一种辅助起床的闹铃装置的制作方法

本实用新型属于闹钟技术领域，具体涉及一种辅助起床的闹铃装置。

背景技术：

闹钟是带有闹时装置的钟，既能指示时间，又能按人们预定的时刻发生音响信号或其他信号，闹钟的机芯结构主要由机械式和石英电子式两大类，其他如晶体管摆轮游丝式、音叉式等已很少使用，通常置于台子上使用的称台式闹钟，主要为旅行使用的称旅行闹钟。日用机械闹钟的走时误差一般在120秒/日以内，石英电子闹钟的走时误差一般在0.2秒/日以内。

闹钟是现代人们不可或缺的一种生活用品，但是现在很多的闹钟只有一种计时、响铃的单一功能而且现在很多闹钟采用的都是按压式唤醒，轻轻一按即可恢复时钟状态，随即使用者可能会重新进入睡眠状态，叫醒效果不理想；而且家用闹钟一般放置于较高的桌台上，一不小心就会从桌台上掉落，极大影响使用寿命。

有鉴于此设计一种唤醒效果好且抗摔的闹钟装置很有必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种辅助起床的闹铃装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种辅助起床的闹铃装置，包括闹钟本体和中央处理模块，所述闹钟本体嵌套在外框中，所述闹钟本体与所述外框通过设置在所述外框内框的第一弹簧弹性连接，所述外框底部安装有弹性底座，所述闹钟本体正面中间位置设置有显示屏，所述闹钟本体正面一侧安装有扬声器，所述闹钟本体下部中间位置设置有设置键，所述闹钟本体背面中央位置安装有扬声器，所述扬声器下方开设有电池，所述电池一侧开设有电源插孔。

优选的，所述闹钟本体内部安装有中央处理模块，所述中央处理模块通过接线器分别与所述电池、扬声器与显示屏电连接，所述闹钟本体内部远离所述扬声器一侧安装有红外测距传感器，所述红外测距传感器在所述闹钟本体内部通过所述接线器与所述中央处理模块电连接。

优选的，所述弹性底座底部为支撑座，所述支撑座与所述外框之间通过第二弹簧弹性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、扬声器和显示屏的可设置成唤醒时自动增大功率，从而使本闹钟达到良好的唤醒效果；

2、红外测距传感器可以在进行一次唤醒后一段时间后检测人体位置，如发现人体仍在闹钟附近可以通过中央处理模块再次进行唤醒操作，以达到良好的唤醒效果；

3、通过第一弹簧和弹性底座的设置可以使闹钟在不慎掉落时进行弹性保护，防止闹钟摔坏，延长了使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型主视图；

图2为本实用新型闹钟本体背面图；

图3为本实用新型中央处理模块示意图；

图4为本实用新型的电路原理模块示意框图；

图5为中央处理模块内STC89C52单片机引脚图；

图6为红外测距传感器电路原理图；

图7为DS1302时钟芯片电路原理图；

图8为LCD1602显示屏电路原理图。

图中：1闹钟本体、2外框、3中央处理模块、4第一弹簧、5显示屏、6扬声器、7弹性底座、701第二弹簧、702支撑座、8设置键、9电池、10电源插孔、11红外测距传感器、12接线器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种辅助起床的闹铃装置，包括闹钟本体1和中央处理模块3，所述中央处理模块3内置有STC89C52单片机，所述闹钟本体1嵌套在外框2中，所述闹钟本体1与所述外框2通过设置在所述外框2内框的第一弹簧4弹性连接，所述外框2底部安装有弹性底座7，所述闹钟本体1正面中间位置设置有显示屏5，所述闹钟本体1正面一侧安装有扬声器6，所述闹钟本体1下部中间位置设置有设置键8，所述闹钟本体1背面中央位置安装有扬声器6，所述扬声器6下方开设有电池9，所述电池9一侧开设有电源插孔10。

具体的，所述闹钟本体1内部安装有中央处理模块3，所述中央处理模块3通过接线器分别与所述电池9、扬声器6与显示屏5电连接，中央处理模块3与显示屏5连接可以使闹钟本体1的运行状况更直观地反映出来；

具体的，所述闹钟本体1内部远离所述扬声器6一侧安装有红外测距传感器11，所述红外测距传感器11为GP2Y0A02YK0F红外测距传感器，所述红外测距传感器11在所述闹钟本体1内部通过所述接线器12与所述中央处理模块3电连接，红外测距传感器11的设置可以检测使用者是否在闹钟周围以便判断是否进行二次唤醒；

具体的，所述弹性底座7底部为支撑座702，所述支撑座702与所述外框2之间通过第二弹簧701弹性连接，第二弹簧701的设置可以使闹钟掉落时进行二次保护。

如图5所示，STC89C52单片机是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM)的低电压、高性能CMOS8位微处理器。其具有128*8内部RAM、31可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、6个中断源、可编程串行通道、低功耗的闲置和掉电模式、片内振荡器和时钟电路等特点，为嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。STC89C52芯片引脚图如图5所示。

平时智能闹钟在STC89C52单片机的控制下处于与普通闹钟一样的工作状态，但是当闹钟显示时间在人为设定的起床时间时，STC89C52单片机就会通过I/O的P 3.7对外发送铃音控制信号，由于信号功率很小不足以驱动扬声器，故需先将信号经驱动电路放大，然后驱动扬声器发出起床闹铃声。铃声响起后，闹钟自动进入计时模式，控制闹钟系统流程，知道单片机扫描到GP2Y0AA02YK0F红外测距传感器检测到人起床信号，最终停止闹铃。主控模块的STC89C52单片机具体实现功能包括：

要及时响应设置键引起的中断信号；

不断循环将时间显示在数码管上；

对设置的闹钟时间与实时时间比较，如时间相同则闹铃开启；

根据闹铃开启后用户是否按掉闹钟、是否起床进行闹钟系统流畅控制。

所有情况下闹钟系统控制流程，都直到感知到用户已经起床闹钟流程才最终结束。

根据需求，STC89C52芯片引脚连接设计具体如下：

VCC是主电源引脚，接电源电路，提供+5V工作电压，VSS接地。

XTAL1和XTAL2是振荡器控制引脚，接晶体振荡电路，因采用外部振荡器，XTAL2引脚接外部振荡器的信号，把外部信号直接接到内部时钟发生器的输入端。

RTS是电路复位引脚，接复位电路，完成系统初始化。

P1.5-P1.7是双向8位I/O口引脚，接时钟芯片DS1302，完成时钟功能。

P0.0-P0.7是双向8位I/O口引脚，接显示控制电路，完成时间等信息显示。

P3.7是双向8位I/O口引脚，接扬声器电路，完成闹钟的闹铃功能。

P3.0-P3.4是双向I/O口引脚，接设置键和按钮电路，完成闹钟的定时设置和开关功能。

P3.6/WR是外部数据存储器写选通引脚，接红外测距传感器，完成用户是否起床的感知判断功能。

如图6所示，红外测距传感器GP2YOA02YKOF是一款距离测量传感器模块，由位置灵敏探测器PSD和红外发光二极管IRED以及信号处理电路三部分组成,可以测量20—150CM距离范围，供电电压4.5-5.5V。由于采用了三角测量方法，被测物体的环境温度以及测量时间都不会影响传感器的测量精度。传感器输出电压值对应探测的距离，通过测量电压值就可以感知用户是否起床。GP2YOA02YKOF红外测距传感器的输出电路接入单片机的P3.6/WR引脚。

如图7所示，时钟控制模块采Dallas公司的DS1302时钟芯片。DS1302与DS1202相互兼容,可对秒、分、时、周、日、月、年等进行计时，有闰年补偿的功能，具有主电源Vcc2和后备电源Vccl双电源的引脚，工作电压为2.5～5.5V。

DS1302采用三线接口与单片机进行同步通信。DS1302的时钟信号输出SCLK、数据输入输出I/O、复位/片选线RST引脚分别接入单片机的P1.5、P1.6、P1.7引脚。

如图8所示，显示屏主要由点阵型液晶LCD1602显示屏组成,可以显示两行字符和数字,每行16个字符。LCD1602液晶显示模块与单片机连接电路。

本实用新型的主要思路是利用单片机控制系统构成整个电路的核心，控制整个闹钟系统的运行。利用放置在床头柜上的红外测距传感器感知用户是否起床，单片机根据红外测距传感器的感知信息进入不同的闹钟处理程序，实现闹钟的智能性。本文设计的智能闹钟系统的实现方案主要如下：

(1)时间判断

如果系统设定的起床时间到了，闹铃响起。

(2)按掉闹铃判断

如果用户在闹铃持续时间内(如设定为3O秒)按掉了闹铃，则闹钟处理进入(3)；如果用户在闹铃持续时间(如设定为3O秒)内没有按掉闹铃，则在设定的30秒后，闹钟处理进入(3)。

(3)起床判断

如果闹铃暂停一段时间(如设定为5分钟)内，红外测距传感器没有检测到用户起床，则闹钟系统控制在5分钟后进行响铃，并进入(2)；如果闹铃暂停一段时间(如设定为5分钟)内，红外测距传感器检测到用户起床，则闹钟系统控制最终结束。

工作原理：本新式智能闹钟既可使用电池也可直接连接电源线使用，当使用电源线连接插座时，将电源线一端插入电源插孔10，启动闹钟本体1，打开设置键8，调整设置键8可以设定闹钟本体1唤醒时间，同时使用设置键8可以设置红外测距传感器11的测量时间(如设置为五分钟)，当闹钟达到唤醒时间时，扬声器6开始发声，同时显示屏5逐渐增加亮度，使用者需按下设置键8上解除按钮方可解除唤醒，当到达红外测距传感器11设定时间(如五分钟)后，红外测距传感器11开始工作，如检测到人体仍然在闹钟附近时，扬声器6继续工作，以达到二次唤醒效果。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。