一种远程心率监测手表的制作方法
一种远程心率监测手表的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于日常穿戴技术领域，具体涉及一种远程心率监测手表。
【背景技术】
[0002]心率快慢是个人生命体征参数中的一个重要数据，在我国中学生体育测试中，因为心率不齐或心率过快导致中学生猝死的现象时有发生，为了及时对每一位学生的心率数据做到实时监测，出现了各种各样的心率监测手环或心率监测手表，现有的心率手环或心率手表采集心率主要使用传统的LED光电式心率采集，这种方法由于LED的功耗比较大，大约在10-20mA，为了延长使用时间，只能在需要测量的时候打开，其余时间被迫处于关闭状态，这影响心率测量的连续性，进而影响了健康监控的质量；其次，可采用心电式心率采集，这种方法需要在人体皮肤上相距较远的两个点贴上测量电极，操作复杂，不可穿戴；另外，可采用压电薄膜式心率采集，由于压电薄膜灵敏度非常高，在动作中容易产生很大的噪声，使心率测量不准确；并且采集的数据不可联网传输，且在运动中手环一旦脱落，老师不能及时采集到每一位学生的心率数据；因此，现如今缺少一种结构简单、体积小、成本低、设计合理、采集准确，能够快速实现心率数据无线传输的远程心率监测手表，通过高效光电式心率传感芯片和三轴加速度传感器同时采集学生运动参数，在每一块远程心率监测手表中安装定位传感器，并将学生的个人信息存储在数据存储单元中，做到定位学生精确，采集精度高；且当手表脱落时通过声光报警电路提醒学生及时找到手表，同时老师可通过定位传感器找到手表位置，安全快捷，使用可充电锂电池供电，实现手表的循环使用，寿命长，解决远程心率监测装置普遍存在不可携带、功耗大、测量精度低、不能持续测量、不能远程监测多个心率数据、运动中测量易出错、工作不稳定以及功耗大等缺点。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种远程心率监测手表，其设计新颖合理，结构简单，具有实时监测使用者心率数据且远程数据传输的功能，滑落时可及时通知使用者找回手表，监测精度高，实用性强，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种远程心率监测手表，其特征在于:包括外壳、布设在所述外壳内的电子线路板和安装在所述外壳上的显示器，所述电子线路板包括微控制器模块和电源模块，以及与所述微控制器模块相接的数据存储单元、无线通信模块和对手机发送短信信息的短信收发模块，所述微控制器模块的输入端接有心率传感器、三轴加速度传感器和定位传感器，所述微控制器模块的输出端接有声光报警电路，所述显示器的输入端与所述微控制器模块的输出端相接，所述电源模块包括依次连接的充电保护电路、锂电池和稳压电路，所述稳压电路为所述电子线路板提供稳定电压的供电回路中串联有供电开关，所述稳压电路为所述显示器提供稳定电压的供电回路中串联有显不器开关；
[0005]所述微控制器模块包括ARM Cortex-M3微控制器EFM32G200 ;所述充电保护电路包括连接端口 Pl和芯片LTC4054，所述芯片LTC4054的第4管脚分两路，一路与连接端口 Pl的第I管脚和5V电源输出端的连接端相接，另一路经发光二极管Dl和电阻R4与芯片LTC4054的第I管脚相接；所述锂电池为可输出4.2V直流电压的可充电锂电池Ul，所述可充电锂电池Ul的正极+接芯片LTC4054的第3管脚，可充电锂电池Ul的负极和芯片LTC4054的第2管脚均接地；所述稳压电路包括芯片TPS76933，所述芯片TPS76933的第I管脚接充电锂电池Ul的4.2V直流电压输出端，芯片TPS76933的第5管脚为3.3V直流电压输出端。
[0006]上述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述心率传感器包括芯片PAH8001，所述芯片PAH8001的LED_P管脚、VDD1管脚和VDDM管脚均与3.3V直流电压输出端相接，所述芯片PAH8001的SCK管脚、SD1管脚、SDI_ID0管脚和CSN_ID1管脚分别与ARM Cortex-M3微控制器EFM32G200的PElO管脚、PE13管脚、PEll管脚和PE12管脚相接。
[0007]上述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述三轴加速度传感器包括芯片LIS3DH，所述芯片LIS3DH的Vdd_10管脚和Vdd管脚均与3.3V直流电压输出端相接，所述芯片LIS3DH的SCL/SPC管脚、SDA/SDI/SD0管脚、SD0/SA0管脚和CS管脚分别与ARMCortex-M3微控制器EFM32G200的PC0/US1_TX管脚、PA2管脚、PAl管脚和PAO管脚相接。
[0008]上述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述定位传感器包括模块UBL0X-6M，所述模块UBL0X-6M的VCC管脚与3.3V直流电压输出端相接，所述模块UBL0X-6M的TXD管脚、RXD管脚和PPS管脚分别与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PB14/HFXTAL_N管脚、PB13/HFXTAL_P管脚和PC13管脚相接。
[0009]上述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述无线通信模块包括GSM模块，所述GSM模块为SM900，所述SM900的PWRKEY管脚与3.3V直流电压输出端相接，SIM900的TXD_0管脚、RXD_I管脚、DATA管脚和RESET管脚分别与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的 PF2/DBG_SW0 管脚、PF1/DBG_SWD10 管脚、PBll 管脚和 RESETn 管脚相接。
[0010]上述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述短信收发模块包括芯片TC35I和SM卡，所述芯片TC35I的RXDO管脚与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PD4管脚相接，所述芯片TC35I的TXDO管脚与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PF0/DBG_SffCLK管脚相接；所述SM卡的CCRST管脚、CCCLK管脚、CCGND管脚和CC1管脚分别与芯片TC35I的CCRST管脚、CCCLK管脚、CCGND管脚和CC1管脚相接，SIM卡的CCGND管脚通过并联连接的电阻Rl3和电感L2接地。
[0011]上述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述显示器为1.8寸TFT液晶显示器。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0013]1、本实用新型通过设置心率传感器和三轴加速度传感器同时采集学生运动参数，同时设置声光报警电路，当心率传感器采集到数据时，微控制器输出低电平，不能驱动声光报警电路；当心率传感器采集不到数据时，微控制器输出高电平，驱动声光报警电路及时提醒使用者手表脱落，避免丢失带来的不必要的麻烦，电路简单，便于推广使用。
[0014]2、本实用新型通过设置定位传感器定位手表使用者位置信息，同时设置数据存储单元存储每一位使用者信息，同时通过无线通信模块或短信收发模块及时远程数据传输，可靠稳定，使用效果好。
[0015]3、本实用新型通过设置充电保护电路将充电器输出的5V直流电压转换为4.2V直流电压给锂电池充电，接着通过稳压电路将4.2V直流电压转换为3.3V直流电压给各个用电模块供电，电压稳定，使用寿命长。
[0016]4、本实用新型设计新颖合理，体积小，通过显示器开关控制显示器是否实时显示数据，功耗低，实用性强，便于推广使用。
[0017]综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单，具有实时监测使用者心率数据且远程数据传输的功能，滑落时可及时通知使用者找回手表，监测精度高，实用性强，便于推广使用。
[0018]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0020]图2为本实用新型充电保护电路和锂电池的电路连接关系示意图。
[0021]图3为本实用新型稳压电路的电路原理图。
[0022]图4为本实用新型微控制器模块的电路原理图。
[0023]图5为本实用新型心率传感器的电路原理图。
[0024]图6为本实用新型三轴加速度传感器的电路原理图。
[0025]图7为本实用新型定位传感器的电路原理图。
[0026]图8为本实用新型无线通信模块的电路原理图。
[0027]图9为本实用新型短信收发模块的电路原理图。
[0028]附图标记说明:
[0029]1-1 一充电保护电路； 1-2—锂电池；1-3—稳压电路；
[0030]1-4 一供电开关；1-5—显示器开关；2—微控制器模块；
[0031]3—心率传感器；4 一三轴加速度传感器； 5—定位传感器；
[0032]6—数据存储单元；7—显示器；8—声光报警电路；
[0033]9一无线通信模块；10—短信收发模块；11一手机。
【具体实施方式】
[0034]如图1、图2、图3和图4所不，本实用新型包括外壳、布设在所述外壳内的电子线路板和安装在所述外壳上的显示器7，所述电子线路板包括微控制器模块2和电源模块，以及与所述微控制器模块2相接的数据存储单元6、无线通信模块9和对手机11发送短信信息的短信收发模块10，所述微控制器模块2的输入端接有心率传感器3、三轴加速度传感器4和定位传感器5，所述微控制器模块2的输出端接有声光报警电路8，所述显示器7的输入端与所述微控制器模块2的输出端相接，所述电源模块包括依次连接的充电保护电路1-1、锂电池1-2和稳压电路1-3，所述稳压电路1-3为所述电子线路板提供稳定电压的供电回路中串联有供电开关1-4，所述稳压电路1-3为所述显示器7提供稳定电压的供电回路中串联有显示器开关1-5 ;
[0035]所述微控制器模块2包括ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200 ;所述充电保护电路1-1包括连接端口 Pl和芯片LTC4054，所述芯片LTC4054的第4管脚分两路，一路与连接端口 Pl的第I管脚和5V电源输出端的连接 端相接，另一路经发光二极管Dl和电阻R4与芯片LTC4054的第I管脚相接；所述锂电池1-2为可输出4.2V直流电压的可充电锂电池U1，所述可充电锂电池Ul的正极+接芯片LTC4054的第3管脚，可充电锂电池Ul的负极和芯片LTC4054的第2管脚均接地；所述稳压电路1-3包括芯片TPS76933，所述芯片TPS76933的第I管脚接充电锂电池Ul的4.2V直流电压输出端，芯片TPS76933的第5管脚为3.3V直流电压输出端，实际使用中，连接端口 PI连接5V充电器。
[0036]如图5所示，本实施例中，所述心率传感器3包括芯片PAH8001，所述芯片PAH8001的LED_P管脚、VDD1管脚和VDDM管脚均与3.3V直流电压输出端相接，所述芯片PAH8001的SCK管脚、SD1管脚、SDI_ID0管脚和CSN_ID1管脚分别与ARM Cortex-M3微控制器EFM32G200的PElO管脚、PE13管脚、PEll管脚和PE12管脚相接。
[0037]如图6所示，本实施例中，所述三轴加速度传感器4包括芯片LIS3DH，所述芯片LIS3DH的Vdd_10管脚和Vdd管脚均与3.3V直流电压输出端相接，所述芯片LIS3DH的SCL/SPC管脚、SDA/SDI/SD0管脚、SD0/SA0管脚和CS管脚分别与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PC0/US1_TX管脚、PA2管脚、PAl管脚和PAO管脚相接。
[0038]如图7所示，本实施例中，所述定位传感器5包括模块UBL0X-6M，所述模块UBL0X-6M的VCC管脚与3.3V直流电压输出端相接，所述模块UBL0X-6M的TXD管脚、RXD管脚和 PPS 管脚分别与 ARM Cortex-M3 微控制器 EFM32G200 的 PB14/HFXTAL_N 管脚、PB13/HFXTAL_P管脚和PC13管脚相接。
[0039]如图8所示，本实施例中，所述无线通信模块9包括GSM模块，所述GSM模块为SIM900,所述SM900的PWRKEY管脚与3.3V直流电压输出端相接，SIM900的TXD_0管脚、RXD_I管脚、DATA管脚和RESET管脚分别与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PF2/DBG_SW0管脚、PF1/DBG_SWD10管脚、PBll管脚和RESETn管脚相接。
[0040]如图9所示，本实施例中，所述短信收发模块10包括芯片TC35I和SM卡，所述芯片TC35I的RXDO管脚与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PD4管脚相接，所述芯片TC35I 的 TXDO 管脚与 ARM Cortex_M3 微控制器 EFM32G200 的 PF0/DBG_SWCLK 管脚相接；所述SM卡的CCRST管脚、CCCLK管脚、CCGND管脚和CC1管脚分别与芯片TC35I的CCRST管脚、CCCLK管脚、CCGND管脚和CC1管脚相接，SM卡的CCGND管脚通过并联连接的电阻R13和电感L2接地。
[0041]本实施例中，所述显示器7为1.8寸TFT液晶显示器。
[0042]本实用新型使用时，当锂电池1-2没电时，充电保护电路1-1连接5V充电器为锂电池1-2充电，当锂电池1-2有电时，锂电池1-2将输出的4.2V直流电通过稳压电路1_3转换为3.3V直流电，打开供电开关1-4，稳压电路1-3为各个用电模块供电，通过心率传感器3和三轴加速度传感器4采集使用者运动中数据，心率传感器3和三轴加速度传感器4采集的数据送入到微控制器模块2中，并存储在数据存储单元6中，同时通过无线通信模块9将数据远程传输回监控室且通过短信收发模块10将数据传输至手机11中，数据存储单元6中提前存储了使用者个人信息，手机11或监控室可同时查看传输过来的数据，当心率传感器3突然采集不到数据时，微控制器模块2输出高电平驱动声光报警电路8及时提醒使用者找回手表，当未及时发现时，定位传感器5可实时定位手表位置，监控室和手机11均可查看位置寻找手表，显示器开关1-5可选择是否显示数据，当运动过程中，可断开显示，节省电量；当需要查看时，可闭合开关，查看数据显示；非常适合中学生大量人数使用时，实时监测每一位学生的心率数据，精度高，使用效果好。
[0043]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种远程心率监测手表，其特征在于:包括外壳、布设在所述外壳内的电子线路板和安装在所述外壳上的显示器(7)，所述电子线路板包括微控制器模块(2)和电源模块，以及与所述微控制器模块(2)相接的数据存储单元￠)、无线通信模块(9)和对手机(11)发送短信信息的短信收发模块(10)，所述微控制器模块(2)的输入端接有心率传感器(3)、三轴加速度传感器(4)和定位传感器(5)，所述微控制器模块(2)的输出端接有声光报警电路(8)，所述显示器(7)的输入端与所述微控制器模块(2)的输出端相接，所述电源模块包括依次连接的充电保护电路(1-1)、锂电池(1-2)和稳压电路(1-3)，所述稳压电路(1-3)为所述电子线路板提供稳定电压的供电回路中串联有供电开关(1-4)，所述稳压电路(1-3)为所述显示器(7)提供稳定电压的供电回路中串联有显示器开关(1-5); 所述微控制器模块(2)包括ARM Cortex-M3微控制器EFM32G200 ;所述充电保护电路(1-1)包括连接端口 Pl和芯片LTC4054，所述芯片LTC4054的第4管脚分两路，一路与连接端口 Pl的第I管脚和5V电源输出端的连接端相接，另一路经发光二极管Dl和电阻R4与芯片LTC4054的第I管脚相接；所述锂电池(1-2)为可输出4.2V直流电压的可充电锂电池Ul，所述可充电锂电池Ul的正极+接芯片LTC4054的第3管脚，可充电锂电池Ul的负极和芯片LTC4054的第2管脚均接地；所述稳压电路(1-3)包括芯片TPS76933，所述芯片TPS76933的第I管脚接充电锂电池Ul的4.2V直流电压输出端，芯片TPS76933的第5管脚为3.3V直流电压输出端。2.按照权利要求1所述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述心率传感器(3)包括芯片PAH8001，所述芯片PAH8001的LED_P管脚、VDD1管脚和VDDM管脚均与3.3V直流电压输出端相接，所述芯片PAH8001的SCK管脚、SD1管脚、SDI_ID0管脚和CSN_ID1管脚分别与ARM Cortex-M3微控制器EFM32G200的PElO管脚、PE13管脚、PEll管脚和PE12管脚相接。3.按照权利要求1所述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述三轴加速度传感器⑷包括芯片LIS3DH，所述芯片LIS3DH的Vdd_10管脚和Vdd管脚均与3.3V直流电压输出端相接，所述芯片LIS3DH的SCL/SPC管脚、SDA/SDI/SD0管脚、SD0/SA0管脚和CS管脚分别与ARM Cortex-M3微控制器EFM32G200的PC0/US1_TX管脚、PA2管脚、PAl管脚和PAO管脚相接。4.按照权利要求1所述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述定位传感器(5)包括模块UBL0X-6M，所述模块UBL0X-6M的VCC管脚与3.3V直流电压输出端相接，所述模块UBL0X-6M的TXD管脚、RXD管脚和PPS管脚分别与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PB14/HFXTAL_N 管脚、PB13/HFXTAL_P 管脚和 PC13 管脚相接。5.按照权利要求1所述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述无线通信模块(9)包括GSM模块，所述GSM模块为SM900，所述SM900的PWRKEY管脚与3.3V直流电压输出端相接，SIM900的TXD_0管脚、RXD_I管脚、DATA管脚和RESET管脚分别与ARM Cortex_M3微控制器 EFM32G200 的 PF2/DBG_SW0 管脚、PF1/DBG_SWD10 管脚、PBll 管脚和 RESETn 管脚相接。6.按照权利要求1所述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述短信收发模块(10)包括芯片TC35I和SIM卡，所述芯片TC35I的RXDO管脚与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PD4管脚相接，所述芯片TC35I的TXDO管脚与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PFO/DBG_SWCLK管脚相接；所述SM卡的CCRST管脚、CCCLK管脚、CCGND管脚和CC1管脚分别与芯片TC35I的CCRST管脚、CCCLK管脚、CCGND管脚和CC1管脚相接，SIM卡的CCGND管脚通过并联连接的电阻R13和电感L2接地。7.按照权利要求1所述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述显示器(7)为1.8寸TFT液晶显示器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种远程心率监测手表，包括外壳、布设在外壳内的电子线路板和安装在外壳上的显示器，电子线路板包括微控制器模块和电源模块，以及与微控制器模块相接的数据存储单元、无线通信模块和对手机发送短信信息的短信收发模块，微控制器模块的输入端接有心率传感器、三轴加速度传感器和定位传感器，微控制器模块的输出端接有声光报警电路，电源模块包括依次连接的充电保护电路、锂电池和稳压电路，稳压电路为电子线路板提供稳定电压的供电回路中串联有供电开关，稳压电路为显示器提供稳定电压的供电回路中串联有显示器开关，本实用新型设计新颖，具有实时监测使用者心率数据且当手表滑落时及时报警同时远程数据传输的功能，实用性强。
【IPC分类】A61B5/0245, G04G21/04, G04G9/12, G04G21/02, G04G19/00
【公开号】CN204695006
【申请号】CN201520415426
【发明人】李爱国, 李用维
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月16日
【技术领域】
[0001]本实用新型属于日常穿戴技术领域，具体涉及一种远程心率监测手表。
【背景技术】
[0002]心率快慢是个人生命体征参数中的一个重要数据，在我国中学生体育测试中，因为心率不齐或心率过快导致中学生猝死的现象时有发生，为了及时对每一位学生的心率数据做到实时监测，出现了各种各样的心率监测手环或心率监测手表，现有的心率手环或心率手表采集心率主要使用传统的LED光电式心率采集，这种方法由于LED的功耗比较大，大约在10-20mA，为了延长使用时间，只能在需要测量的时候打开，其余时间被迫处于关闭状态，这影响心率测量的连续性，进而影响了健康监控的质量；其次，可采用心电式心率采集，这种方法需要在人体皮肤上相距较远的两个点贴上测量电极，操作复杂，不可穿戴；另外，可采用压电薄膜式心率采集，由于压电薄膜灵敏度非常高，在动作中容易产生很大的噪声，使心率测量不准确；并且采集的数据不可联网传输，且在运动中手环一旦脱落，老师不能及时采集到每一位学生的心率数据；因此，现如今缺少一种结构简单、体积小、成本低、设计合理、采集准确，能够快速实现心率数据无线传输的远程心率监测手表，通过高效光电式心率传感芯片和三轴加速度传感器同时采集学生运动参数，在每一块远程心率监测手表中安装定位传感器，并将学生的个人信息存储在数据存储单元中，做到定位学生精确，采集精度高；且当手表脱落时通过声光报警电路提醒学生及时找到手表，同时老师可通过定位传感器找到手表位置，安全快捷，使用可充电锂电池供电，实现手表的循环使用，寿命长，解决远程心率监测装置普遍存在不可携带、功耗大、测量精度低、不能持续测量、不能远程监测多个心率数据、运动中测量易出错、工作不稳定以及功耗大等缺点。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种远程心率监测手表，其设计新颖合理，结构简单，具有实时监测使用者心率数据且远程数据传输的功能，滑落时可及时通知使用者找回手表，监测精度高，实用性强，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种远程心率监测手表，其特征在于:包括外壳、布设在所述外壳内的电子线路板和安装在所述外壳上的显示器，所述电子线路板包括微控制器模块和电源模块，以及与所述微控制器模块相接的数据存储单元、无线通信模块和对手机发送短信信息的短信收发模块，所述微控制器模块的输入端接有心率传感器、三轴加速度传感器和定位传感器，所述微控制器模块的输出端接有声光报警电路，所述显示器的输入端与所述微控制器模块的输出端相接，所述电源模块包括依次连接的充电保护电路、锂电池和稳压电路，所述稳压电路为所述电子线路板提供稳定电压的供电回路中串联有供电开关，所述稳压电路为所述显示器提供稳定电压的供电回路中串联有显不器开关；
[0005]所述微控制器模块包括ARM Cortex-M3微控制器EFM32G200 ;所述充电保护电路包括连接端口 Pl和芯片LTC4054，所述芯片LTC4054的第4管脚分两路，一路与连接端口 Pl的第I管脚和5V电源输出端的连接端相接，另一路经发光二极管Dl和电阻R4与芯片LTC4054的第I管脚相接；所述锂电池为可输出4.2V直流电压的可充电锂电池Ul，所述可充电锂电池Ul的正极+接芯片LTC4054的第3管脚，可充电锂电池Ul的负极和芯片LTC4054的第2管脚均接地；所述稳压电路包括芯片TPS76933，所述芯片TPS76933的第I管脚接充电锂电池Ul的4.2V直流电压输出端，芯片TPS76933的第5管脚为3.3V直流电压输出端。
[0006]上述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述心率传感器包括芯片PAH8001，所述芯片PAH8001的LED_P管脚、VDD1管脚和VDDM管脚均与3.3V直流电压输出端相接，所述芯片PAH8001的SCK管脚、SD1管脚、SDI_ID0管脚和CSN_ID1管脚分别与ARM Cortex-M3微控制器EFM32G200的PElO管脚、PE13管脚、PEll管脚和PE12管脚相接。
[0007]上述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述三轴加速度传感器包括芯片LIS3DH，所述芯片LIS3DH的Vdd_10管脚和Vdd管脚均与3.3V直流电压输出端相接，所述芯片LIS3DH的SCL/SPC管脚、SDA/SDI/SD0管脚、SD0/SA0管脚和CS管脚分别与ARMCortex-M3微控制器EFM32G200的PC0/US1_TX管脚、PA2管脚、PAl管脚和PAO管脚相接。
[0008]上述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述定位传感器包括模块UBL0X-6M，所述模块UBL0X-6M的VCC管脚与3.3V直流电压输出端相接，所述模块UBL0X-6M的TXD管脚、RXD管脚和PPS管脚分别与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PB14/HFXTAL_N管脚、PB13/HFXTAL_P管脚和PC13管脚相接。
[0009]上述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述无线通信模块包括GSM模块，所述GSM模块为SM900，所述SM900的PWRKEY管脚与3.3V直流电压输出端相接，SIM900的TXD_0管脚、RXD_I管脚、DATA管脚和RESET管脚分别与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的 PF2/DBG_SW0 管脚、PF1/DBG_SWD10 管脚、PBll 管脚和 RESETn 管脚相接。
[0010]上述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述短信收发模块包括芯片TC35I和SM卡，所述芯片TC35I的RXDO管脚与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PD4管脚相接，所述芯片TC35I的TXDO管脚与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PF0/DBG_SffCLK管脚相接；所述SM卡的CCRST管脚、CCCLK管脚、CCGND管脚和CC1管脚分别与芯片TC35I的CCRST管脚、CCCLK管脚、CCGND管脚和CC1管脚相接，SIM卡的CCGND管脚通过并联连接的电阻Rl3和电感L2接地。
[0011]上述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述显示器为1.8寸TFT液晶显示器。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0013]1、本实用新型通过设置心率传感器和三轴加速度传感器同时采集学生运动参数，同时设置声光报警电路，当心率传感器采集到数据时，微控制器输出低电平，不能驱动声光报警电路；当心率传感器采集不到数据时，微控制器输出高电平，驱动声光报警电路及时提醒使用者手表脱落，避免丢失带来的不必要的麻烦，电路简单，便于推广使用。
[0014]2、本实用新型通过设置定位传感器定位手表使用者位置信息，同时设置数据存储单元存储每一位使用者信息，同时通过无线通信模块或短信收发模块及时远程数据传输，可靠稳定，使用效果好。
[0015]3、本实用新型通过设置充电保护电路将充电器输出的5V直流电压转换为4.2V直流电压给锂电池充电，接着通过稳压电路将4.2V直流电压转换为3.3V直流电压给各个用电模块供电，电压稳定，使用寿命长。
[0016]4、本实用新型设计新颖合理，体积小，通过显示器开关控制显示器是否实时显示数据，功耗低，实用性强，便于推广使用。
[0017]综上所述，本实用新型设计新颖合理，结构简单，具有实时监测使用者心率数据且远程数据传输的功能，滑落时可及时通知使用者找回手表，监测精度高，实用性强，便于推广使用。
[0018]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0020]图2为本实用新型充电保护电路和锂电池的电路连接关系示意图。
[0021]图3为本实用新型稳压电路的电路原理图。
[0022]图4为本实用新型微控制器模块的电路原理图。
[0023]图5为本实用新型心率传感器的电路原理图。
[0024]图6为本实用新型三轴加速度传感器的电路原理图。
[0025]图7为本实用新型定位传感器的电路原理图。
[0026]图8为本实用新型无线通信模块的电路原理图。
[0027]图9为本实用新型短信收发模块的电路原理图。
[0028]附图标记说明:
[0029]1-1 一充电保护电路； 1-2—锂电池；1-3—稳压电路；
[0030]1-4 一供电开关；1-5—显示器开关；2—微控制器模块；
[0031]3—心率传感器；4 一三轴加速度传感器； 5—定位传感器；
[0032]6—数据存储单元；7—显示器；8—声光报警电路；
[0033]9一无线通信模块；10—短信收发模块；11一手机。
【具体实施方式】
[0034]如图1、图2、图3和图4所不，本实用新型包括外壳、布设在所述外壳内的电子线路板和安装在所述外壳上的显示器7，所述电子线路板包括微控制器模块2和电源模块，以及与所述微控制器模块2相接的数据存储单元6、无线通信模块9和对手机11发送短信信息的短信收发模块10，所述微控制器模块2的输入端接有心率传感器3、三轴加速度传感器4和定位传感器5，所述微控制器模块2的输出端接有声光报警电路8，所述显示器7的输入端与所述微控制器模块2的输出端相接，所述电源模块包括依次连接的充电保护电路1-1、锂电池1-2和稳压电路1-3，所述稳压电路1-3为所述电子线路板提供稳定电压的供电回路中串联有供电开关1-4，所述稳压电路1-3为所述显示器7提供稳定电压的供电回路中串联有显示器开关1-5 ;
[0035]所述微控制器模块2包括ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200 ;所述充电保护电路1-1包括连接端口 Pl和芯片LTC4054，所述芯片LTC4054的第4管脚分两路，一路与连接端口 Pl的第I管脚和5V电源输出端的连接 端相接，另一路经发光二极管Dl和电阻R4与芯片LTC4054的第I管脚相接；所述锂电池1-2为可输出4.2V直流电压的可充电锂电池U1，所述可充电锂电池Ul的正极+接芯片LTC4054的第3管脚，可充电锂电池Ul的负极和芯片LTC4054的第2管脚均接地；所述稳压电路1-3包括芯片TPS76933，所述芯片TPS76933的第I管脚接充电锂电池Ul的4.2V直流电压输出端，芯片TPS76933的第5管脚为3.3V直流电压输出端，实际使用中，连接端口 PI连接5V充电器。
[0036]如图5所示，本实施例中，所述心率传感器3包括芯片PAH8001，所述芯片PAH8001的LED_P管脚、VDD1管脚和VDDM管脚均与3.3V直流电压输出端相接，所述芯片PAH8001的SCK管脚、SD1管脚、SDI_ID0管脚和CSN_ID1管脚分别与ARM Cortex-M3微控制器EFM32G200的PElO管脚、PE13管脚、PEll管脚和PE12管脚相接。
[0037]如图6所示，本实施例中，所述三轴加速度传感器4包括芯片LIS3DH，所述芯片LIS3DH的Vdd_10管脚和Vdd管脚均与3.3V直流电压输出端相接，所述芯片LIS3DH的SCL/SPC管脚、SDA/SDI/SD0管脚、SD0/SA0管脚和CS管脚分别与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PC0/US1_TX管脚、PA2管脚、PAl管脚和PAO管脚相接。
[0038]如图7所示，本实施例中，所述定位传感器5包括模块UBL0X-6M，所述模块UBL0X-6M的VCC管脚与3.3V直流电压输出端相接，所述模块UBL0X-6M的TXD管脚、RXD管脚和 PPS 管脚分别与 ARM Cortex-M3 微控制器 EFM32G200 的 PB14/HFXTAL_N 管脚、PB13/HFXTAL_P管脚和PC13管脚相接。
[0039]如图8所示，本实施例中，所述无线通信模块9包括GSM模块，所述GSM模块为SIM900,所述SM900的PWRKEY管脚与3.3V直流电压输出端相接，SIM900的TXD_0管脚、RXD_I管脚、DATA管脚和RESET管脚分别与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PF2/DBG_SW0管脚、PF1/DBG_SWD10管脚、PBll管脚和RESETn管脚相接。
[0040]如图9所示，本实施例中，所述短信收发模块10包括芯片TC35I和SM卡，所述芯片TC35I的RXDO管脚与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PD4管脚相接，所述芯片TC35I 的 TXDO 管脚与 ARM Cortex_M3 微控制器 EFM32G200 的 PF0/DBG_SWCLK 管脚相接；所述SM卡的CCRST管脚、CCCLK管脚、CCGND管脚和CC1管脚分别与芯片TC35I的CCRST管脚、CCCLK管脚、CCGND管脚和CC1管脚相接，SM卡的CCGND管脚通过并联连接的电阻R13和电感L2接地。
[0041]本实施例中，所述显示器7为1.8寸TFT液晶显示器。
[0042]本实用新型使用时，当锂电池1-2没电时，充电保护电路1-1连接5V充电器为锂电池1-2充电，当锂电池1-2有电时，锂电池1-2将输出的4.2V直流电通过稳压电路1_3转换为3.3V直流电，打开供电开关1-4，稳压电路1-3为各个用电模块供电，通过心率传感器3和三轴加速度传感器4采集使用者运动中数据，心率传感器3和三轴加速度传感器4采集的数据送入到微控制器模块2中，并存储在数据存储单元6中，同时通过无线通信模块9将数据远程传输回监控室且通过短信收发模块10将数据传输至手机11中，数据存储单元6中提前存储了使用者个人信息，手机11或监控室可同时查看传输过来的数据，当心率传感器3突然采集不到数据时，微控制器模块2输出高电平驱动声光报警电路8及时提醒使用者找回手表，当未及时发现时，定位传感器5可实时定位手表位置，监控室和手机11均可查看位置寻找手表，显示器开关1-5可选择是否显示数据，当运动过程中，可断开显示，节省电量；当需要查看时，可闭合开关，查看数据显示；非常适合中学生大量人数使用时，实时监测每一位学生的心率数据，精度高，使用效果好。
[0043]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种远程心率监测手表，其特征在于:包括外壳、布设在所述外壳内的电子线路板和安装在所述外壳上的显示器(7)，所述电子线路板包括微控制器模块(2)和电源模块，以及与所述微控制器模块(2)相接的数据存储单元￠)、无线通信模块(9)和对手机(11)发送短信信息的短信收发模块(10)，所述微控制器模块(2)的输入端接有心率传感器(3)、三轴加速度传感器(4)和定位传感器(5)，所述微控制器模块(2)的输出端接有声光报警电路(8)，所述显示器(7)的输入端与所述微控制器模块(2)的输出端相接，所述电源模块包括依次连接的充电保护电路(1-1)、锂电池(1-2)和稳压电路(1-3)，所述稳压电路(1-3)为所述电子线路板提供稳定电压的供电回路中串联有供电开关(1-4)，所述稳压电路(1-3)为所述显示器(7)提供稳定电压的供电回路中串联有显示器开关(1-5); 所述微控制器模块(2)包括ARM Cortex-M3微控制器EFM32G200 ;所述充电保护电路(1-1)包括连接端口 Pl和芯片LTC4054，所述芯片LTC4054的第4管脚分两路，一路与连接端口 Pl的第I管脚和5V电源输出端的连接端相接，另一路经发光二极管Dl和电阻R4与芯片LTC4054的第I管脚相接；所述锂电池(1-2)为可输出4.2V直流电压的可充电锂电池Ul，所述可充电锂电池Ul的正极+接芯片LTC4054的第3管脚，可充电锂电池Ul的负极和芯片LTC4054的第2管脚均接地；所述稳压电路(1-3)包括芯片TPS76933，所述芯片TPS76933的第I管脚接充电锂电池Ul的4.2V直流电压输出端，芯片TPS76933的第5管脚为3.3V直流电压输出端。2.按照权利要求1所述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述心率传感器(3)包括芯片PAH8001，所述芯片PAH8001的LED_P管脚、VDD1管脚和VDDM管脚均与3.3V直流电压输出端相接，所述芯片PAH8001的SCK管脚、SD1管脚、SDI_ID0管脚和CSN_ID1管脚分别与ARM Cortex-M3微控制器EFM32G200的PElO管脚、PE13管脚、PEll管脚和PE12管脚相接。3.按照权利要求1所述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述三轴加速度传感器⑷包括芯片LIS3DH，所述芯片LIS3DH的Vdd_10管脚和Vdd管脚均与3.3V直流电压输出端相接，所述芯片LIS3DH的SCL/SPC管脚、SDA/SDI/SD0管脚、SD0/SA0管脚和CS管脚分别与ARM Cortex-M3微控制器EFM32G200的PC0/US1_TX管脚、PA2管脚、PAl管脚和PAO管脚相接。4.按照权利要求1所述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述定位传感器(5)包括模块UBL0X-6M，所述模块UBL0X-6M的VCC管脚与3.3V直流电压输出端相接，所述模块UBL0X-6M的TXD管脚、RXD管脚和PPS管脚分别与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PB14/HFXTAL_N 管脚、PB13/HFXTAL_P 管脚和 PC13 管脚相接。5.按照权利要求1所述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述无线通信模块(9)包括GSM模块，所述GSM模块为SM900，所述SM900的PWRKEY管脚与3.3V直流电压输出端相接，SIM900的TXD_0管脚、RXD_I管脚、DATA管脚和RESET管脚分别与ARM Cortex_M3微控制器 EFM32G200 的 PF2/DBG_SW0 管脚、PF1/DBG_SWD10 管脚、PBll 管脚和 RESETn 管脚相接。6.按照权利要求1所述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述短信收发模块(10)包括芯片TC35I和SIM卡，所述芯片TC35I的RXDO管脚与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PD4管脚相接，所述芯片TC35I的TXDO管脚与ARM Cortex_M3微控制器EFM32G200的PFO/DBG_SWCLK管脚相接；所述SM卡的CCRST管脚、CCCLK管脚、CCGND管脚和CC1管脚分别与芯片TC35I的CCRST管脚、CCCLK管脚、CCGND管脚和CC1管脚相接，SIM卡的CCGND管脚通过并联连接的电阻R13和电感L2接地。7.按照权利要求1所述的一种远程心率监测手表，其特征在于:所述显示器(7)为1.8寸TFT液晶显示器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种远程心率监测手表，包括外壳、布设在外壳内的电子线路板和安装在外壳上的显示器，电子线路板包括微控制器模块和电源模块，以及与微控制器模块相接的数据存储单元、无线通信模块和对手机发送短信信息的短信收发模块，微控制器模块的输入端接有心率传感器、三轴加速度传感器和定位传感器，微控制器模块的输出端接有声光报警电路，电源模块包括依次连接的充电保护电路、锂电池和稳压电路，稳压电路为电子线路板提供稳定电压的供电回路中串联有供电开关，稳压电路为显示器提供稳定电压的供电回路中串联有显示器开关，本实用新型设计新颖，具有实时监测使用者心率数据且当手表滑落时及时报警同时远程数据传输的功能，实用性强。
【IPC分类】A61B5/0245, G04G21/04, G04G9/12, G04G21/02, G04G19/00
【公开号】CN204695006
【申请号】CN201520415426
【发明人】李爱国, 李用维
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月16日
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