器件，也可以使用ST定制的BAL-02D3。

作為本發明的一種優選技術方案，LED顯示模塊可以是燈控制顯示，即以多個LED指示燈的組合形式進行簡單的信息呈現；還可以以LED點陣列的形式顯示手環的數據信息、時間、步數、卡路里消耗等。

作為本發明的一種優選技術方案，G-sensor模塊中芯片加速度部分的供電雖然和數字 IO 的供電電壓相等。但是需要保證 IO 部分先于加速度部分工作，否則芯片初始化會有問題，因此 VDD 引腳(加速度部分的供電)另外并聯了一個大電容保證足夠的上電時間。