速度传感器U6的2脚、3脚与VCC电源相连主控芯片U2通过I2C总线控制三轴加速度传感器U6的配置与数据读取。其中三轴加速度传感器U6采用亚德诺半导体有限公司的ADXL345，主要用于计步功能。
[0045]如图7所示，所述的心率监测电路7包括心率监测传感器U7，第三三极管Q3。心率监测传感器U7的3脚与第三三极管Q3的集电极相连，第三三极管Q3的发射极接地，心率监测传感器U7的2脚接电源VCC。心率监测电路6的输出信号类型为模拟信号，连接到主控芯片3的A/D转换1 口上，并可得到其对应的数字量，并求得心率值。其中心率检测器U8采用了重庆星辉科技电子有限公司的心率监测传感器Pulse Sensor,Pulse Sensor是一款反射式光电脉搏传感器，输出为模拟量，易于单片机进行采集，其中关键绿光LED采用今台电子股份有限公司的AM2520ZGC09，光接收器采用了安华高科技有限公司的APDS-9008。心率监测电路主要用于脉搏心跳检测，辅助人体生理参数的测量。
[0046]如图8所示，所述的OLED显示电路8包括OLED显示模块U8 ALED显示模块U8的I脚接GND，0LED显示模块U8的2脚与VCC电源相连。其中OLED显示模块U9采用了晶门科技有限公司的SSD1351，支持128 X 128矩阵显示，256级亮度调节。OLED显示电路8主要为了显示求救者编号值、求救者信号强度、心率、步数和电量等系统参数。
[0047]如图9所示，本发明的工作过程如下:一旦遇到紧急事件或故障，遇险用户可以长按Kl按键进行报警，周围5-10Km范围内邻节点的其他用户设备就可以感知到SOS求救信息，通过双色灯的交替闪烁来指示，距离越近，闪烁频率越高，同时在OLED显示模块上会提供遇险用户的编号值，由此可以辅助野外活动团体进行集群救援。遇险用户再次长按Kl按键后，就可以取消报警求救。平时状态时，主控芯片U2读取三轴加速度传感器U6三个方向的加速度值，并通过计步算法得到步伐值，心率监测传感器U7输出模拟信号，主控芯片U2将其转换为数字信号，并通过心率统计算法得到心率数据，通过OLED显示模块U8显示出心率、步数等人体生理数据。因此，本发明涉及的野外应急求救器既可以作为求救终端，也可以作为搜救终端，在夜晚使用时还可以通过高亮LED的闪烁进行求救，通过短按Kl按键就可以开关LED灯。
[0048]综上所述，本发明设计的系统使用在野外徒步旅行、野外探险等场合的预警报警，进一步提高对野外旅行者、野外作业人员等在野外环境下的安全保障，同时增加可穿戴设备特色的心率监测以及计步功能，通过OLED显示出数据，极大地提高了设备的功能多样性以及实用性。
【主权项】
1.一种便携式野外应急求救器，包括电源管理电路，微功耗处理电路，电量监测电路，无线扩频通信电路，高亮LED驱动电路，三轴加速度传感电路，心率监测电路，OLED显示电路； 其特征在于:所述的电源管理电路包括电源管理芯片U1、接插件Jl和四个电容;接插件Jl的I脚与18650锂电池的正极相连，电压范围为3.7-4.2V，接插件Jl的2脚与18650锂电池的负极相连，即电路系统的GND;电源管理芯片Ul的3脚与接插件Jl的I脚、第一电容Cl的一端、第二电容C2的正极连接，第一电容Cl的另一端、第二电容C2的负极接地；电源管理芯片Ul的2脚与第三电容C3的正极、第四电容C4的一端连接并作为3.3V的VCC电源输出，电源管理芯片Ul的I脚与第三电容C3负极、第四电容C4的另一端连接并接地；电源管理芯片Ul的4脚悬空； 所述的微功耗处理电路包括主控芯片U2、按键Kl、双色发光二极管LEDl、接插件J2、第一三极管Q1、第二三极管Q2，第一电阻R1、第二电阻R2、第三R3、第四R4、第五R5和第五电容C5； 主控芯片U2的I脚、2脚依次与接插件J2的2脚、3脚相连，接插件J2的I脚与VCC电源相连，接插件J2的4脚接GND;主控芯片U2的2脚与第一电阻Rl的一端、第五电容C5的一端连接，第一电阻Rl的另一端与VCC电源相连，第五电容C5的另一端接地;主控芯片U2的10脚、11脚、12脚、13脚与VCC电源相连，主控芯片U2的14脚与第三电阻R3的一端相连，第三电阻R3的另一端接第一三极管Ql的基极，第一三极管Ql的集电极与双色发光二极管LEDl正极的r端相连，第一三极管Ql的发射极接VCC;主控芯片U2的15脚与第五电阻R5的一端相连，第五电阻R5的另一端接第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的集电极与双色发光二极管LEDl正极的y端相连，第二三极管Q2的发射极接VCC;主控芯片U2的33脚与电源监测芯片U3的2脚连接；主控芯片U2的32脚与第二电阻R2的一端、按键Kl的一端连接，第二电阻R2的另一端接VCC电源，按键Kl的另一端接地；主控芯片U2的3脚、24脚、25脚、26脚、20脚、21脚、22脚、23脚、35脚、36脚、28脚、29脚、30脚、31脚分别与无线扩频通信模块U4的15脚、2脚、I脚、16脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、14脚、11脚、13脚、12脚相连;主控芯片U2的16脚与LED恒流源驱动芯片U5的4脚相连;主控芯片U2的37脚、38脚、43脚、44脚分别与三轴加速度传感器U6的4脚、5脚、7脚、8脚相连;主控芯片U2的6脚接心率监测传感器U7的I脚，主控芯片U2的4脚接三极管Q3的基极;主控芯片U2的17脚、18脚、19脚、47脚、48脚分别与OLED显示模块U8的3脚、4脚、5脚、6脚、7脚相连;主控芯片U2的其他引脚悬空； 所述的电量监测电路包括电源监测芯片U3和第六电阻R6;电源监测芯片U3的I脚接地，源监测芯片U3的3脚与VCC电源相连，电源监测芯片U3的2脚与主第六电阻R6的一端相连，第六电阻R6的另一端接GND; 所述的无线扩频通信电路主要包括无线扩频通信模块U4;无线扩频通信模块U4的9脚接VCC电源，10脚接GND; 所述的高亮LED驱动电路包括LED恒流源驱动芯片U5、第七电阻R7、第一电感L1、第六电容C6、第七电容C7、第二高亮发光管LED2、第一二极管01;1^0恒流源驱动芯片1]5的1脚和第一电感LI的一端、第一二极管Dl的一端相连，LED恒流源驱动芯片U5的2脚与第七电阻R7的一端、第六电容C6的一端、第七电容C7的一端连接并接地，LED恒流源驱动芯片U5的3脚和第七电阻R7的另一端、第二高亮发光管LED2的一端相连，LED恒流源驱动芯片U5的5脚与第一二极管Dl的一端、第二高亮发光管LED2的另一端、第七电容C7的另一端相连，LED恒流源驱动芯片U5的6脚与第一电感LI的另一端、第六电容C6的另一端连接并接VCC电源； 所述的三轴加速度传感器电路包括三轴加速度传感器U6;三轴加速度传感器U6的I脚、6脚接地，三轴加速度传感器U6的2脚、3脚与VCC电源相连； 所述的心率监测电路包括心率监测传感器U7，第三三极管Q3;心率监测传感器1]7的3脚与第三三极管Q3的集电极相连，第三三极管Q3的发射极接地，心率监测传感器U7的2脚接电源 VCC; 所述的OLED显示电路包括OLED显示模块U8; OLED显示模块U8的I脚接GND，OLED显示模块U8的2脚与VCC电源相连。
【专利摘要】本发明公开了一种便携式野外应急求救器，该电路包括电源管理电路，微功耗处理电路，电量监测电路，无线扩频通信电路，高亮LED驱动电路，三轴加速度传感电路，心率监测电路和OLED显示电路。本发明能够进一步提高野外搜救的效率，降低野外搜救的成本，丰富野外搜救的渠道，并加入计步与心率监测等功能，极大地提高了对野外人员安全的保障。
【IPC分类】G08B21/04
【公开号】CN105608836
【申请号】CN201610060264
【发明人】蔡文郁, 温端强, 张鹏鹏
【申请人】杭州电子科技大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月28日