一种可佩戴设备及其体感信息系统的制作方法

本发明涉及可穿戴设备技术领域，尤其涉及一种可佩戴设备用，短距离、超低功耗的无线体感信息系统。

背景技术：

可穿戴设备是指可以直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备，通常情况下，可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，具有很强的可携带性，可通过动作、语音、眼球、图像识别等交互方式操作使用。尽管当前的可穿戴设备大部分还只是集中在智能手表、智能手环、沉浸式眼镜之类，但其探索空间已发生了很大的改变。从头戴式到袜子，从体外到体内，可穿戴设备的探索几乎延伸到了与人体有关的每个部位；

随着可穿戴设备种类的日趋丰富，现在的智能设备正越来越多地借助无线技术，或者移动互联网接入网络，但无线通信技术种类繁多。比如，在智能手表、智能手环、智能眼镜方面，通常使用的是Wi-Fi、ZigBee、蓝牙或移动蜂窝等技术。当多种可穿戴设备同时佩戴时，需要借助智能设备整合处理，如智能手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑等。这样不但需要依赖智能设备，失去独立性，同时还增加了智能设备的资源消耗。为了跟智能设备的互联互通，每个可穿戴设备都需要相对较高的硬件配置和电量消耗，这种功能重复，硬件冗余的通信方式是一种极大的浪费；

传感器节点通常都是由电池供电，并且需要持续工作几个月甚至几年。为延长电池的使用寿命，必须降低通信系统的功耗。以前的研究表明，大部分功率是在模拟和射频部分消耗的，系统消耗的能量分为传输的能量和电路消耗的能量，在传统的无线链路中传输距离较远(≥10m)，传输的能量占主要部分，主要强调的是降低传输的能量；

目前各种无线技术，包括蓝牙、ZigBee、Wi-Fi在当前的消费电子行业中已经取得了一定进展。这些协议提供了设备之间安全通信的机制，通常都工作在2.4GHz的ISM频段，并且组合使用频移键控(FSK)、相移键控(PSK)和幅移键控(ASK)调制技术。这些技术提供的安全性包括通信的信道跳频和扩频模式。这种方案很难被侦听到，因此具有很高的安全性，并能改善抗噪声性能。所有这些方法在发送‘0’和‘1’的时候都会消耗发送功率。遗憾的是，这些协议还是具有相对较高的复杂性以及较高的硬件实现成本，特别是当安全性和高抗噪声性不是硬性要求的时候。Wi-Fi主要用于高数据速率、长距离应用，对于简单的控制+检测应用来说可能是大材小用了。ZigBee被认为是新兴传感器网络的理想选择，而蓝牙在众多的消费类音频设备和个人无线设备中得到了广泛应用；

传感器中枢设备可以与多个传感器连接，这些传感器可能来自于不同的传感器厂商。主要针对于智能手机内不同种类传感器的整合，或是某一个可穿戴设备内的多种传感器整合。此方案不能解决多个可穿戴设备存在时，功能重复，硬件冗余的问题，且传感器更换升级时，费时费力，成本很高。

因此，针对以上方面，需要对现有技术进行合理的改进。

技术实现要素：

针对以上缺陷，本发明提供一种可佩戴设备及其体感信息系统，该协议配合其特定的互通互联方式，实现人体范围内的微网络，每个可穿戴设备都可以精简为一个信息单元，对其进行信息整合、交互、存储和转发，组成一个相对完整且独立的人体感知生态系统。从而，降低了每个可穿戴设备的成本、功耗和复杂度，让体验感大于设备的存在感，以解决现有技术缺陷。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可佩戴设备及其体感信息系统，包括可穿戴设备和体感信息收集心中，所述可穿戴设备为穿戴于身体各部位的设备，用于采集人体各部位信息，并传输到体感信息收集中心中；所述体感信息收集心中与可穿戴设备无线连通，用于存储处理可穿戴设备收集的信息；

所述可穿戴设备包含传感器模组和体感互联节点，其中传感器模组处理采集数据并通过IIC(集成电路总线)或SPI(串行外设接口)接口进行数据封装，处理封装好的采集数据传输给体感互联节点，体感互联节点将采集数据发送到体感信息收集心中，并获取交换控制信息；

所述体感信息收集心中由体感互联中枢、处理模块、存储模块、发送模块组成；其中的体感互联中枢用于接收体感互联节点传输的采集数据，处理模块负责控制整个体感互联节点的操作，并根据采集数据进行运算解析，存储模块将处理模块解析的不同类型的数据进行存储，当需要人体感知数据同步上传智能终端时，由发送模块统一传输到人体外部附近的本地基站；

相应的，体感互联节点与体感互联中枢之间通过OOK调制系统进行采集数据的发送与接收。

本发明所述的一种可佩戴设备及其体感信息系统的有益效果为：

1、该网络协议通过对信息整合、交互、存储和转发，降低了每个可穿戴设备的成本、功耗和复杂度，让体验感大于设备的存在感；

2、该网络协议使可穿戴设备不仅限于单一的设备或服务，成为综合硬件的完整生态链；

3、该网络协议作为一个入口，使用户享受到设备后面带来的内容和服务；

4、该网络协议中只考虑针对于人体活动范围内，传输距离通常小于10m，电路消耗的能量与传输的能量相当甚至超过传输的能量，此时系统只考虑电路消耗的能量，大大降低了能耗率；

5、该网络协议解决多个可穿戴设备存在时，功能重复，硬件冗余的问题，且传感器更换升级时，省时省力，成本降低；

6、该协议采用OOK调制系统，采用直接变换方式，晶振产生的载波与数字基带信号进行混频，使变频至射频，经功率放大器由天线发射出去；接收端采用非相干接收解调，省去了混频器降低了系统总的功耗，由天线接收的信号经SAW滤波器，射频低噪声放大器后，由包络检波器进行解调，经基带放大器，模数转换器恢复出原始信息。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述的一种可佩戴设备及其体感信息系统中可穿戴设备与体感信息收集中心在人体位置示意图；

图2是本发明实施例所述的一种可佩戴设备及其体感信息系统中可穿戴设备示意图；

图3是本发明实施例所述的一种可佩戴设备及其体感信息系统中体感信息收集中心示意图；

图4是OOK收发机工作原理示意图。

图中：1、人体；110、可穿戴设备；111、传感器模组；112、体感互联节点；120、体感信息收集中心；121体感互联中枢；122、处理模块；123、存储模块；124、发送模块。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示，一种可佩戴设备及其体感信息系统，包括可穿戴设备110和体感信息收集心中120，所述可穿戴设备110为穿戴于身体各部位的设备，用于采集人体1各部位信息，并传输到体感信息收集中心120中；所述体感信息收集心中120与可穿戴设备110无线连通，用于存储处理可穿戴设备110收集的信息；

所述可穿戴设备110包含传感器模组111和体感互联节点112，其中传感器模组111处理采集数据并通过IIC(集成电路总线)或SPI(串行外设接口)接口进行数据封装，处理封装好的采集数据传输给体感互联节点112，体感互联节点112将采集数据发送到体感信息收集心中120，并获取交换控制信息；

所述体感信息收集心中120由体感互联中枢121、处理模块122、存储模块123、发送模块124组成；其中的体感互联中枢121用于接收体感互联节点112传输的采集数据，处理模块122负责控制整个体感互联节点112的操作，并根据采集数据进行运算解析，存储模块123将处理模块122解析的不同类型的数据进行存储，当需要人体1感知数据同步上传智能终端时，由发送模块124统一传输到人体1外部附近的本地基站，如手机、PDA等；

相应的，体感互联节点112与体感互联中枢121之间通过OOK调制系统进行采集数据的发送与接收；

相应的，OOK调制系统发送和接收信息时，发射端采用直接变换方式，将晶振产生的载波与数字基带信号(TX date)经过混频器(Mixer)进行混频，并经频率放大器放大，由天线(Antenna)发射出去；OOK调制系统的接收端通过SAW滤波器(SAW Filter)将接收的频率调至射频，经射频放大器(RF Amplifier)放大，由包络检波器(Envelope Detector)进行解调，经基带放大器(Baseband Amplifier)，模数转换器(ADC)恢复出原始信息。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本案技术，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，本领域的技术人员根据本案的揭示，对于本案做出的改进和修改都应该在本案的保护范围内。