一种基于ZigBee技术的智能可穿戴设备系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于ZigBee技术的智能可穿戴设备系统，包括ZigBee可穿戴设备、ZigBee网关和SCADA管理系统；所述ZigBee可穿戴设备与ZigBee网关采用ZigBee的自组网无线通信技术，可自动组网、自动识别和双向通信；所述ZigBee网关负责对ZigBee可穿戴设备的管理和通信，与SCADA管理系统采用以太网通信；所述SCADA管理系统负责整个系统的调度和管理，事件处理及记录。本实用新型专利技术通过ZigBee技术与可穿戴设备的结合，提供了考勤、呼叫、定位、员工健康管理一体化的信息化解决方案；通过功能的集成，降低管理成本，增加可穿戴设备的便携性，为智能可穿戴设备提供了丰富的应用场景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZigBee技术的智能可穿戴设备系统
本技术涉及智能可穿戴设备系统，尤其涉及一种基于ZigBee技术的智能可穿戴设备系统。
技术介绍
ZigBee是一种短距离无线通信技术，具有成本低、体积小、功耗低、传输速率低等特点，广泛应用于自动控制、传感数据采集、智能家居、智能工厂等领域。ZigBee技术时延短、网络容量大、安全可靠。目前，大多数工厂或公司都会进行打卡考勤，有些还有呼叫、定位或信息传递等多方面需求。但这些功能需要不同的系统支持，集成度低，且不方便管理，需要重复投资，成本较高。近年来，智能可穿戴技术发展迅速，特别是智能手环，VR设备等，通过可穿戴设备，可以采集人得心率，睡眠，锻炼数据，从而评价人体生理状态，培养健康的生活方式。但是现有的可穿戴设备的功能较单一，应用场景比较局限。
技术实现思路
技术目的：为了解决现有问题，本技术提供一种可考勤、呼叫、定位、员工健康管理一体化的基于ZigBee技术的智能可穿戴设备系统。技术方案：本技术包括ZigBee可穿戴设备、ZigBee网关和SCADA管理系统；所述ZigBee可穿戴设备与ZigBee网关采用ZigBee的自组网无线通信技术，可自动组网、自动识别和双向通信；所述ZigBee网关负责对ZigBee可穿戴设备的管理和通信，与SCADA管理系统采用以太网通信；所述SCADA管理系统负责整个系统的调度和管理，事件处理及记录。ZigBee网关布置在办公场所入口或室内分布空间，负责对可穿戴设备的网络管理及通信，并与SCADA管理系统的通信；SCADA管理系统软件安装在服务器主机，所述服务器主机通过以太网连接各ZigBee网关，负责整个系统的运行与管理。ZigBee可穿戴设备包括设备本体和腕带；所述设备本体由一OLED触摸屏、控制电路板和锂离子电池构成；所述控制电路板包括微控制器芯片、心率传感器、六轴加速度传感器、外部Flash芯片、电源管理模块和充电顶针触点；所述腕带为一体成型，选用具有弹性的软质塑料材质，内有凹槽，所述凹槽用于安装设备本体；OLED触摸屏与设备本体外壳采用热熔胶贴合固定；所述微控制器芯片为射频芯片、可ZigBee通信，与功放芯片配合使用；心率传感器由发光二极管和光敏元件组成，安装在设备本体底壳，通过软排线连接到控制电路板PCB上；采用光电透射测量法原理，得到心率；六轴加速度传感器，通过SPI总线与微控制器芯片连接，基于峰值检测原理，采用高精度计步算法，得到佩戴者的行走步数；外部Flash芯片，通过SPI总线与微控制器芯片连接。电源管理模块包括充电管理部分和电压转换部分；所述充电管理部分采用锂电池充电管理芯片，负责锂电池充电及电源管理，具备电量提醒功能；所述电压转化部分可得到多种电源电压，向各芯片供电；锂离子电池为可充电锂电池，安装在设备本体底壳，所述设备底壳有两个引出的充电顶针触点。有益效果：本技术通过ZigBee技术与可穿戴设备的结合，提供了考勤、呼叫、定位、员工健康管理一体化的信息化解决方案；通过功能的集成，降低管理成本，增加可穿戴设备的便携性，为智能可穿戴设备提供了丰富的应用场景。附图说明图1是本技术的系统总体架构示意图；图2是本技术的ZigBee可穿戴设备结构示意图；图3是本技术的ZigBee可穿戴设备本体结构示意图；图4是本技术的ZigBee可穿戴设备硬件架构示意图。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施方式对本技术技术方案做进一步说明。如图1所示，本技术包括ZigBee可穿戴设备、ZigBee网关和SCADA管理系统；ZigBee可穿戴设备与ZigBee网关采用ZigBee的自组网无线通信技术，可自动组网，自动识别和双向通信。所述ZigBee网关负责对ZigBee可穿戴设备的管理和通信，ZigBee网关与SCADA管理系统采用以太网通信，SCADA管理系统负责整个系统的调度和管理，事件处理及记录。如图2所示，本技术的ZigBee可穿戴设备，包括设备本体1和腕带2；腕带2采用一体成型工艺，选用具有弹性的软质塑料材质，内有凹槽，用于安装设备本体。如图3和4所示，本技术的ZigBee可穿戴设备的设备本体1，主要包含一块OLED触摸屏3，控制电路板4，锂离子电池5和设备本体底壳12；所述控制电路板包括一可ZigBee通信的微控制器芯片6，心率传感器7，六轴加速度传感器8，外部Flash芯片9，电源管理模块10，以及充电顶针触点11。所述OLED触摸屏3与设备本体1外壳采用热熔胶贴合固定；所述微控制器芯片6为射频芯片、可ZigBee通信，与功放芯片配合使用。所述心率传感器7由发光二极管和光敏元件组成，安装在设备本体底壳12，通过软排线连接到控制电路板PCB上；采用光电透射测量法原理，得到心率。所述六轴加速度传感器8，通过SPI总线与微控制器芯片6连接，基于峰值检测原理，采用高精度计步算法，得到佩戴者的行走步数。所述外部Flash芯片9，通过SPI总线与微控制器芯片6连接。所述电源管理模块10包括充电管理部分和电压转换部分；所述充电管理部分采用锂电池充电管理芯片，负责锂电池充电及电源管理，具备电量提醒功能；所述电压转化部分可得到多种电源电压，向各芯片供电。所述锂离子电池5为可充电锂电池，安装在设备本体底壳12，所述设备底壳有两个引出的充电顶针触点11。本技术的功能及应用场景如下：考勤：在办公场所或厂房入口安装若干ZigBee网关，保证入口处ZigBee网络全覆盖。ZigBee可穿戴设备具有唯一设备ID，在SCADA管理系统绑定佩戴人员的身份信息，当佩戴了ZigBee可穿戴设备的人员进入入口处ZigBee网关网络覆盖范围内时，ZigBee网关就能自动识别到可穿戴设备ID，并上传到SCADA管理系统，管理系统负责处理，从而实现考勤功能。呼叫：ZigBee可穿戴设备可以通过触摸屏操作，发出呼叫信号，触摸屏菜单可以根据使用场景设置呼叫事件选项，呼叫信号报文会经过ZigBee网关上送到SCADA管理系统，从而通知相关人员对呼叫事件进行相应处理。同时也可通过SCADA管理系统向下进行广播呼叫或定向呼叫，用于广播或定向传达一些指令。定位：在厂区或室内空间内分布式布置ZigBee网关，ZigBee网关作为位置参考点，当ZigBee可穿戴设备处于ZigBee网关网络覆盖范围内时，ZigBee网关可以获取ZigBee可穿戴设备的信号强度值，信号强度值可换算成距离，根据ZigBee可穿戴设备附近的几个ZigBee网关得到的信号强度值，采用特定算法计算得到可穿戴设备的位置，实现定位功能，定位的精确度与ZigBee网关的布置密度有关。健康管理：本技术采用了心率传感器7和六轴加速度传感器8，所述心率传感器7由发光二极管和光敏元件组成，安装在设备本体底部外壳，通过软排线连接到控制电路板PCB上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ZigBee技术的智能可穿戴设备系统，其特征在于：包括ZigBee可穿戴设备、ZigBee网关和SCADA管理系统；所述ZigBee可穿戴设备与ZigBee网关采用ZigBee的自组网无线通信技术，可自动组网、自动识别和双向通信；所述ZigBee网关负责对ZigBee可穿戴设备的管理和通信，与SCADA管理系统采用以太网通信；所述SCADA管理系统负责整个系统的调度和管理，事件处理及记录。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee技术的智能可穿戴设备系统，其特征在于：包括ZigBee可穿戴设备、ZigBee网关和SCADA管理系统；所述ZigBee可穿戴设备与ZigBee网关采用ZigBee的自组网无线通信技术，可自动组网、自动识别和双向通信；所述ZigBee网关负责对ZigBee可穿戴设备的管理和通信，与SCADA管理系统采用以太网通信；所述SCADA管理系统负责整个系统的调度和管理，事件处理及记录。


2.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的智能可穿戴设备系统，其特征在于：所述ZigBee网关布置在办公场所入口或室内分布空间，负责对可穿戴设备的网络管理及通信，并与SCADA管理系统的通信。


3.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的智能可穿戴设备系统，其特征在于：所述SCADA管理系统软件安装在服务器主机，所述服务器主机通过以太网连接各ZigBee网关，负责整个系统的运行与管理。


4.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的智能可穿戴设备系统，其特征在于：所述ZigBee可穿戴设备包括设备本体(1)和腕带(2)；所述设备本体(1)由一OLED触摸屏(3)、控制电路板(4)和锂离子电池(5)构成；所述控制电路板(4)包括微控制器芯片(6)、心率传感器(7)、六轴加速度传感器(8)、外部Flash芯片(9)、电源管理模块(10)和充电顶针触点(11)；所述腕带(2)为一体成型，选用具有弹性的软质塑料材质，内有凹槽，所述凹槽用于安装设备本体。

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【专利技术属性】
技术研发人员：梁庭睿，王翔，吴长文，周亚玲，彭学军，季义波，沈吉祥，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32