一種基于無線充電的特殊人群電子監護手環的制作方法

本發明涉及特殊人群監護技術領域，具體涉及到一種基于無線充電的特殊人群電子監護手環。

背景技術：

隨著科技的發達，醫療技術領域迎來了大變革，傳統的護理行業需要大量的人力投入，效率低下且成本較高，不適合時代的發展；

特殊人群的監護一直是一個耗時耗力的工作，存在身體問題的特殊人群難以獨自照顧自己，需要安排專門的護理人員實時的監護，成本極大，例如在老齡化的大背景下，我國老人已達2億多，當老人遇到疾病、摔倒、火災等意外狀況時，如果身邊沒有監護人員，極易造成悲劇，而現實的背景很多老人子女在外，經濟拮據，難以支付高昂的人工監護費用，存在著很大的問題，同樣，幼兒、智障人群、殘疾人員都存在著上述的問題；

目前市場上的特殊人群監護器種類有很多，主要是通過移動互聯網和遠程定位技術來實現對老人的遠程智慧監護，傳統的監護設備不僅結構復雜，體積大，而且老人隨時攜帶不方便，在申請號為cn106157524a的中國專利中，給出了一種空巢老人智慧監護系統，雖然可以對老人的活動情況進行分析，還能在老人失去意識的時候發出報警信號，但是其功能單一，而且實用性比較差。

基于此，一種便捷的，成本低、方便實用的特殊人群監護系統亟待被開發出來。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種基于無線充電的特殊人群電子監護手環。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為:一種基于無線充電的特殊人群電子監護手環，包括手環外殼和無線充電線圈l，所述手環外殼安裝有手環銜接扣，所述手環外殼表面設有緊急救助按鈕，在手環外殼的內表面安裝有心率傳感器；

所述無線充電線圈l與無線充電線控制裝置電連接，無線充電線控制裝置與鋰電池電連接，無線充電控制裝置將電磁感應到的磁能轉化成為電能并存儲在鋰電池中；

所述鋰電池的輸出端通過熔斷絲分別連接有gprs發送板、心率傳感器、加速度傳感器、和mcu；所述mcu通過電路板布線分別連接gprs發射板、心率傳感器、加速度傳感器；

所述加速度傳感器芯片電源輸入端連接有穩壓芯片,在加速度傳感器的輸出端分別引出水平加速度信號引腳和豎直加速度信號引腳，且水平加速度信號引腳和豎直加速度信號引腳分別與mcu連接，所述mcu接收心率傳感器檢測到的脈搏信號、加速度傳感器采集到的空間加速度信號，加以處理后，通過gprs發射板發出信號；

所述無線充電線控制裝置包括無線充電線圈l，所述無線充電線圈l的一端分別與二極管d的一端、電容c的一端連接，無線充電線圈l的另一端分別與電容c的另一端、電容c的一端、二極管d的一端、無線充電控制芯片u的號管腳、電阻r的一端和電容c的一端連接，所述二極管d的另一端分別與電容c的另一端、無線充電控制芯片u的號管腳和電阻r的一端連接，所述r的另一端與無線充電控制芯片u的號管腳連接，所述無線充電控制芯片u的號管腳分別與二極管d的另一端和電感l的一端連接，所述電感l的另一端分別與電阻r的一端和電容c的另一端連接，所述無線充電控制芯片u的號管腳分別與電阻r的另一端和電阻r的另一端連接。

作為本發明一種優選的技術方案，所述加速度傳感器采用mma7361系列的三軸加速度計。

作為本發明一種優選的技術方案，所述無線充電線圈l2的直徑為9cm，線圈匝數為16匝。

作為本發明一種優選的技術方案，所述無線充電控制芯片u1采用的是由芯科泰電子生產的型號為t3186的無線充電接收ic。

作為本發明一種優選的技術方案，所述二極管d1、二極管d2的耐壓值為30v，最大通過電流為200ma，所述電容c1的容值為10uf，電容c2的容值為10uf，電容c3的容值為27nf，所述電阻r1的阻值為80k，電阻r2的阻值為6.2k，電阻r3的阻值為2k。

作為本發明一種優選的技術方案，所述無線充電線控制裝置的輸出正負極分別接到鋰電池的正負極兩端。

作為本發明一種優選的技術方案，所述mcu采用體積小巧的stm32f103系列微處理器。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：該裝置采用心率傳感器采集監用戶的心率，由于本裝置是手環的模式，檢測脈搏更加的方便，相對于現有的監護設備心率采集裝置需要將設備放在胸腔心臟位置，本裝置直接佩戴在在手上即可，方便快捷；該裝置采用加速度傳感器監測用戶的實時狀態，一方面，正常行走時的信號能作為康復數據使用，另一方面，當加速度傳感器檢測到豎直方向加速度急劇變化，即可判斷出是跌倒，手環能立即識別狀態并發出求助信號，該裝置采用緊急按鈕的設計，在緊急狀態下，按下按鈕就能快速求助；本發明在電路的內部采用電路熔斷設計，當手環在惡劣條件下短路時，熔斷絲斷開，保障器件的完好，降低維護的成本；更重要的是，本裝置采用無線充電的方式，對于特殊人群，不需要接觸市電電源就能完成充電，方便高效，對于特殊人群是一個很好的設計。

附圖說明

圖1為本發明整體結構示意圖；

圖2為本發明圖1的aa面剖面圖；

圖3為本發明圖1俯視圖；

圖4為本發明的加速度傳感器電路結構圖；

圖5為本發明無線充電線控制裝置的電路圖；

圖6為本發明設備連接示意圖;

圖7為本發明設備控制過程示意圖。

圖中，1-無線充電線圈l2，2-無線充電線控制裝置，3-鋰電池，4-熔斷絲，5-穩壓芯片，6-緊急求救按鈕，7-心率傳感器，8-加速度傳感器，9-水平加速度信號引腳，10-豎直加速度信號引腳，11-gprs發射板，12-mcu，13-手環外殼，14-手環銜接扣，15-二極管d1，16-電感l1，17-電阻r1，18-電阻r2，19-電容c1，20-電容c3，21-電容c2，22-二極管d2，23-無線充電控制芯片u1，24-電阻r3。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用型的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本實用型，但并不構成對本實用型的限定。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

實施例

請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7，本發明提供一種技術方案：一種基于無線充電的特殊人群電子監護手環，包括手環外殼13和無線充電線圈l21，所述無線充電線圈l21的直徑為9cm，線圈匝數為16匝，線圈匝數配比產生合適的充電電壓，所述手環外殼13安裝有手環銜接扣14，所述手環外殼13表面設有緊急救助按鈕6，安裝緊急求助按鈕6在緊急的狀況下方便尋求幫助，實用方便，另外，在設計時，該按鈕內嵌在手環內部，需要用力按動才能按下，防止誤按造成不便，在手環外殼13的內表面安裝有心率傳感器7，心率傳感器7采用的是型號為max30100為主控芯片的模塊，直接采集脈波信號計算心率；

所述無線充電線圈l21與無線充電線控制裝置2電連接，無線充電線控制裝置2與鋰電池3電連接，無線充電控制裝置2將電磁感應到的磁能轉化成為電能并存儲在鋰電池3中；

所述鋰電池3的輸出端通過熔斷絲4分別連接有gprs發送板11、心率傳感器7、加速度傳感器8、和mcu12，mcu采用體積小巧的stm32f103系列微處理器，減少體積消耗；所述mcu12通過電路板布線分別連接gprs發射板11、心率傳感器7、加速度傳感器8；

所述加速度傳感器8芯片電源輸入端連接有穩壓芯片5,且加速度傳感器采用mma7361系列的三軸加速度計在加速度傳感器8的輸出端分別引出水平加速度信號引腳9和豎直加速度信號引腳10，且水平加速度信號引腳9和豎直加速度信號引腳10分別與mcu連接，所述mcu12接收心率傳感器7檢測到的脈搏信號、加速度傳感器8采集到的空間加速度信號，加以處理后，通過gprs發射板11發出信號；

所述無線充電線控制裝置2包括無線充電線圈l21，所述無線充電線圈l21的一端分別與二極管d115的一端、電容c320的一端連接，無線充電線圈l21的另一端分別與電容c320的另一端、電容c221的一端、二極管d222的一端、無線充電控制芯片u123的4號管腳、電阻r324的一端和電容c119的一端連接，所述二極管d115的另一端分別與電容c221的另一端、無線充電控制芯片u123的2號管腳和電阻r117的一端連接，所述r117的另一端與無線充電控制芯片u123的7號管腳連接，所述無線充電控制芯片u123的3號管腳分別與二極管d222的另一端和電感l116的一端連接，所述電感l116的另一端分別與電阻r218的一端和電容c119的另一端連接，所述無線充電控制芯片u123的5號管腳分別與電阻r218的另一端和電阻r324的另一端連接。

采用無線充電的好處在于使得手環上沒有多余的接口，使得整個設計一體化，美觀、實用，在安全性上，無通電接點設計，可以有效避免觸電的危險，在磨損度上，電力傳送元件無外露，因此不會被空氣中的水份、氧氣等侵蝕，因為有無接點的存在，也因此不會有在連接與分離時的機械磨損及跳火等做成的損耗，再就是使用非常方便，充電時無需以電線連接，只要放到充電器附近即可，一個充電器可以對多個用電裝置進行進電，在有多個用電裝置的情況下可以省去多個充電器、不用占用多個電源插座、沒有多條電線互相纏繞的麻煩，無線充電控制芯片u123采用的是由芯科泰電子生產的型號為t3186的無線充電接收ic，二極管d115、二極管d222的耐壓值為30v，最大通過電流為200ma，電容c119的容值為10uf，電容c221的容值為10uf，電容c320的容值為27nf，電阻r117的阻值為80k，電阻r218的阻值為6.2k，電阻r324的阻值為2k，無線充電線控制裝置2的輸出正負極分別接到鋰電池3的正負極兩端。

下面敘述本發明中傳感器的工作原理：

心率傳感器7采用max30100是一款集成有脈搏血氧儀和心率監測傳感器的模塊，該器件集成有兩個led、一個光電探測器,經過優化的光學器件和低噪聲模擬信號處理器，可檢測脈搏血氧及心率信號，當心臟跳動進而脈搏變化時，傳感器檢測到不同的信號，產生電信號變化，實現檢測的功能，本芯片能有效的檢測特殊人群的心率變化狀況；

加速度傳感器8mma7361能檢測三維空間內的加速度狀況，當用戶跌倒時，縱向的加速度變化很大，傳感器檢測到加速度信號，傳輸給mcu即可判斷是否出現跌倒的問題，正常行走時水平方向加速度變化，利用這一變化實現計步作為康復數據；

在裝置使用過程中，利用無線充電進行電能補充，安全方便，佩戴手環之后，心率傳感器7和加速度傳感器8工作，實時檢測用戶狀態，并在mcu12上處理檢測數據，如果mcu判定為緊急狀況，立刻將求助信號通過gprs發射板11發射到控制中心，實現監護。

以上結合附圖對本實用型的實施方式作了詳細說明，但本發明不限于所描述的實施方式。對于本領域的技術人員而言，在不脫離本實用型原理和精神的情況下，對這些實施方式進行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本實用型的保護范圍內。