一种运动智能手环的制作方法

本发明涉及穿戴设备技术领域，具体地说，是一种运动智能手环。

背景技术：

随着智能穿戴设备的逐渐普及，越来越多的用户随身穿戴运动智能手环，运动智能手环是目前使用最为广泛的一种智能设备，其用于随时随地检测人体的各种生理状态。

市场现有运动智能手环，佩戴在手腕上，再配合各厂商自行开发APP，依靠蓝牙传输，将侦测到的运动数据传输到手机移动端。目前主要的传感器有心率传感器，三轴加速度传感器，重力传感器等。

然而，现有技术中的运动智能手环在实际使用过程中存在以下不足和缺陷：

首先、目前市场上一个运动智能手环只能和一个APP匹配，检测出的数据为仅仅是个人的孤立的数据，不能用于同时检测多人的运动数据，即现有的运动智能手环不能与大数据结合，这不利于研究者通过多人的数据进行处理和挖掘，不能总结出多数用户共同的行为模式以及健康状况，不能通过大数据的形式准确预测用户的身体康健状况的趋势，并提前给出有价值的指导意见和警告。

其次、现有技术中的运动智能手环主要依靠蓝牙传输，蓝牙传输比较依赖于手机，传输容易受频率干扰，且传输的距离有限。有可能经蓝牙传输的数据不准确。

另外，目前市场上大多数手环只有运动计步监测和睡眠监测功能，没有心率监测功能，而运动过程中，心率是反映运动强度、身体负荷的一项重要指标。虽然也有部分运动智能手环通过心率传感器来监测心率，但对采集的心率数据在采集以及处理环节中存在缺陷，使得心率监测不精确。

再者，现有技术中的运动智能手环大多佩戴者和观测者合一，在人体运动状态下不便于观察。并不利于对精度要求较高的运动观察环境。

综上所述，亟需一种能与大数据结合，不受手机制约、不受传输局限、反馈心率、能根据个体的不同体质个别化监控预警、实现动态实时多对一数据传输的智能运动手环。而关于这种运动智能手环目前还未见报道。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种能与大数据结合，不受手机制约、不受传输局限、反馈心率、能根据个体的不同体质个别化监控预警、实现动态实时多对一数据传输的智能运动手环。

本发明的另一目的是：提供一种运动智能手环检测心率值方法；

本发明的再一目的是：提供一种运动智能手环检测计步值方法；

本发明的第四目的是：提供一种运动智能手环监测每个用户运动数据的方法

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种运动智能手环,所述的运动智能手环设有PCB板；所述PCB板的底面的元器件包括主控芯片MCU、运算放大器、重力加速度计、按键、micro usb充电接口；所述PCB板的顶面的元器件包括心率传感器、Wifi模块、排线插座、正负极焊盘；心率传感器由排线插座和主板连接在一起；PCB板通过正负极焊盘和电池正负极用电子线焊接在一起，并通过按键实现开关机，并经由microusb充电接口用于对电池进行充电；

所述的主控芯片MCU主要用于整个产品的控制和逻辑运算，如按键控制逻辑、LED的控制、Wifi连接逻辑、数据包的传输；

所述的运算放大器主要用于心率数据的采集和放大、滤波；

所述的重力加速度计主要用于采集运动步数、判断是否运动；所述的按键主要用于开关机控制；

所述的micro USB充电接口主要用于电池充电；所述的心电传感器主要用于采集心率信号，利用光敏二极管采集模拟信号；

所述的排线插座主要用于连接传感器采集部分与信号处理部分电气连接；

所述的Wifi模块主要用于手环与服务器之间的数据通讯、传输等；所述的正负极焊盘主要用于连接电池，作为手环整个系统的供电输入；

所述的运动智能手环配置有路由器和服务器；所述的运动智能手环和服务通过网络路由器连通。

作为一种优选的技术方案，所述的心率传感器由两个绿色波长的发光LED和一个光敏传感器组成，采集到心率信号后通过运算放大器放大心率信号再滤波信号，再通过主控芯片MCU集成算法，计算出心率值，再由Wifi模块将数值发到服务器端，从而监测出心率值。

作为一种优选的技术方案，所述的重力加速度计利用三轴加速度传感器算法，采集到信号后，通过主控芯片MCU集成算法，计算出步数，再由Wifi模块将数值发到服务器端，从而监测出步数值。

为实现上述第二目的，本发明采取的技术方案是：

一种利用运动智能手环检测心率值方法,所述方法包括以下步骤：

步骤一、采用由两个绿色波长的发光LED和一个光敏传感器组成的心率传感器采集佩戴者的心率信号；

步骤二、采集到心率信号后通过运算放大器放大心率信号再滤波信号；

步骤三、通过主控芯片MCU集成算法，计算出心率值；

步骤四：由Wifi模块将数值发到服务器端。

为实现上述第三目的，本发明采取的技术方案是：

一种运动智能手环检测计步值方法,所述方法包括以下步骤：

步骤一、重力加速度计利用三轴加速度传感器算法，采集信号；

步骤二、采集到信号后，通过主控芯片MCU集成算法，计算出步数；

步骤三、由Wifi模块将数值发到服务器端。

为实现上述第四目的，本发明采取的技术方案是：

一种运动智能手环监测每个用户运动数据的方法，运动智能手环通过无线Wifi，连接上路由器；同时服务器端也通过无线Wifi连接到路由器；即手环和服务器进入同一局域网内；手环数据通过Wifi发送到路由器，经由路由器将数据传输到服务器端，此时服务器端呈现出每个用户的运动数据。

本发明优点在于：

1、本发明的一种运动智能手环，能与大数据结合，不受手机制约、不受传输局限、反馈心率、能根据个体的不同体质个别化监控预警、实现动态实时多对一进行数据传输，填补了现有运动智能手环的空白，推广具有广泛的应用前景；

2、通过本发明的运动智能手环，与传统相比，克服了传统手环智能一对一的缺陷，本发明的运动智能手环均能与服务器终端建立连接，研究者通过服务器终端获得不同用户的数据，通过对不同用户监测的数据进行处理挖掘，便于总结出共性的行为模式和健康状况，还能准确预测用户的身体健康状况的趋势，并提前给出有价值的指导意见和警告；

3、采用wifi模块对数据进行传输，传输距离远，数据传输快速，不易受外界因素干扰，数据传输正确；

4、对心率传感器采集的数据通过运算放大器以及集成算法的方式进行处理，使得心率监测值精确；对重力加速度即采集的数据进行集成算法处理，使得计步测值精确；

5、设有服务器，服务器呈现出每个用户的运动数据，将佩戴者和观测者分离，有利于利于对精度要求较高的运动观察环境。

附图说明

附图1是本发明的一种运动智能手环的PCB板的底面示意图。

附图2是本发明的一种运动智能手环的PCB板的顶面示意图。

附图3为本发明的一种运动智能手环的PCB板的元器件框架图。

附图4为检测心率值方法流程图。

附图5为检测计步值方法流程图。

附图6为本发明的一种运动智能手环的终端结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1.主控芯片MCU 2.运算放大器

3.重力加速度计 4.按键

5.micro usb充电接口 6.心率传感器

7.排线插座 8.Wifi模块

9.正负极焊盘

请参照图1和图2，图1是本发明的一种运动智能手环的PCB板的底面示意图。图2是本发明的一种运动智能手环的PCB板的顶面示意图。一种运动智能手环，所述的运动智能手环设有PCB板；所述PCB板的底面的元器件包括主控芯片MCU 1、运算放大器2、重力加速度计3、按键4、micro usb充电接口5；所述PCB板的顶面的元器件包括心率传感器6、Wifi模块8、排线插座7、正负极焊盘9；心率传感器6由排线插座7和主板连接在一起；PCB板通过正负极焊盘9和电池正负极用电子线焊接在一起，并通过按键4实现开关机，并经由micro usb充电接口5用于对电池进行充电。

所述的主控芯片MCU 1主要用于整个产品的控制和逻辑运算，如按键4控制逻辑、LED的控制、Wifi连接逻辑、数据包的传输等等；所述的运算放大器2主要用于心率数据的采集和放大、滤波；所述的重力加速度计3主要用于采集运动步数、判断是否运动；所述的按键4主要用于开关机控制等；所述的micro USB充电接口5主要用于电池充电；所述的心电传感器主要用于采集心率信号，利用光敏二极管采集模拟信号；所述的排线插座7主要用于连接传感器采集部分与信号处理部分电气连接；所述的Wifi模块8主要用于手环与服务器之间的数据通讯、传输等；所述的正负极焊盘9主要用于连接电池，作为手环整个系统的供电输入。

请参照图3，图3为本发明的一种运动智能手环的PCB板的元器件框架图。

心率值实现过程：心率传感器6由两个绿色波长的发光LED和一个光敏传感器组成，采集到心率信号后通过运算放大器2放大心率信号再滤波信号，再通过主控芯片MCU 1集成算法，计算出心率值，再由Wifi模块8将数值发到服务器端；心率传感器6采集心率的原理是基于人体血管中的血液在脉动的时候会发生密度改变而引起透光率的变化。发光LED发出绿色波长的光波，光敏传感器可以接受人体皮肤的反射光并感测光场强度的变化并换算成心率。并可以持续测量心率。

计步值实现过程：重力加速度计3利用三轴加速度传感器算法，采集到信号后，通过主控芯片MCU 1集成算法，计算出步数，再由Wifi模块8将数值发到服务器端。

请参照图4，图4为检测心率值方法流程图。

一种利用运动智能手环检测心率值方法,所述方法包括以下步骤：

步骤一、采用由两个绿色波长的发光LED和一个光敏传感器组成的心率传感器6采集佩戴者的心率信号；

步骤二、采集到心率信号后通过运算放大器2放大心率信号再滤波信号；

步骤三、通过主控芯片MCU 1集成算法，计算出心率值；

步骤四：由Wifi模块8将数值发到服务器端。

请参照图5，图5为检测计步值方法流程图。

一种利用运动智能手环检测计步值方法,所述方法包括以下步骤：

步骤一、重力加速度计3利用三轴加速度传感器算法，采集信号；

步骤二、采集到信号后，通过主控芯片MCU 1集成算法，计算出步数；

步骤三、由Wifi模块8将数值发到服务器端。

请参照图6，图6为本发明的一种运动智能手环的终端结构示意图。所述的运动智能手环配置有路由器和服务器；所述的运动智能手环和服务通过网络路由器连通。这样在服务器端就可以观察多人的心率和步数值等运动数值；具体实现过程为：手环通过无线Wifi，连接上路由器；同时服务器端也通过无线Wifi连接到路由器；即手环和服务器进入同一局域网内；手环数据通过Wifi发送到路由器，经由路由器将数据传输到服务器端，此时服务器端呈现出每个用户的运动数据。

本发明的一种运动智能手环，能与大数据结合，不受手机制约、不受传输局限、反馈心率、能根据个体的不同体质个别化监控预警、实现动态实时多对一进行数据传输，填补了现有运动智能手环的空白，推广具有广泛的应用前景；通过本发明的运动智能手环，与传统相比，克服了传统手环智能一对一的缺陷，本发明的运动智能手环均能与服务器终端建立连接，研究者通过服务器终端获得不同用户的数据，通过对不同用户监测的数据进行处理挖掘，便于总结出共性的行为模式和健康状况，还能准确预测用户的身体健康状况的趋势，并提前给出有价值的指导意见和警告；采用Wifi模块8对数据进行传输，传输距离远，数据传输快速，不易受外界因素干扰，数据传输正确；对心率传感器6采集的数据通过运算放大器2以及集成算法的方式进行处理，使得心率监测值精确；对重力加速度即采集的数据进行集成算法处理，使得计步测值精确；设有服务器，服务器呈现出每个用户的运动数据，将佩戴者和观测者分离，有利于利于对精度要求较高的运动观察环境。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。