本实用新型涉及身理状态监测技术领域，具体而言，涉及一种身理状态实时监测系统和监测手环。
背景技术：
智能手环作为目前备受用户关注的科技产品，其发展迅速，不但能进行健康监测，还能起到装饰作用，正悄无声息地渗透和改变人们的生活。
现有的手环采用蓝牙与手机进行连接，手环进行心率监测、计步等，将采集到的数据通过蓝牙上报至手机上的监测软件，在手机显示屏上进行显示，或通过手机再传送至服务器。这种数据传输方式，每个手环需要配备一个手机，才能与服务器进行连接。
技术实现要素：
针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种身理状态实时监测系统和监测手环。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种身理状态实时监测系统，包括依次连接的身理状态实时监测手环、无线网关设备、路由器和服务器；
所述手环用于对使用者的身理状态实时进行监测，并将监测数据通过无线网关设备和路由器发送至服务器。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述手环包括控制芯片，与所述控制芯片连接的身理状态监测模块和无线射频模块；
所述身理状态监测模块用于对使用者的身理状态实时进行监测，将监测数据发送至控制芯片；
所述控制芯片用于将接收到的监测数据发送至无线射频模块；
所述无线射频模块与所述网关设备连接，用于将监测数据通过无线网关设备和路由器发送至服务器。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述无线网关设备包括与所述手环进行通信的第一通信模块和与所述路由器进行通信的第二通信模块。
第二方面，本实用新型实施例提供了一种身理状态实时监测手环，包括控制芯片，与所述控制芯片连接的身理状态监测模块和无线射频模块；
所述身理状态监测模块用于对使用者的身理状态实时进行监测，将监测数据发送至控制芯片；
所述控制芯片用于将接收到的监测数据发送至无线射频模块；
所述无线射频模块用于与网关设备连接，用于将监测数据通过无线网关设备和路由器发送至服务器。
结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述无线射频模块包括输出阻抗匹配电路、射频功率放大电路和射频天线电路。
结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述身理状态监测模块至少包括心率传感器。
结合第二方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述心率传感器为光学心率传感器。
结合第二方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述身理状态监测模块还包括血压传感器。
结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第五种可能的实施方式，其中，所述控制芯片为单片机。
结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第六种可能的实施方式，其中，所述控制芯片通过SPI总线与所述身理状态监测模块连接。
本实用新型实施例带来了以下有益效果：
本实用新型实施例提供的身理状态实时监测系统和监测手环，手环可以通过无线网关设备和路由器将监测数据发送至服务器，而不需使用蓝牙与手机建立连接，再将监测数据传输出去，因此，不必为每个手环配备一台手机，同一台网关设备可以与多个手环连接，节约了成本。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一实施例所提供的身理状态实时监测手环的结构框图；
图2为本实用新型一实施例所提供的身理状态实时监测手环的控制芯片的电路原理图；
图3为本实用新型一实施例所提供的身理状态实时监测手环的无线射频模块的电路原理图；
图4为本实用新型一实施例所提供的身理状态实时监测手环的身理状态监测模块的电路原理图；
图5为本实用新型一实施例所提供的身理状态实时监测系统的结构框图。
图标：100-身理状态实时监测手环；110-控制芯片；120-身理状态监测模块；130-无线射频模块；131-输出阻抗匹配电路；132-射频功率放大电路；133-射频天线电路；140-电源模块；200-无线网关设备；300-路由器；400-服务器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。
针对现有的手环使用蓝牙模块，需要通过手机传输数据的问题，本实用新型实施例提供了一种身理状态实时监测系统和监测手环，以下首先对本实用新型的身理状态实时监测手环进行详细介绍。
实施例一
本实施例提供了一种身理状态实时监测手环，如图1至图4所示，该身理状态实时监测手环包括控制芯片110，与控制芯片110连接的身理状态监测模块120和无线射频模块130。
身理状态监测模块120用于对使用者的身理状态实时进行监测，将监测数据发送至控制芯片110。身理状态监测模块120包括但不限于心率传感器、血压传感器、血氧传感器、计步传感器等。其中，心率传感器可以采用光学心率传感器，其电路图如图4所示。
控制芯片110用于将接收到的监测数据发送至无线射频模块130。控制芯片110可以采用单片机，单片机及其外围电路如图2所示，单片机(Micro Control Unit，MCU，又称微控制单元)通过8/9脚为外接32.768k时钟，为RTC(Real-time clock，实时时钟)提供时钟源。MCU通过30/31脚为外接16M时钟，为无线射频模块提供时钟源。MCU通过RFP/RFN脚接无线射频模块130的输出阻抗匹配电路；通过PA_TXEN及PA_RXEN控制射频功率放大电路；通过SPI总线连接身理状态监测模块120。
无线射频模块130也称为RF(Radio Frequency，射频)模块，与无线网关设备连接，用于将监测数据通过无线网关设备和路由器发送至服务器。在一具体实施例中，如图3所示，无线射频模块130可以包括输出阻抗匹配电路131、射频功率放大电路132和射频天线电路133。
MCU通过RFP/RFN连接无线射频模块的输出阻抗匹配电路131；输出阻抗匹配电路131输出射频信号后，接RFX2401C芯片进行功率放大，后接射频天线电路133。
MCU每秒被RTC中断唤醒后，通过SPI总线接收身理状态监测模块120采集的监测数据，通过无线射频模块130将监测数据传输到无线网关设备。
该身理状态监测手环还包括电源模块140，为手环内的监测设备提供电源。电源模块140可以采用干电池，例如，采用2节干电池，提供3.3V电压，系统需要采用低功耗设计，在没有数据上报时的情况下要进入休眠；休眠唤醒方式设置为中断唤醒，系统有两种中断，RF数据包中断和RTC中断；32.768K晶振为单片机RTC提供精准时钟源；RF数据包中断在本系统中休眠模式下不被允许，休眠模式下，关掉RF的POWER端，RF进入休眠；RTC中断定时唤醒单片机，进行心率数据采集及传递，其余时间保持休眠。
该身理状态监测手环还包括32.768K晶振和16M晶振。32.768K晶振提供给单片机RTC时钟源，为单片机提供精准时间；16M晶振连接到专用单片机引脚，给RF收发提供基础频率；射频PA进行射频功率放大数据信号；专用单片机通过射频输出阻抗匹配电路后接RF天线；单片机接有光学心率传感器。单片机按照网络协议进行RF数据包收发，无线连接到无线网关设备。
传统的智能手环都是通过蓝牙与手机建立连接，进行数据传递。蓝牙设备耗电量巨大，外出携带在无可充电的情况下，很难长时间使用。
而本实施例提供的身理状态实时监测手环，系统上电之后，开始配置初始化，时钟初始化，具体是IO初始化，时钟源初始化，串口初始化，预分频，RTC初始化。加载RF芯片驱动，进行RF芯片端口配置和初始化寄存器。检查是否进行授权。进行正常授权后，通过网络漫游协议栈，连接网关。连接网关成功后，设置RTC定时器，MCU休眠。RTC定时产生中断，唤醒MCU，MCU通过光学心率传感器采集心率数据，通过网络漫游协议栈将数据发送到网关，后MCU又进入休眠。MCU除采集心率数据及上报心率数据外，其他时间均保持休眠，降低设备功耗。
手环MCU通过SPI与光学心率传感器进行通讯，采集心率数据。MCU通过网络漫游协议栈控制RF数据发送到网关。网关接收到数据通过WiFi将数据发送到路由器，路由器再通过公网将数据传输到服务器。用户可以在手机APP上通过移动网络或者wifi连接服务器，获取数据。
实施例二
本实施例提供了一种身理状态实时监测系统，如图5所示，该身理状态实时监测系统包括依次连接的身理状态实时监测手环100、无线网关设备200、路由器300和服务器400。
其中，身理状态实时监测手环100用于对使用者的身理状态实时进行监测，并将监测数据通过无线网关设备200和路由器300发送至服务器400。
身理状态实时监测手环100包括控制芯片，与控制芯片连接的身理状态监测模块和无线射频模块。身理状态监测模块用于对使用者的身理状态实时进行监测，将监测数据发送至控制芯片；控制芯片用于将接收到的监测数据发送至无线射频模块；无线射频模块与网关设备连接，用于将监测数据通过无线网关设备和路由器发送至服务器。
无线射频模块与无线网关设备连接，用于将监测数据通过无线网关设备和路由器发送至服务器。无线射频模块可以包括输出阻抗匹配电路、射频功率放大电路和射频天线电路。
控制芯片通过RFP/RFN连接无线射频模块的输出阻抗匹配电路；输出阻抗匹配电路输出射频信号后，接RFX2401C芯片进行功率放大，后接射频天线电路。
控制芯片每秒被RTC中断唤醒后，通过SPI总线接收身理状态监测模块采集的监测数据，通过无线射频模块将监测数据传输到无线网关设备200。
无线网关设备200包括与身理状态实时监测手环100进行通信的第一通信模块和与路由器300进行通信的第二通信模块。第一通信模块和第二通信模块可以采用同一通信模块，也可以采用不同的通信模块。
第一通信模块可以是无线射频通信模块，用于与身理状态实时监测手环100的无线射频模块之间进行数据传输。第二通信模块可以是有线通信模块或无线通信模块，例如，有线WAN接口、有线LAN接口，或者是，无线射频通信模块或WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)模块。
本实施例提供的身理状态实时监测系统中的手环通过无线射频模块与无线网关设备200形成数据链路，进行数据传递。服务器400通过网络与无线网关设备200建立连接，获取手环数据。
采用本实施例提供的身理状态实时监测系统，可以在区域内存在大量手环，在区域内布置多个网关，可实现区域内所有手环穿戴个体的身理状况监测。区域内的所有手环，可在整个区域内多网关间无缝漫游，每个手环监测实时身理数据通过网关上报到服务器，且每个监测体不再额外需要手机连接。
在不便使用手机的场合，如马拉松运动，需要监控运动员的心率，又如学校操场有很多学生上体育课时，可用于监控学生运动状态，传统智能手环无法使用。可在监测区域内每布置多网关覆盖整个区域，每个监测体穿戴本实用新型的手环，手环监控运动员的心率，通过银河风云区域漫游协议栈，将心率数据传送给网关，网关再通过网络将数据传送给服务器。用户可通过手机APP连接服务器获取数据，方便地通过手机APP或服务器实时监控区域内所有个体的实时心率状况。
本实施例的身理状态实时监测系统，通过无线射频模块与无线网关设备连接，进行RF收发数据包。通过串口进行证书授权，使设备可以正常使用。手环通过网关与互联网数据连接，数据实时传输到服务器；专用单片机每秒读取光学心率传感器的采集数据，按网络漫游协议将数据传送到网关，网关再通过wifi将数据传送到服务器。手机APP通过WiFi或移动网络连接服务器，获取数据。服务器及手机app可实时获取手环穿戴者的心率数据。
本实施例通过在区域内布置多个无线网关设备，当手环可在区域内漫游移动时，可以实时检测手环使用者身理状况。手环定时自动将数据提供网关传输到服务器，克服了传统智能手环手机与之保持连接的弊端，且便于服务器集中管理。
本实用新型实施例提供的身理状态实时监测系统和身理状态实时监测手环具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。