一种免充电防水指环式体温脉搏血氧仪的制作方法

本发明属于智能穿戴领域，具体涉及一种免充电防水指环式体温脉搏血氧仪。

背景技术：

在计算机、网络、电子技术逐渐成熟的今天，随着芯片小型化，电路、硬件适应性的提高以及移动网络的普及，可穿戴设备的推广成为可能，在大众需求的驱使下，越来越多的可穿戴设备被推出，并逐渐形成为一个独立的产业。

目前市场上主要的可穿戴产品形态各异，主要包括智能眼镜、智能手表、智能手环、智能戒指、健康穿戴、体感控制、物品追踪等，如小米手环，google-glasses,moto360，htcvive，applewatch，sensoria智能袜子，三星nfc西装等等，这些产品中，医疗卫生、信息娱乐、运动健康是热点；在产品功能方面，互联(nfc、wifi、蓝牙、无线)、人机接口(语音、体感)、传感(骨传感、人脸识别、地理定位、各类传感器)是该类产品具有的特点。

随着可穿戴技术的发展，智能指环的功能将从单一走向更加智能发展，现有的智能指环有些只具有血氧测量功能，功能单一，且这类产品在电量耗尽时需要摘下充电，续航时间短，无法实现持续有效的对佩戴者健康数据的监测，且这类电子产品防水效果差，使用时，遇水易损坏，需要反复维修或者报废，使用效果不佳。

技术实现要素：

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种免充电防水指环式体温脉搏血氧仪。

本发明采用的技术方案为：提供一种免充电防水指环式体温脉搏血氧仪，包括壳体、体征采集控制模块、电源模块和无线收发模块；

所述壳体包括金属外壳，设置在金属外壳表面的有机玻璃面板，设置在金属外壳内侧的框体，所述金属外壳与框体形成一个环形腔体，所述体征采集控制模块、电源模块和无线收发模块设置在该环形腔体内；

所述框体上开有一个开口，所述体征采集控制模块通过该开口与佩戴者手指皮肤接触；

所述体征采集控制模块包括血氧与心率传感器、温度传感器、加速度计、红外温度传感器和单片机；

当然根据检测需求，加速度计可以使用六轴加速度计或者九轴加速度计；

所述电源模块包括pcba板、电池和电池充电座，所述电池充电座外接外部电源，用于对电池进行电源供应；

所述体征采集控制模块与pcba板连接，由电源模块对所述体征采集控制模块进行电源供应；

所述无线收发模块包括无线蓝牙天线。

优选的，所述壳体还包括有限制卡扣，所述限制卡扣用于连接固定金属外壳与框体。

优选的，所述电源模块还包括温差发电器、dc/dc转换器、和导热片。

优选的，所述无线收发模块还包括密码应答器，所述密码应答器设置在环形腔体内紧邻限制卡扣。

优选的，所述pcba板由柔性电路板)和硬性电路板组成；所述无线蓝牙天线植入在该柔性电路板内。

优选的，所述血氧与心率传感器用于采集佩戴者血氧指标；

所述温度传感器用于采集佩戴者体温指标；

所述红外温度传感器用于采集外界他人的温度指标；

所述加速度计用于采集佩戴者位置信息指标；

所述单片机用于对血氧与心率传感器、温度传感器、心率传感器，红外温度传感器、加速度计采集的指标参数进行信息处理。

血氧与心率传感器可以测量血氧饱和度(spo2)和人体心率。血氧饱和度(spo2)是反应人体呼吸功能的重要生理参数，其与人体心率存在一定的关联，通过血氧饱和度(spo2)可间接检测到人体的心率参数，从而检测人体的呼吸状态功能；

心率是反应人体健康的重要生理参数，呼吸频率其与人体心率存在一定的关联，通过算法可得到人体的呼吸频率。

加速度计通过不同坐标轴上重力加速度的参数可确定佩戴者的位置方向，特别适合测量在密封环境中的人体位置信息的测量，结合外部gps等定位功能，可准确获知该佩戴者在密封环境中的位置坐标，避免因为gps信号消失，而无法及时获得佩戴者的位置。

优选的，所述温差发电器根据所述温度传感器所采集的佩戴者体温指标与外界环境温度指标之间的温度差进行发电。

优选的，所述dc/dc转换器用于进行直流与交流电转换；并将转化后的电能储存在电池内；所述导热片用于将佩戴者体温温度传输到温度传感器上。

优选的，所述密码应答器内置125k赫兹加密算法的防盗芯片或者无线射频芯片(nfc)，其符合iso11784/85和iso14223识别标准，同时支持iso18000-2工业标准或者符合iso/iec-15693，iso/iec-14443和iso/iec-7816标准，为一种超低功耗的设计，支持复杂的防干扰算法，通过该密码器可实现现有门禁系统、考勤系统、车辆进出识别系统，公交卡，移动支付等ic卡使用的功能替代。

优选的，金属外壳采用黄金合金、银合金、不锈钢合金、铜合金材质中的任意一种制作而成，该类材质具有良好的导热功能。

本发明带来的有益效果为：采用本发明所述的一种免充电防水指环式体温脉搏血氧仪，通过血氧与心率传感器检测佩戴者的血氧饱和度参数，从而实现对佩戴者血氧、体温、心率及人体呼吸状况的监测，特别适合呼吸感染者的生命健康监测；所述的温差发电机通过对温度传感器检测的人体体温与外界环境温度之差实现自我发电，所产生的电压通过dc/dc转换器后形成电能储存在电池里，为该设备进行循环供电，无须外部电源输入,以此实现该设备永久自我充电功能；当然对于温差差别不大的环境，电池充电座外接外部电源可实现电池的快速充电，来实现整个设备所需的电源需求，加速度计的使用使得密封环境中的人体位置信息得到精准测量，结合外部gps等定位功能，可准确获知该佩戴者在密封环境中的位置坐标；进一步，密码应答器的设置可以将现有ic卡加密识别技术进行有效集成，实现指环佩戴者类似对门禁系统、考勤系统、车辆进出识别系统的身份识别应用。

附图说明

图1是一种免充电防水指环式体温脉搏血氧仪主视结构示意图；

图2是一种免充电防水指环式体温脉搏血氧仪俯视结构示意图；

图3是一种免充电防水指环式体温脉搏血氧仪侧视结构示意图；

图4是图3中沿a-a线剖视结构示意图；

图5是图3中沿b-b线剖视结构示意图；

附图标记说明：11-金属外壳、12-有机玻璃面板、13-框体、131-开口、14-限制卡扣；21-血氧与心率传感器、22-温度传感器、23-加速度计、24-红外温度传感器、25-单片机；31-pcba板、311-柔性电路板、312-硬性电路板、32-电池、33-电池充电座、34-温差发电器、35-dc/dc转换器、36-导热片、；4-无线蓝牙天线、5-密码应答器。

具体实施方式

如图1-图5所示，提供一种免充电防水指环式体温脉搏血氧仪，其包括壳体、体征采集控制模块、电源模块和无线收发模块；其中壳体包括环形状金属外壳11，在金属外壳11上表面嵌入有机玻璃面板12，在金属外壳11内侧方向设置有环形框体13，该金属外壳11与框体13形成一个环形腔体，体征采集控制模块、电源模块和无线收发模块设置在该环形腔体内，靠近腔体下方设置有限制卡扣14，该限制卡扣14可以将金属外壳11与框体13有效的进行连接固定；在框体13靠近佩戴者手指上侧方向上开有一个开口131(见图4)，体征采集控制模块通过该开口131与佩戴者手指皮肤接触，用于采集佩戴者身体相关指标参数；所述金属外壳11采用黄金合金、银合金、不锈钢合金、铜合金材质中任意一种制作而成。

其中：体征采集控制模块包括血氧与心率传感器21，该血氧与心率传感器21通过开口131用于采集佩戴者的血氧饱和度(spo2)指标；温度传感器22，该温度传感器22用于采集佩戴者的体温指标；加速度计23，该加速度计23用于采集佩戴者的位置信息；红外温度传感器24，该红外温度传感器24可用于采集外界他人温度指标；和单片机25，该单片机25用于对血氧与心率传感器21、温度传感器22、红外温度传感器24、九轴加速度计23采集的指标参数进行信息处理。

其中：电源模块包括pcba板31，该pcba板31由柔性电路板311和硬性电路板312组成，电池32、电池充电座33、温差发电器34，该温差发电器34根据所述温度传感器22所采集的佩戴者体温指标与外界环境温度指标之间的温度差进行发电；dc/dc转换器35、和导热片36；该dc/dc转换器35用于温差发电器34所产生的电源进行直流与交流电转换；电池32用于进行转换后电能的储存，并对内部各部件进行电源供应。

其中：体征采集控制模块内的血氧与心率传感器21、温度传感器22、加速度计23、红外温度传感器24、单片机25与pcba板31连接。

其中：无线收发模块包括无线蓝牙天线4和密码应答器5，该无线蓝牙天线4植入在柔性电路板311内，用于将单片机25处理后的信息发射给外部，比如该信息发送可通过蓝牙方式发送至外界。该密码应答器5安装位置靠近限制卡扣14处，在该密码应答器5内置有125k赫兹加密算法的防盗芯片或者无线射频芯片(nfc)。

本发明工作原理如下：

(一)佩戴者体温与外部环境温度相差比较大时：当佩戴者佩戴该智能指环式体温脉搏血氧仪在手指上时，导热片36将佩戴者体温温度传输到温度传感器22上，温度传感器22可测量该佩戴者的体温，温差发电器34根据温度传感器22测量的佩戴者的体温与外界环境中的温度之差进行发电，所产生的电压通过dc/dc转换器35进行直流与交流电的转换，并将所产生的电脑储存在电池32内，由电池32为整个装置结构进行持续供电，整个电源模块利用温差发电原理可实现终身永久自我发电功能，无须外部充电补给。

(二)佩戴者体温与外部环境温度相差比较小时；当佩戴者佩戴该智能指环式体温脉搏血氧仪在手指上时，电池充电座33外接外部电源对电池32进行充电，由电池32实现整个设备的电源供应。

血氧与心率传感器21通过开口131与佩戴者手指皮肤接触，可测量佩戴者的血氧饱和度(spo2),通过血氧饱和度(spo2)指标可获知佩戴者的心率参数，进而获得该佩戴者的呼吸情况，实现对佩戴者呼吸状态的监控；同时，加速度计23可通过不同坐标轴上重力加速度的参数可确定佩戴者的位置方向，特别适合测量在密封环境中的人体位置信息的测量，结合外部gps等定位功能，可准确获知该佩戴者在密封环境中的位置坐标，而不会因为gps信号消失，而无法获得佩戴者的位置，更加可靠有效的监控呼吸出现异常情况的病人所处环境准确位置。对于上述监控获得信息统一由单片机25进行信息处理，并通过无线蓝牙天线4发送给外界，与外界实现信息互联。

特别的，本发明所述密码应答器5，内置有125k赫兹低频id芯片，自带48位加密算法，支持复杂防干扰算法，进一步可替换的，该密码应答器5内部可设置无线射频芯片(nfc)，实现无线通信信息应答，可以应用在类似社区门禁系统、考勤管理系统、车辆进出识别系统里，极大地方便了人们的生活。整个结构为指环状，小巧美观，只需手指佩戴即可实现本发明所述的各种有益功能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。