婴幼儿智能看护装置及系统的制作方法_3

文档序号:9922557阅读:来源:国知局
笨重,需要充电。但为婴幼儿使用的产品,由于孩子本身胳膊,腿等比较细小,对重量,尺寸等有很高的要求,且贴身使用最好不要带充电电池带来额外风险。因此我们采用一颗超低功耗微处理器外加更加节电的降压转换器,同时配以更加智能的根据蓝牙及微处理器通信和运算的特性改进的软件节电方法,有效降低了产品重量尺寸,降低了系统功耗,实现了为婴幼儿这个特殊群体提供可穿戴式看护的功能。
[0074]从时间上将,根据系统设计要求,考虑到用户体验及耗电,数据从终端自动回传监控app的时间跨度为秒级,必要时可以随时从监控app下发查询需求。而微处理器,传感器等时间是以毫秒或者微秒计。因此尽量让微处理器及传感器,蓝牙收发模块进入休眠状态,是从软件角度节电的必然考虑。
[0075]从耗电量上,微处理器运算及蓝牙信号收发时的耗电为20毫安级别,PM2低功耗运转模式耗电约在I微安级别,PM3深度休眠耗电在0.5微安级别;温湿度传感器测量时耗电为400微安左右,空闲时为I微安左右,加速度传感器在高精度全速运转的耗电在150微安级别,在低精度全速运转时耗电为10微安级别,空闲时为I微安级别。因此尽量让微处理器和上述传感器,尤其时微处理器进入PM2的休眠状态,在无链接时主动进入PM3的深度休眠状态,对于节电非常重要。
[0076]节电方法具体包括如下步骤:
[0077]步骤1:在监控app上设置默认传感器开关模式;
[0078]允许用户在不使用温湿度和加速度传感器时,将其关闭,并下发至终端关闭相应传感器,从而达到省电目的。
[0079]步骤2:在监控app上根据不同监控模式设置加速度传感器和温湿度传感器的启用时间;
[0080]在打开监控app查看实时加速度传感器和温湿度传感器的值时,将温湿度的传感器回传时间设为I秒;在监控app切入后台模式运行时,温湿度传感器的回传时间设为3秒。同时允许用户自行设置更长时间的回传间隔以更节电。对于加速度传感器,考虑到睡眠和运动运算的实时性要求,暂时确定为I秒一次。
[0081]步骤3:蓝牙收发时间设置;
[0082]蓝牙模块的connect1n interval默认设置为最小80ms,最大1000ms,然后由蓝牙通信双方协商随机的具体的connect1n时间点。考虑到系统实际的回传需要(最短I秒一次),将最小值设置为500ms,最大值设置为4000ms。通过此设置,既保证了本发明通信的及时性,又尽量减少了不必要的收发,从而使微处理器及其收发模块更多进入PM2休眠状态。
[0083]步骤4:蓝牙休眠及广播时间设置;
[0084]蓝牙在断开链接,或者唤醒后,会广播自己状态,并由监控app重新链接或发起链接需要时间。越短越节电,但链接成功的概率也将下降。考虑到实际使用场景,将其时间设为30秒。在超过30秒后仍没有链接成功,认为本发明中婴幼儿智能看护装置与监控app并未在一起,或者用户此时并不想链接,本发明中婴幼儿智能看护装置又会自动进入休眠状态。通过此设置,既保证了系统通信链接的必要性,又尽量减少了不必要的广播耗电,从而使微处理器及其收发模块更多进入PM2休眠状态。
[0085]步骤5:终端深度休眠设置;
[0086]如果用户一段时间不想使用此本发明中婴幼儿智能看护装置,可以在监控app上设置休眠设备。点击功能后,监控app下设置,将本发明置于最节电的深度休眠PM3状态,同时设置加速度传感器中断,在加速度值达到比较大的门限后,发出中断。在需要使用时,只需用力甩动本发明中婴幼儿智能看护装置,加速度传感器发出中断唤醒微处理器,并令蓝牙模块广播状态,准备与app的链接。通过此设置,使本发明一段时间不用时,进入最节电的PM3模式,而一旦需要,又可以随时以非常简单的方式唤醒,在耗电与用户体验间取得一定的平衡。
[0087]步骤6:意外断开,随时休眠及唤醒模式;
[0088]有时因为各种意外原因,比如无线信号不稳定,或者暂时的遮挡物等,婴幼儿智能看护装置与监控app间距离超过门限后,链接暂时丢失,失去实时传递数据的必要。此时本发明自动进入广播状态,若在30秒后,仍未链接,则本发明自动进入PM2休眠状态,在休眠前,会设置加速度传感器中断,在加速度传感器侦测到轻微动作时,即可发出中断,唤醒微处理器进入广播状态,从而监控app能自动重联。通过这种方式,将意外通信断开这种情况的节电也考虑在内,在耗电与用户体验间取得一定的平衡。
[0089]步骤7:监控app侧节电;
[0090]通过将上传云端的多种数据集成在一个接口中,定时5分钟上传一次,避免了多个数据上传多次对网络耗电的影响。
[0091]当要监控湿度,必须在透气,防水,外壳强度等多个方面平衡,当前很多发烧监控等智能硬件或可穿戴式设备监控温度,但尚无哪个硬件设备引入湿度监控,因为湿度要求产品必须在防水,外壳强度,透气等多个方面去平衡取舍。通过采用温湿度一体的超小型超低功耗传感器,并在其正面方向开经过计算的强度和尺寸的透气孔,同时配合特定的高性能高透气性功能薄膜,实现了在透气的同时,能够防水,防尘,防油。使得湿度监控在可穿戴式设备上成为可能,为尿湿监控及睡眠环境监控等实用功能奠定基础。功能薄膜包括依次叠加的憎油层和若干小颗粒过滤层。
[0092]C型天线同时远离电子元器件及人体两个辐射干扰源,并调整天线长度,实现了蓝牙天线的最优化设计,有效的增大了蓝牙信号的收发距离,为实现防丢及较长距离的蓝牙收发奠定基础,尤其使手机与终端不在同一个房间的普遍场景,使其实用化成为可能。
[0093]C型天线位于环绕在壳体外部周边并高强度勾住壳体,与蓝牙模块之间通过金属弹片挤住传送信号。其位置尽可能距离蓄电池和电路板上的电子元器件最远,并且嵌入壳体内,一般情况下接触不到人体。其长度和材质经过理论计算和实际实验确定。上外壳的顶部通气孔中设置功能薄膜,既便于空气流通,实现温湿度的测量,同时又能防水防尘防油。
[0094]温湿度传感器采用瑞士进口超小型超低功耗高精度温湿度传感器,尺寸2*2*0.75mm3,精度温度+ — 0.3C,湿度+ — 3%,每次测量功耗低于luj。
[0095]加速度传感器采用进口超小型超低功耗高精度三轴加速度传感器,尺寸2*2*0.9mm3,最高精度可达1024counts/g,在额定ODR(Output Data Rate,输出数据速率)下功耗可低至10uA。
[0096]电源管理模块包括降压转换器,可延长电池寿命高达20%。降压转换器用于将蓄电池,具体为纽扣电池3V的电压,转换为2V的电压,其一侧链接蓄电池,一侧链接整个电路板所有其他器件的供电电路。在电池供电电压下降至2V及更低后,微处理器获取降压转换器的中断信号,并传递到监控app上,提示用户更换电池。
[0097]优化的休眠处理,在断开链接后,本发明自动休眠以节约电力。将加速度传感器设置中断,在运动达到一定门限后,自动启动系统。通过这种方式最大限度的节约电力。同时避免了采用物理开关以节约系统物理空间尺寸和成本。
[0098]电路板采用超薄0.4mm PCB板,减小空间尺寸及重量。上外壳1、下外壳10采用圆形设计,便于与其他配件结合,比如腕带等。
[0099]上外壳1、下外壳10采用食品级PP材料,环保。在厚度上经过计算及实验,在保证温度传递速度的同时,又保证了外壳的强度。蓄电池采用2032电池,在电池容量和空间上取得平衡,同时又是最通用,方便用户更换。全部元器件及焊接工艺均环保,已通过CE认证,及Rohs认证。本发明超轻,超薄,超便携,产品整体5g,不带电池2g。直径27mm,厚度
6.5mmο
[0100]监控APP是安装在手机或者平板上的客户端软件,具有用户注册,登录,添加终端,数据交换,管理,运算,提醒等功能,可以实时与智能看护宝终端进行信息交互,包括下发指令,控制终端深度休眠,收集数据,以人机友好方式展示数据,包括各类数据,消息,告警,历史图表,以及控制各类告警是否上报。同时手机APP还可以单独使用,通过设定地理围栏,可以知道本手机是否超出设定地理范围,如
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