一种基于自供能的可穿戴设备制造技术

本发明专利技术提出一种基于自供能系统的可穿戴设备，其特征在于，包括能量供给系统、可穿戴设备；所述能量供给系统收集机械能为可穿戴设备供电；所述能量供给系统包括能量转换模块、能量管理储存模块；所述能量转换模块收集机械能并转换为电能，传输至能量管理存储模块；所述能量管理存储模块将能量转换模块产生能量进行存储管理后对可穿戴设备供电。通过收集人体活动的机械能为可穿戴设备供能，实现一次部署永久使用，且无需更换电池或者采用外部供电。可保证边缘计算节点在人体环境下正常的工作，避免后续定时更换电池，增加设备使用寿命。增加设备使用寿命。增加设备使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自供能的可穿戴设备


[0001]本专利技术涉及可穿戴设备，尤其是一种基于自供能的可穿戴设备。

技术介绍

[0002]人体传感器网络和物联网已成为工业界和学术界经常讨论的话题，旨在促进人、物和机器之间的信息流动。物联网和人体传感器网络的核心是大量低功耗电子设备，它们广泛分布在建筑物、桥梁、车辆、人体，甚至海洋和山区，其中可穿戴设备则是物联网技术中重要的一部分。可穿戴设备可以和人体紧密结合，实时收集人体活动的相关数据。现阶段，可穿戴设备在技术上存在诸多问题尚未解决，可穿戴设备的供电就是其中一大问题。作为这些电子设备的主要能源，电化学电池不可避免地出现与这些电子产品一起绑定出现，这不仅为设备的便捷化带来了阻碍，这也给更新/更换耗尽的电池带来了极大的困难。

技术实现思路

[0003]本专利技术的专利技术目的在于：针对上述问题，专利技术提出一种基于自供能系统的可穿戴设备，通过收集人体活动的能量为可穿戴设备供能，实现一次部署永久使用，且无需更换电池或者采用外部供电。
[0004]本专利技术通过以下技术方案实现：提供一种基于自供能系统的可穿戴设备，包括能量供给系统、可穿戴设备；所述能量供给系统收集机械能为可穿戴设备供电；所述能量供给系统包括能量转换模块、能量管理储存模块；所述能量转换模块收集机械能并转换为电能，传输至能量管理存储模块；所述能量管理存储模块将能量转换模块产生能量进行存储管理后对可穿戴设备供电。
[0005]进一步地，所述能量转换模块为针对人体活动的机械能转换模块。
[0006]进一步地，所述能量管理存储模块包括储能装置；所述可穿戴设备获取储能装置的电量，将储能装置的电量值进行存储，定期将电量值发送至后台。
[0007]进一步地，所述可穿戴设备包括感知终端模块、数据传输模块和计算处理模块。所述感知终端模块为包括传感器组，所述传感器组用于感知人体环境获取相应传感器数据；所述数据传输模块将传感器数据发送到后台处理；所述计算处理模块对传感器数据在后台进行处理。
[0008]进一步地，所述计算处理模块对传感器数据在后台进行处理具体为：计算处理模块对传感器数据进行预处理，并建立数据库用于分析。
[0009]进一步地，所述计算处理模块对传感器数据在后台进行处理具体为：计算处理模块对传感器数据进行预处理，将收集的数据建立数据库利用机器学习进行分析。
[0010]进一步地，所述传感器组包括热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、色敏元件、味敏元件或以上的任意组合。
[0011]本专利技术的有益效果是：
[0012]1.本专利技术中的一种基于自供能系统的可穿戴设备，使用自供能技术将人体活动能
量转化为电能，实现了实现自供能的可穿戴设备，节省了可穿戴设备的能量的消耗，实现环境能量的再利用。
[0013]2.本专利技术中的一种基于自供能系统的可穿戴设备，可利用人体活动产生的机械能转化电能为可穿戴设备进行供电，可保证可穿戴设备在人体环境下长期正常的工作，避免后续电池的更换和维护。
[0014]3.本专利技术中的一种基于自供能系统的可穿戴设备，前端进行数据的收集，并将收集到的数据传输到后台处理，实现传感器保持功耗低的工作。
[0015]4.本专利技术中的一种基于自供能系统的可穿戴设备，将收集到的人体数据传输到后台进行处理，实现实时高效的人体健康监测系统。
附图说明
[0016]图1能量供给系统的设计结构图。
[0017]图2能量转换装置的设计结构图。
[0018]具体实施案例
[0019]为了使本领域的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0020]目前的可穿戴设备大多采用电池供电，而这势必使得后续设备更换电池和维护变得相当繁琐，也不利于可穿戴设备的长期使用。而自供能系统通过收集环境能量，为可穿戴设备供电提供了一种新的解决方案。自供能系统和可穿戴设备的结合，可保证可穿戴设备在人体环境下的长期工作，避免后续繁琐的电池更换和设备维护，同时减少了能源消耗。
[0021]实施例1
[0022]实施例1为一种基于自供能系统的可穿戴设备，包括能量供给系统、边缘计算节点；所述能量供给系统收集环境能量为边缘计算节点供电；如图1所示，所述能量供给系统包括能量转换模块、能量管理储存模块；所述能量转换模块收集环境能量并转换为电能，传输至能量管理存储模块；所述能量管理存储模块产生能量并进行存储管理后，对可穿戴设备供电。
[0023]使用自供能技术将环境中的能量转化为电能，实现了自供能的可穿戴设备，节省了可穿戴设备的能量的消耗，实现环境能量的再利用。
[0024]进一步地，所述能量转换模块为一种基于偏心质量的机械能收集装置。利用人体活动的机械能转化电能为可穿戴设备进行供电，可保证可穿戴设备在人体环境下正常的工作，避免后续更换电池及维护。
[0025]进一步地，所述能量管理存储模块包括储能装置；所述可穿戴设备获取储能装置的电量，将储能装置的电量值进行存储，定期将电量值发送至后台，有利于及时反馈设备的工作状态。
[0026]进一步地，所述可穿戴设备包括感知终端模块、数据传输模块和计算处理模块。所述传感器组用于感知人体环境获取相应传感器数据；所述数据传输模块将传感器数据发送到后台处理；所述计算处理模块对传感器数据在后台进行处理。
[0027]进一步地，所述计算处理模块对传感器数据在后台进行处理具体为：计算处理模
块对传感器数据进行处理，并建立数据库用于分析。
[0028]进一步地，所述计算处理模块对传感器数据在后台进行处理具体为：计算处理模块对传感器数据进行预处理，将收集的数据建立数据库利用机器学习进行分析。
[0029]进一步地，所述传感器组包括热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、色敏元件、味敏元件或以上的任意组合。在不同应用场景下，使用不同的传感器进行人体环境的感知。
[0030]实施例2
[0031]本实施例为本专利技术一种实施方式，结合附图对本专利技术进行说明，图2是对于测量人体腿部运动的自供能可穿戴设备的设计结构图：
[0032]使用自供能技术，制成一个超低功耗的可穿戴设备，设备将被部署在鞋内，通过收集人体腿部活动产生的能量供应系统工作，设备内部署惯性传感器，用于测量腿部活动的相关数据。这个全新的系统相较于传统系统，无需更换电池，使设备能够长期的运行，能节省大量的能量。
[0033]要实现以上功能，本专利技术系统将分为两大部分，每个大的部分还由更小的部分组成；S1：可穿戴设备的能量获取模块被配置于鞋内，人体腿部运动产生的机械能由能量获取装置获取能量，并产生电能，接着将这部分电能通过变压整流变为稳定的能量，一部分能量用于数据传输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自供能的可穿戴设备，其特征在于，包括能量供给系统、可穿戴设备；所述能量供给系统收集机械能为可穿戴设备供电；所述能量供给系统包括能量转换模块、能量管理储存模块；所述能量转换模块收集机械能并转换为电能，传输至能量管理存储模块；所述能量管理存储模块将能量转换模块产生能量进行存储管理后对可穿戴设备供电。2.如权利要求1所述一种基于自供能的可穿戴设备，其特征在于，所述能量转换模块为针对人体活动的机械能转换模块。3.如权利要求2所述一种基于自供能的可穿戴设备，其特征在于，所述能量管理存储模块包括储能装置；所述可穿戴设备获取储能装置的电量，将储能装置的电量值进行存储，定期将电量值发送至后台。4.如权利要求3所述一种基于自供能的可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备包括感知终端模块、数据传输模块和计算处理模块。5.如权利要求4所述一种基于自供能的可穿戴设备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张岩，王皓瑞，崔鑫，韩一铭，康孟哲，任俊金，聂家恒，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：