[发明专利]一种监测儿童安全健康的智能手环及工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子信息化管理技术领域，具体涉及一种监测儿童安全健康的智能手环及工作方法。

背景技术

市面上的智能手环众多，功能大多集中在计步、心率等偏向运动方面的应用，功能复杂点的手环还带有短信提醒和通话功能，但针对儿童使用的手环则较为缺乏，或者功能不完善，无法对儿童的行踪以及安全状况进行监控，对生理参数的监测也不是很完善。同时，智能手环监测的数据虽然能实时回传至终端，但手环本身并无数据存储功能，或存储量较小，且无法随时调用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种监测儿童安全健康的智能手环及工作方法。

根据公开的实施例，本发明的第一方面公开了一种监测儿童安全健康的智能手环，所述智能手环包括：中央处理模块以及分别与其相连的显示屏、音频模块、无线通信模块、跌落模块、刷卡模块、定位模块和生物参数模块，

所述的中央处理模块接收血氧单元发送的光强变化并计算出人体血氧浓度；接收脉搏单元发送的压力变化数据并拟合出压力波形曲线，提取峰值，计算出人体脉搏次数，若脉搏过快，则发送警告提示；接收体温单元发送的温度变化数据，若体温异常，则发生警告提示；接收定位模块发送的数据并计算出当前所在坐标位置，并实时回传至终端；接收跌落模块发送的垂直位移，判断儿童当前是否摔跤；

所述的生理参数模块包含血氧单元、脉搏单元和体温单元，分别用于测量人体血氧浓度、脉搏次数和体温；

所述的智能手环还包括电源管理模块，用于为上述模块进行供电。

进一步地，所述的血氧单元由双LED光电传感器构成，分别采用不同的LED光电传感器作为光源发射器和光源接收器，基于血液中的HbO2和HbO对不同的光谱具有不同程度的吸收而导致的光电二极管产生微小的电压变化计算出血氧浓度。

进一步地，所述的脉搏单元由微型压力传感器和振动马达构成，通过微型压力传感器拟合每次检测的压力变化，计算出脉搏次数，搭配的振动马达在脉搏次数过于快的情况下，将会启动，并以一定的频率开始振动，提示使用者脉搏过快。

进一步地，所述的体温单元由温度传感器及匹配电路构成，温度传感器采用高灵敏度的薄膜铂电阻式温度传感器，置于手环内测并与人体皮肤接触。

进一步地，所述的中央处理模块包括处理器和FLASH存储器，其中，所述的处理器是具有低功耗的DA14580，作为集中控制单元，通过SPI和I2C总线与各功能模块连接，管理各项任务。

进一步地，所述的无线通信模块用于与终端建立连接，由蓝牙单元和数据总线构成，所述的蓝牙单元采用BLE标准。

进一步地，所述的跌落模块包括三轴运动传感单元，采用ADXL345加速度传感器，采用标准SPI接口方式，用于计算xyz加速度和角速度，所述的跌落模块通过计算手环垂直下落位移和加速度，监测儿童是否跌落。

进一步地，所述的刷卡模块包括NXP NTAG216芯片，用于签到，通过NFC技术实现；所述的定位模块，通过GPS对儿童实时定位，包括GPRS单元、SIM卡插槽和FLASH存储器构成。

根据公开的实施例，本发明的第一方面公开了一种监测儿童安全健康的智能手环的工作方法，所述工作方法包括下列步骤：

智能手环在开机后将对各模块进行初始化识别，检测整机是否通讯成功，当自检通过后，各监测模块将开始工作并对活动数据进行监测；

血氧单元采用不同的LED光电传感器作为光源发射器和光源接收器，测量得出基于血液中的HbO2和HbO对不同的光谱具有不同程度的吸收而导致的光电二极管产生的光强变化，该光强变化被反馈至中央处理模块；

脉搏单元通过置于智能手环表带内侧的微型压力传感器，佩戴时紧贴手腕桡动脉处，对该处血管壁的微小振动进行感应，产生压差变化，在进行滤波、放大和模数转化后，该压差反馈至中央处理模块；

体温单元采用置于智能手环内测的高灵敏度的薄膜铂电阻式温度传感器，佩戴时与人体皮肤接触，获取温度数据后反馈至中央处理模块；

跌落模块采用ADXL345加速度传感器定时采集垂直距离数据，获取垂直距离数据后反馈至中央处理模块；

刷卡模块通过NFC技术，结合终端读卡器，采用点对点模式，当智能手环靠近时，智能手环作为发送信息方，而终端读卡器自带NFC静态标签作为信息接收方，距离足够近时发送方与接收方配对成功，快速建立连接，终端读卡器则自动识别手环；

定位模块在SIM卡插槽中插入电话卡后，GPRS单元自动识别出当前智能手环所在位置，并将该位置信息远程发送至终端；