基于温度测量技术的佩戴式计算设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于温度测量技术的佩戴式计算设备，包括设备本体，所述设备本体上设有用于测量佩戴者颅部表面温度的颅部表面温度传感器、用于测量颅部附近环境温度的环境温度传感器、用于显示和／或播放数据信息的接收模块以及无线通信模块，所述颅部表面温度传感器、环境温度传感器和接收模块分别与无线通信模块相连。本实用新型的佩戴式计算设备结构简单、使用方便，利用颅部表面温度和颅部附近环境温度测量人体体温，将测量结果反馈给设备的佩戴者，在测量过程中可以结合科学模型，根据环境温度信息对佩戴者的行为进行建议以及根据佩戴者体温信息进行情绪分析。
【专利说明】 基于温度测量技术的佩戴式计算设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种佩戴式计算设备，尤其是一种基于温度测量技术的佩戴式计算设备，属于佩戴式设备领域。
【背景技术】
[0002]佩戴式设备是常见佩戴于人体的设备，如眼镜、耳麦、手表等，而佩戴式计算设备(Wearable Computing Device)则是嵌入了电子系统的佩戴式设备,在保留原有功能的同时使设备拥有了一定程度的电子计算能力。随着科学技术的发展，佩戴式计算设备越来越多，其带有和集成的功能也越来越丰富，但目前尚未有可以测量体温的佩戴式计算设备。
[0003]人体体表温度略低于体内温度，且易随外界气温变化而变化，所以目前市面上的体温测量相关设备通常利用体内温度或不易受外界温度影响的体表位置温度进行测量；经研究，颅部表面同时受脑部体温和颅部周围环境温度影响，平均温度虽然相比上述位置温度(体内温度或不易受外界温度影响的体表位置温度)更加低于人体体温，但较于其他体表部位受外界温度影响最小，更适合测量人体体温。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种结构简单、使用方便，可以实时收集人体体温数据、监测佩戴者身体状况并进行数据反馈的佩戴式计算设备。
[0005]本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到:
[0006]基于温度测量技术的佩戴式计算设备，包括设备本体，其特征在于:所述设备本体上设有用于测量佩戴者颅部表面温度的颅部表面温度传感器、用于测量颅部附近环境温度的环境温度传感器、用于显示和/或播放数据信息的接收模块以及无线通信模块，所述颅部表面温度传感器、环境温度传感器和接收模块分别与无线通信模块相连。
[0007]作为一种优选方案，所述无线通信模块包括用于处理传感器的输出信号的处理器和用于收集数据和反馈信息的蓝牙无线通信模块，所述蓝牙无线通信模块与处理器相连。
[0008]作为一种优选方案，所述处理器采用ARM7系列处理器，所述蓝牙无线通信模块采用CSR系列蓝牙无线通信模块。
[0009]作为一种优选方案，所述蓝牙无线通信模块与设备本体外部的移动设备相连，所述移动设备用于处理传感器的输出信号。
[0010]作为一种优选方案，所述无线通信模块为WIFI无线通信模块，所述WIFI无线通信模块与互联网上的云计算平台相连，所述云计算平台用于处理传感器的输出信号。
[0011]作为一种优选方案，所述颅部表面温度传感器和环境温度传感器分别设有多个。
[0012]作为一种优选方案，所述设备本体上还设有用于采集佩戴者运动数据信息的加速度传感器，所述加速度传感器与无线通信模块相连。
[0013]作为一种优选方案，所述颅部表面温度传感器和环境温度传感器均采用LM35系列温度传感器，所述加速度传感器采用LSM330系列芯片。
[0014]作为一种优选方案，所述接收模块为可视化模块、音频模块或可视化模块与音频模块的组合。
[0015]作为一种优选方案，所述设备本体为眼镜结构，该眼镜结构包括镜框、位于镜框上的镜片、与镜框相连的左镜腿以及与镜框相连的右镜腿，所述环境温度传感器设置在镜框上，所述颅部表面温度传感器设置在左镜腿或右镜腿紧贴佩戴者颅部的位置上，所述无线通信模块设置在左镜腿或右镜腿的任一位置上，所述加速度传感器设置在左镜腿或右镜腿的任一位置上，所述可视化模块嵌入镜片中，所述音频模块有两个，分别设置在左镜腿和右镜腿靠近佩戴者耳部的位置上。
[0016]本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果:
[0017]1、本实用新型的佩戴式计算设备结构简单、使用方便，利用颅部表面温度和颅部附近环境温度测量人体体温，将测量结果反馈给设备的佩戴者，在测量过程中可以结合科学模型，根据环境温度信息对佩戴者的行为进行建议以及根据佩戴者体温信息进行情绪分析。
[0018]2、本实用新型的佩戴式计算设备针对其接触头颅的特点，在设备中加入颅部表面温度传感器和环境温度传感器，从而将佩戴者的自身状态及相关信息进行反馈，使用时可以将设备本体戴在头上，或者是将设备本体的一部分戴在头上。
[0019]3、本实用新型的佩戴式计算设备，在体温测量的基础上加入加速传感器，加速传感器获得的加速度信息既可用于与体温信息共同分析，也可作为单独数据进行分析，从而得到更多关于佩戴者在运动中的数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型实施例1的佩戴式计算设备结构原理框图。
[0021]图2为本实用新型实施例1的佩戴式计算设备结构示意图。
[0022]图3为本实用新型实施例2的佩戴式计算设备结构原理框图。
【具体实施方式】
[0023]实施例1:
[0024]如图1所示，本实施例的佩戴式计算设备，包括设备本体，所述设备本体上设有颅部表面温度传感器1、环境温度传感器2、加速度传感器3、接收模块4以及无线通信模块5，所述无线通信模块5包括处理器51和蓝牙无线通信模块52，所述接收模块4为可视化模块41与音频模块42的组合，所述颅部表面温度传感器1、环境温度传感器2、加速度传感器3、可视化模块41和音频模块42分别通过蓝牙无线通信模块52与处理器51相连。
[0025]所述颅部表面温度传感器I用于测量佩戴者颅部表面温度，所述环境温度传感器2用于测量用于测量颅部附近环境温度，为保证测量数据的准确性，所述颅部表面温度传感器I和环境温度传感器2可以分别设有多个；鉴于人体的体温范围和空气等环境温度的范围，所述颅部表面温度传感器I监测的温度区间是10?50°C，所述环境温度传感器2监测的温度区间是-40?60°C ;这两个区间可以根据佩戴者所处环境或区域不同而增大或减小，但所选温度传感器的测温范围要包括确定后的温度区间；由于人体温度变化小，在外界温度恒定的情况下，佩戴者颅部的表面温度变化较小，由此应用于细致的分析，所述颅部表面温度传感器I和环境温度传感器2的精度应小于0.40C;在允许对所使用温度传感器进行校准的情况下，可适当采用精度更小的传感器，由于体表温度和气温具有实时变化的特点，所述颅部表面温度传感器I和环境温度传感器2要具有实时采样的能力和灵敏度，如可以采用德克萨斯仪器(Texas Instrument)的LM35系列温度传感器。
[0026]所述加速度传感器3用于采集佩戴者运动数据信息(即加速度信息)，常应用于运动辅助设备和智能手机等移动设备，在处理器51中可以对加速度传感器3获得的数据信息进行单独分析，或与颅部表面温度传感器I和环境温度传感器2获得的温度信息相结合进行分析，采用ST电子公司(ST Electronics)生产的LSM330系列芯片。
[0027]所述处理器51用于处理(信号转换与数据分析)颅部表面温度传感器1、环境温度传感器2和加速度传感器3的输出信号，经过处理后的数据转化为文字数据反馈给可视化模块41进行显示，以及转化为语音数据反馈给音频模块42进行播放，该音频模块42为扬声器，以进行实时监控，拥有独立计算能力，采用英国ARM (Advanced RISC Machine)公司设计的ARM7系列处理器,所述蓝牙无线通信模块采用英国CSR(Cambridge Silicon Radio)公司提供的CSR系列蓝牙无线通信模块。
[0028]由于处理器51的计算能力有限，所以可以通过蓝牙无线通信模块52主动寻找有效距离以内(如IOm以内)可识别的无线通信信号，与设备本体外部的移动设备6建立连接，通过移动设备6对颅部表面温度传感器1、环境温度传感器2和加速度传感器3的输出信号进行处理，其中根据颅部表面温度传感器I和环境温度传感器2获得的实时数据，结合其他因素可以推算佩戴者的体温，这些因素包括直接或间接与人体体温相关的外界因素、佩戴者的生理因素和佩戴者的心理因素，与人体体温相关的外界因素包括温度、季节、时间等，佩戴者的生理因素包括佩戴者的性别、年龄、运动状态、疲劳状况等，佩戴者的心理因素包括情绪等，它们的来源可以是已被认定的客观规律，经过学术论证的假设，或可靠的科学实验所得结果中总结的规律，根据以上关系建立的数学与逻辑模型叫做科学模型(Scientific Model)，科学模型应具有适应性，允许针对不同的佩戴者进行模型的调试；当与加速度传感器3配合时，还可以探测佩戴者在跑步时的体温变化，也可以判断佩戴者在平时生活中的情绪变化。
[0029]通过颅部表面温度传感器1、环境温度传感器2、加速度传感器3与科学模型的结合，可以实现如下功能:1)实时监测佩戴者的体温信息；2)根据环境温度信息对佩戴者的行为进行建议并反馈；3)根据佩戴者体温信息进行情绪分析，并反馈身体状况信息和建议。
[0030]如图1和图2所示，本实施例以眼镜结构作为设备本体，该眼镜结构包括镜框7、位于镜框7上的镜片8、与镜框7相连的左镜腿9以及与镜框7相连的右镜腿10，所述环境温度传感器2设置在镜框7上，所述颅部表面温度传感器I设置在左镜腿9紧贴佩戴者颅部的位置上，所述无线通信模块5设置在左镜腿9的任一位置上，所述加速度传感器3可以设置在左镜腿9的任一位置上(在本实施例中，加速度传感器3设置在靠近无线通信模块5的位置上)，所述可视化模块41嵌入镜片8中，所述音频模块42有两个，分别设置在左镜腿9和右镜腿10靠近佩戴者耳部的位置上。
[0031]实施例2:[0032]如图3所示，本实施例的主要特点是:所述无线通信模块5为WIFI无线通信模块5，该WIFI无线通信模块5与互联网上的云计算平台11建立连接，使颅部表面温度传感器
1、环境温度传感器2和加速度传感器3获得的数据信息可以通过WIFI无线通信模块上传到云计算平台11的数据库中，所述云计算平台11对颅部表面温度传感器1、环境温度传感器2和加速度传感器3获得的数据信息进行处理，处理过程同实施例1。
[0033]实施例3:
[0034]本实施例的主要特点是:所述颅部表面温度传感器I设置在右镜腿10紧贴佩戴者颅部的位置上，所述无线通信模块5设置在右镜腿10的任一位置上，所述加速度传感器3设置在右镜腿10的任一位置上。其余同实施例1或2。
[0035]实施例4:
[0036]本实施例的主要特点是:所述接收模块4可以为可视化模块41或音频模块42。其余同实施例1或2。
[0037]以上所述，仅为本实用新型较佳的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.基于温度测量技术的佩戴式计算设备，包括设备本体，其特征在于:所述设备本体上设有用于测量佩戴者颅部表面温度的颅部表面温度传感器、用于测量颅部附近环境温度的环境温度传感器、用于显示和/或播放数据信息的接收模块以及无线通信模块，所述颅部表面温度传感器、环境温度传感器和接收模块分别与无线通信模块相连。
2.根据权利要求1所述的基于温度测量技术的佩戴式计算设备，其特征在于:所述无线通信模块包括用于处理传感器的输出信号的处理器和用于收集数据和反馈信息的蓝牙无线通信模块，所述蓝牙无线通信模块与处理器相连。
3.根据权利要求2所述的基于温度测量技术的佩戴式计算设备，其特征在于:所述处理器采用ARM7系列处理器，所述蓝牙无线通信模块采用CSR系列蓝牙无线通信模块。
4.根据权利要求2所述的基于温度测量技术的佩戴式计算设备，其特征在于:所述蓝牙无线通信模块与设备本体外部的移动设备相连，所述移动设备用于处理传感器的输出信号。
5.根据权利要求1所述的基于温度测量技术的佩戴式计算设备，其特征在于:所述无线通信模块为WIFI无线通信模块，所述WIFI无线通信模块与互联网上的云计算平台相连，所述云计算平台用于处理传感器的输出信号。
6.根据权利要求1所述的基于温度测量技术的佩戴式计算设备，其特征在于:所述颅部表面温度传感器和环境温度传感器分别设有多个。
7.根据权利要求1所述的基于温度测量技术的佩戴式计算设备，其特征在于:所述设备本体上还设有用于采集佩戴者运动数据信息的加速度传感器，所述加速度传感器与无线通信模块相连。
8.根据权利要求7所述的基于温度测量技术的佩戴式计算设备，其特征在于:所述颅部表面温度传感器和环境温度传感器均采用LM3 5系列温度传感器，所述加速度传感器采用LSM330系列芯片。
9.根据权利要求1所述的基于温度测量技术的佩戴式计算设备，其特征在于:所述接收模块为可视化模块、音频模块或可视化模块与音频模块的组合。
10.根据权利要求9所述的基于温度测量技术的佩戴式计算设备，其特征在于:所述设备本体为眼镜结构，该眼镜结构包括镜框、位于镜框上的镜片、与镜框相连的左镜腿以及与镜框相连的右镜腿，所述环境温度传感器设置在镜框上，所述颅部表面温度传感器设置在左镜腿或右镜腿紧贴佩戴者颅部的位置上，所述无线通信模块设置在左镜腿或右镜腿的任一位置上，所述加速度传感器设置在左镜腿或右镜腿的任一位置上，所述可视化模块嵌入镜片中，所述音频模块有两个，分别设置在左镜腿和右镜腿靠近佩戴者耳部的位置上。
【文档编号】A61B5/01GK203576480SQ201320793393
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】王世伟, 吴志广, 陈瑞森, 温慎洁 申请人:温慎洁