一種兒童運動特征無線檢測系統的制作方法
【專利摘要】本發明提出了一種兒童運動特征無線檢測系統，所述儀表盤包括：運動檢測模塊，檢測三維加速度和相對轉角；藍牙模塊，連接到所述運動檢測模塊和數據中心服務器，數據終端服務器與家長手機端相連接；所述運動檢測模塊包括三軸重力加速度傳感器、陀螺儀和DSP處理器，DSP處理器包括積分器和濾波及優化模塊；所述三軸重力加速度傳感器輸出X、Y、Z軸加速度數據信息，陀螺儀輸出人體轉角的角速率信息，DSP處理器的積分器將陀螺儀輸出的角速率信息積分得到人體的相對轉角；所述儀表盤還包括血氧計，血氧計設置在儀表盤背面與皮膚接觸面。
【專利說明】一種兒童運動特征無線檢測系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子領域，特別涉及一種兒童運動特征無線檢測系統。
【背景技術】
[0002]低齡段兒童在幼兒園和低年級階段自控能力差，管控力差，而且多動，好奇心強，經常會發生跌倒磕碰的情況，幼兒園和學校為封閉式管理，家長無法時刻監控自己孩子的實時狀況，即使發生意外也不能及時得知，老師的工作量大，無法照顧到每一個孩子，因此，意外狀況無法避免。
[0003]隨著電子技術和無線通信技術的發展，遠程監控技術逐漸走進人們的生活，如何通過遠程監控了解兒童的實時行為狀態，是目前亟待解決的問題。
【發明內容】
[0004]本發明提出一種兒童運動特征無線檢測系統，解決了遠程監控兒童行為狀態的問題。
[0005]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0006]一種兒童運動特征無線檢測系統，整體為環狀，環中位置內嵌儀表盤，儀表盤外表面包覆彩色EVA材質涂層，儀表盤兩側設置鏈帶，通過鏈帶構成環狀結構，鏈帶為與所述涂層相同顏色和材質的EVA鏈帶，并與所述涂層整體成型，兩側鏈帶連接處通過針扣縮放；
[0007]所述儀表盤包括:運動檢測模塊，檢測三維加速度和相對轉角；藍牙模塊，連接到所述運動檢測模塊和數據中心服務器，數據終端服務器與家長手機端相連接；
[0008]所述運動檢測模塊包括三軸重力加速度傳感器、陀螺儀和DSP處理器，DSP處理器包括積分器和濾波及優化模塊；所述三軸重力加速度傳感器輸出X、Y、Z軸加速度數據信息，陀螺儀輸出人體轉角的角速率信息，DSP處理器的積分器將陀螺儀輸出的角速率信息積分得到人體的相對轉角；
[0009]所述儀表盤還包括血氧計，血氧計設置在儀表盤背面與皮膚接觸面；
[0010]所述血氧計包括在皮膚接觸部設置的兩個LED燈和第二感光元件，兩個LED燈輸出固定波長的光束，第二感光元件對經過皮膚、組織、血液漫反射回的光進行采集，將代表血氧飽和度值的光強度轉換為電信號；
[0011]所述DSP處理器對血氧飽和度值進行處理，輸出經過調制的標準格式的血氧飽和度數據；
[0012]藍牙模塊將所述血氧飽和度數據上傳至數據中心服務器，數據終端服務器再發送到家長手機端；
[0013]所述儀表盤還包括電池和電力變換模塊，所述電力變換模塊包括:
[0014]變壓器，包括原邊繞組和副邊繞組，原邊繞組包括第一端和第二端，副邊繞組包括第一端和第二端，原邊繞組第一端連接到第一電連接器和輸入電容器，副邊繞組第二端連接到副邊地電位，原邊繞組第一端和副邊繞組第二端為同名端；
[0015]第一開關管，其源極連接到變壓器原邊繞組第二端，其漏極連接到原邊地電位，其柵極連接到第一開關驅動器；
[0016]第一開關驅動器，包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管為NPN晶體管，第二晶體管為PNP晶體管，第一晶體管和第二晶體管的基極連接在一起作為控制端，第一晶體管和第二晶體管的發射極連接在一起作為輸出端，第一晶體管的集電極連接到所述輸入電容器，第二晶體管的集電極連接到原邊地電位；
[0017]第一頻率發生電路，包括第一鎖相環，其連接至晶振；第一低通濾波器，連接至第一鎖相環的輸出端；第一壓控振蕩器，連接至第一低通濾波器輸出端，其輸出端連接至第一放大器，第一放大器的輸出端連接到所述第一開關驅動器的控制端；
[0018]第一二極管，其陽極連接到變壓器副邊繞組第一端，其陰極連接到輸出濾波器；
[0019]輸出濾波器包括第一電感器和第一電容器，第一電感器連接到所述第一二極管的陰極，第一電感器與第一電容器的公共端連接至第二電連接器，第一電容器的另一端連接至副邊地電位；
[0020]所述第一電連接器連接到電池，第二電連接器為輸出端。
[0021 ] 可選地，所述藍牙模塊為藍牙4.0 (BLE)通信模塊。
[0022]本發明的有益效果是:
[0023](I)兒童運動特征無線檢測系統佩戴在手腕，方便佩戴；
[0024](2)外層包覆EVA材質，防水、無毒、無味；
[0025](3)內置DSP處理器，便于系統的更新。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本發明兒童運動特征無線檢測系統的結構示意圖；
[0028]圖2為本發明兒童運動特征無線檢測系統的電路控制框圖；
[0029]圖3為本發明電力變換模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0030]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0031]如圖1所示，本發明的一種兒童運動特征無線檢測系統，整體為環狀，環中位置內嵌儀表盤1000，儀表盤外表面包覆彩色EVA材質涂層，儀表盤兩側設置鏈帶，通過鏈帶構成環狀結構，鏈帶為與所述涂層相同顏色和材質的EVA鏈帶，并與所述涂層整體成型，兩側鏈帶連接處通過針扣縮放。
[0032]所述儀表盤包括:運動檢測模塊，檢測三維加速度和相對轉角；藍牙模塊，連接到所述運動檢測模塊和數據中心服務器，數據終端服務器與家長手機端相連接。
[0033]所述運動檢測模塊包括三軸重力加速度傳感器、陀螺儀和DSP處理器，DSP處理器包括積分器和濾波及優化模塊；所述三軸重力加速度傳感器輸出X、Y、Z軸加速度數據信息，陀螺儀輸出人體轉角的角速率信息，DSP處理器的積分器將陀螺儀輸出的角速率信息積分得到人體的相對轉角。
[0034]所述儀表盤還包括血氧計，血氧計設置在儀表盤背面與皮膚接觸面。
[0035]所述血氧計包括在皮膚接觸部設置的兩個LED燈和第二感光元件，兩個LED燈輸出固定波長的光束，第二感光元件對經過皮膚、組織、血液漫反射回的光進行采集，將代表血氧飽和度值的光強度轉換為電信號。
[0036]所述DSP處理器對血氧飽和度值進行處理，輸出經過調制的標準格式的血氧飽和度數據。
[0037]藍牙模塊將所述血氧飽和度數據上傳至數據中心服務器，數據終端服務器再發送到家長手機端。
[0038]優選地，所述藍牙模塊為藍牙4.0 (BLE)通信模塊。
[0039]藍牙模塊與數據中心服務器藍牙建立連接，可以保證近距離無線通信，學校里的兒童運動特征無線檢測系統都連接到同一臺數據中心服務器，數據中心服務器又通過GPRS網絡與兒童的家長手機建立連接，將兒童的行為數據上傳到家長手機，家長可以遠程實時監控自己孩子的運動數據和行為狀態，例如運動、跌倒、靜止等，同時可以檢測自己孩子的血氧數據，了解孩子的飲食情況。
[0040]優選地，所述藍牙模塊為藍牙4.0 (BLE)通信模塊。藍牙4.0是藍牙3.0+HS規范的補充，專門面向對成本和功耗都有較高要求的無線方案，可廣泛用于衛生保健、體育健身、家庭娛樂、安全保障等諸多領域。
[0041]藍牙4.0(BLE)通信模塊支持兩種部署方式:雙模式和單模式。雙模式中，低功耗藍牙功能集成在現有的經典藍牙控制器中，或再在現有經典藍牙技術(2.l+EDR/3.0+HS)芯片上增加低功耗堆棧，整體架構基本不變，因此成本增加有限。
[0042]單模式面向高度集成、緊湊的設備,使用一個輕量級連接層(Link Layer)提供超低功耗的待機模式操作、簡單設備恢復和可靠的點對多點數據傳輸，還能讓聯網傳感器在藍牙傳輸中安排好低功耗藍牙流量的次序，同時還有高級節能和安全加密連接。
[0043]本發明的兒童運動特征無線檢測系統還包括DSP處理器，DSP處理器與所述藍牙模塊相連接。內置DSP處理器，便于后期系統的更新，DSP處理器可對軟件更新有很強的兼容性。
[0044]如圖3所不,本發明的電力變換模塊的一個實施例,包括:變壓器11，包括原邊繞組和副邊繞組，原邊繞組包括第一端和第二端，副邊繞組包括第一端和第二端，原邊繞組第一端連接到第一電連接器2和輸入電容器3，副邊繞組第二端連接到副邊地電位，原邊繞組第一端和副邊繞組第二端為同名端；第一開關管12，其源極連接到變壓器原邊繞組第二端，其漏極連接到原邊地電位，其柵極連接到第一開關驅動器13 ;第一開關驅動器13，包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管為NPN晶體管，第二晶體管為PNP晶體管，第一晶體管和第二晶體管的基極連接在一起作為控制端，第一晶體管和第二晶體管的發射極連接在一起作為輸出端，第一晶體管的集電極連接到所述輸入電容器3，第二晶體管的集電極連接到原邊地電位；第一頻率發生電路30，包括第一鎖相環31，其連接至晶振99 ;第一低通濾波器32，連接至第一鎖相環31的輸出端；第一壓控振蕩器33，連接至第一低通濾波器32輸出端，其輸出端連接至第一放大器35，第一放大器35的輸出端輸出頻率控制信號f I且連接到所述第一開關驅動器13的控制端；第一二極管14，其陽極連接到變壓器副邊繞組第一端，其陰極連接到輸出濾波器17 ;輸出濾波器17包括第一電感器15和第一電容器16,第一電感器15連接到所述第一二極管14的陰極，第一電感器與第一電容器的公共端連接至第二電連接器4,第一電容器16的另一端連接至副邊地電位。
[0045]本發明的兒童運動特征無線檢測系統佩戴在手腕，方便佩戴；外層包覆EVA材質，防水、無毒、無味；內置DSP處理器，便于系統的更新。
[0046]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種兒童運動特征無線檢測系統，其特征在于，整體為環狀，環中位置內嵌儀表盤，儀表盤外表面包覆彩色EVA材質涂層，儀表盤兩側設置鏈帶，通過鏈帶構成環狀結構，鏈帶為與所述涂層相同顏色和材質的EVA鏈帶，并與所述涂層整體成型，兩側鏈帶連接處通過針扣縮放； 所述儀表盤包括:運動檢測模塊，檢測三維加速度和相對轉角；藍牙模塊，連接到所述運動檢測模塊和數據中心服務器，數據終端服務器與家長手機端相連接； 所述運動檢測模塊包括三軸重力加速度傳感器、陀螺儀和DSP處理器，DSP處理器包括積分器和濾波及優化模塊；所述三軸重力加速度傳感器輸出X、Y、Z軸加速度數據信息，陀螺儀輸出人體轉角的角速率信息，DSP處理器的積分器將陀螺儀輸出的角速率信息積分得到人體的相對轉角； 所述儀表盤還包括血氧計，血氧計設置在儀表盤背面與皮膚接觸面； 所述血氧計包括在皮膚接觸部設置的兩個LED燈和第二感光元件，兩個LED燈輸出固定波長的光束，第二感光元件對經過皮膚、組織、血液漫反射回的光進行采集，將代表血氧飽和度值的光強度轉換為電信號； 所述DSP處理器對血氧飽和度值進行處理，輸出經過調制的標準格式的血氧飽和度數據； 藍牙模塊將所述血氧飽和度數據上傳至數據中心服務器，數據終端服務器再發送到家長手機; 所述儀表盤還包括電池和電力變換模塊，所述電力變換模塊包括: 變壓器，包括原邊繞組和副邊繞組，原邊繞組包括第一端和第二端，副邊繞組包括第一端和第二端，原邊繞組第一端連接到第一電連接器和輸入電容器，副邊繞組第二端連接到副邊地電位，原邊繞組第一端和副邊繞組第二端為同名端； 第一開關管，其源極連接到變壓器原邊繞組第二端，其漏極連接到原邊地電位，其柵極連接到第一開關驅動器； 第一開關驅動器，包括第一晶體管和第二晶體管，第一晶體管為NPN晶體管，第二晶體管為PNP晶體管，第一晶體管和第二晶體管的基極連接在一起作為控制端，第一晶體管和第二晶體管的發射極連接在一起作為輸出端，第一晶體管的集電極連接到所述輸入電容器，第二晶體管的集電極連接到原邊地電位； 第一頻率發生電路，包括第一鎖相環，其連接至晶振；第一低通濾波器，連接至第一鎖相環的輸出端；第一壓控振蕩器，連接至第一低通濾波器輸出端，其輸出端連接至第一放大器，第一放大器的輸出端連接到所述第一開關驅動器的控制端； 第一二極管，其陽極連接到變壓器副邊繞組第一端，其陰極連接到輸出濾波器； 輸出濾波器包括第一電感器和第一電容器，第一電感器連接到所述第一二極管的陰極，第一電感器與第一電容器的公共端連接至第二電連接器，第一電容器的另一端連接至副邊地電位； 所述第一電連接器連接到電池，第二電連接器為輸出端。
2.如權利要求1所述的兒童運動特征無線檢測系統，其特征在于，所述藍牙模塊為藍牙4.0 (BLE)通信模塊。
【文檔編號】A63B71/06GK104274965SQ201410505161
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月28日 優先權日:2014年9月28日
【發明者】王玉芝 申請人:青島康合偉業商貿有限公司