一种矿用多功能手环制造技术

本实用新型专利技术涉及一种矿用多功能手环，其特点是，包括手环外壳、均设置在手环外壳内的微控制单元、NFC模块、传感器组件、Zigbee模块、马达、供电模块、与微控制单元通信连接的内存模块、以及设置在手环外壳上的显示屏；传感器组件包括均与微控制单元通信连接的心率传感器、加速度传感器和压力传感器；Zigbee模块与微控制单元通信连接并且与矿井匝道中的中继站通信；供电模块为矿用多功能手环中的用电负载提供工作电源。该多功能手环对矿下使用者进行身份识别，监测矿下使用者身体状况以及周围环境状态，提高矿下工作的安全性；对矿下使用者进行定位，在矿难发生时提高搜救效率；该手环结构简单，功耗低，保持该手环的长时间供电能力，便于矿下长时间使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于智能穿戴
，具体涉及一种矿用多功能手环。
技术介绍
近几年智能手环因其体积小、便于携带等优点受到广大用户的青睐。目前多功能手环主要针对病人或运动员，用于监测病人或运动员的生命体征安全，监测功能单一。众所周知，中国是一个矿产大国，由于矿井的特殊环境，需要监测矿下使用者的人身安全；并且近年来，矿难时有发生，特殊的矿下环境很难确定矿下工作者的位置，使得只能依靠搜救人员拉网式地毯搜救，导致搜救时间长，效率低，资源耗费大。
技术实现思路
本技术提供一种矿用多功能手环，对矿下使用者进行身份识别，监测矿下使用者身体状况以及周围环境状态，提高矿下工作的安全性；对矿下使用者进行定位，在矿难发生时提高搜救效率；该手环结构简单，功耗低，保持该手环的长时间供电能力，便于矿下长时间使用。为了实现上述技术目的，本技术提供如下技术方案予以实现：一种矿用多功能手环，其特征在于，包括手环外壳；均设置在手环外壳内的微控制单元、NFC模块、传感器组件、Zigbee模块、马达、供电模块、与微控制单元通信连接的内存模块；以及设置在手环外壳上的显示屏；传感器组件包括均与微控制单元通信连接的心率传感器、加速度传感器和压力传感器；Zigbee模块与微控制单元通信连接并且与矿井匝道中的中继站通信；供电模块为所述矿用多功能手环中的用电负载提供工作电源。为了实现手环与手机的蓝牙连接，所述矿用多功能手环还包括与微控制单元通信连接的蓝牙通信模块。其中所述蓝牙通信模块包括CSR8670芯片、MFI芯片、Flash和26M晶振，CSR8670芯片与微控制单元通信连接，MFI芯片与CSR8670芯片通信连接，26M晶振为CSR8670芯片提供振源。进一步地，为了实现屏幕的切换、点触等功能，所述矿用多功能手环还包括触摸屏传感器，其与微控制单元通信连接。进一步地，为了向佩戴该手环的矿下使用者显示当前时间，所述矿用多功能手环还包括为微控制单元提供振源的时钟晶振，所述显示屏为有机发光二极管。所述供电模块包括锂电池、低压差线性稳压器、升压DC-DC转换器和为锂电池充电的电池充电器，所述电池充电器与微控制单元通信连接。其中所述电池充电器采用BQ2510芯片，升压DC-DC转换器采用TPS61093芯片。此外，所述心率传感器采用PAH8002EP芯片，所述加速度传感器为LSM6DSM六轴加速度传感器，并且所述压力传感器采用LPS25HBTR芯片。内存模块采用W25Q64FW芯片。所述触摸屏传感器采用SX9306。Zigbee模块采用CC2530芯片。与现有技术相比，本技术提供的矿用多功能手环具有如下优点和有益效果：多功能手环利用NFC模块进行矿下使用者的身份识别，便于在矿难时，对使用者进行身份标识；利用心率传感器和加速度传感器监测使用者的身体状况，利用压力传感器监测矿下使用者所在的矿下气压值，便于对矿下使用者的健康状况进行管理，在传感器检测到的值大于内存模块中存储的阈值时，微控制单元控制马达开关以进行振动报警提示，保证矿下使用者的人身安全；微控制单元控制Zigbee模块实现与矿井匝道中的中继站通信，然后中继站把使用者对应的位置信息传送至井上的总控制室，实现对矿下使用者的定位，便于在矿难发生时进行准确快速地搜救；该手环利用Zigbee模块进行定位，结构简单，功耗低，保持该手环的长时间供电能力，便于矿下长时间使用，提高搜救可能性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本技术实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。图1为本技术矿用多功能手环的电路原理框图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。参见图1，本实施例涉及一种矿用多功能手环，包括手环外壳；均设置在手环外壳内的微控制单元（MCU）1、NFC模块2、传感器组件3、Zigbee模块4、马达5、供电模块6、与微控制单元1通信连接的内存模块7；以及设置在手环外壳上的显示屏12；传感器组件3包括均与微控制单元1通信连接的心率传感器3-3、加速度传感器3-2和压力传感器3-1；Zigbee模块4与微控制单元1通信连接并且与矿井匝道中的中继站通信；供电模块6为矿用多功能手环中的用电负载提供工作电源。具体而言，在本实施例中，如图1所示，NFC（近距离无线通讯技术）由非接触式射频识别（RFID）演变而来，其基础是RFID和互连技术，NFC模块2通过NFC通信方式存储使用者的个人信息和唯一的识别码，并且提供给MCU 1，当使用者上下班时可以作为打卡凭证；当使用者在矿下发生意外去世时，可以作为使用者的身份证明，并且以手环进行身份识别，方便且不易丢失。本实施例心率传感器3-3采用PAH8002EP芯片，通过I2C1与MCU 1通信，配合加速度传感器3-2的使用，通过算法得到使用者精确的心率；本实施例加速度传感器3-2采用LSM6DSM六轴加速度传感器，通过I2C1与MCU 1通信，完成使用者的步数检测或其他一些运动状态的检测，通过算法得到使用者正常的健康信息，心率传感器3-3和加速度传感器3-2结合实现对矿下使用者的身体状况的检测。本实施例压力传感器3-1采用LPS25HBTR芯片，通过I2C1与MCU 1通信，得到矿下使用者当前所处位置的气压值或将该气压值进行处理运算得出使用者当前所处位置的深度，用于衡量该使用者周围环境的气压状况，该些传感器检测到的值均可以通过手环外壳上的显示屏12显示出来，便于使用者观察，并且提示使用者当前的身体状况，有利于保证使用者的人身安全。任一个在显示屏12上显示出来的值若大于内存模块7内事先存储的参数阈值，则MCU 1通过控制输入/输出端口而控制马达开关的动作，使马达5实现振动提醒，本实施例内存模块采用W25Q64FW芯片，其通过SPI1与MCU 1通信连接。Zigbee是一种基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，支持低数据速率、低功耗、安全性和可靠性。在本实施例中，采用Zigbee自组网方式，Zigbee定位块密集分布于矿下的各个位置，并且中继站设置在矿井匝道里，本实施例Zigbee模块4采用CC2530芯片，该CC2530芯片通过UART与MCU 1通信连接，并且与该手环内的Zigbee模块4相配的中继站将使用者的位置信息传递到矿井上的总控制室，进而可以知道使用者的位置信息，并且由于采用Zigbee定位块绘制矿下地图，因此可以将该位置信息显示在上位机上的该矿下地图上。使用Zigbee模块4，功耗低，便于矿下长时间使用，或者当矿难发生时，保持该手环的长时间供电能力以长时间显示使用者位置信息，提高搜救可能性。供电模块6为手环的用电负载提供工作电源，包括锂电池6-1、低压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用多功能手环，其特征在于，包括手环外壳、微控制单元、NFC模块、传感器组件、Zigbee模块、马达、供电模块、与微控制单元通信连接的内存模块和设置在手环外壳上的显示屏；微控制单元、NFC模块、传感器组件、Zigbee模块、马达、供电模块和内存模块均设置在手环外壳内；传感器组件包括均与微控制单元通信连接的心率传感器、加速度传感器和压力传感器；Zigbee模块与微控制单元通信连接并且与矿井匝道中的中继站通信；供电模块为所述矿用多功能手环中的用电负载提供工作电源。

【技术特征摘要】
1.一种矿用多功能手环，其特征在于，包括手环外壳、微控制单元、NFC模块、传感器组件、Zigbee模块、马达、供电模块、与微控制单元通信连接的内存模块和设置在手环外壳上的显示屏；微控制单元、NFC模块、传感器组件、Zigbee模块、马达、供电模块和内存模块均设置在手环外壳内；传感器组件包括均与微控制单元通信连接的心率传感器、加速度传感器和压力传感器；Zigbee模块与微控制单元通信连接并且与矿井匝道中的中继站通信；供电模块为所述矿用多功能手环中的用电负载提供工作电源。2.根据权利要求1所述的矿用多功能手环，其特征在于，还包括与微控制单元通信连接的蓝牙通信模块。3.根据权利要求2所述的矿用多功能手环，其特征在于，所述蓝牙通信模块包括CSR8670芯片、MFI芯片、Flash和26M晶振，CSR8670芯片与微控制单元通信连接，MFI芯片与CSR8670芯片通信连接，26M晶振为CSR8670芯片提供振源。4.根据权利要求1或2所述的矿用多功能手环，其特征在于，还包括触摸屏...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵龙涛，
申请(专利权)人：青岛歌尔声学科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37