一种听障人士使用的智能腰佩终端及实现方法与流程

本发明属于智能穿戴设备领域，特别涉及到一种听障人士使用的智能腰佩终端及实现方法。

背景技术：

听障人士一般包括残疾的聋人人群、老年听力障碍人群和因其它原因造成的听力障碍人群，对于听障人士来说，生活中存在诸多不便，智能穿戴设备的出现为听障人士解决生活中的问题提供了可能。

然而，虽然目前市场上智能穿戴设备很多，但可以供听障人士使用的仅有少量的智能手环和手表等；而且这些能使用的产品依旧是针对普通人群进行开发和应用，其大部分使用功能都没有能够顾及听障人士的特殊需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出一种听障人士使用的智能腰佩终端及实现方法，结合听障人士的特殊点，方便提醒和提示，具有小巧的外形，定位功能，远程呼叫等外出场景的复合功能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种听障人士使用的智能腰佩终端，包括：设有腰夹的壳体，壳体上设有灯罩、液晶显示屏、按键，壳体内设有震动器、pcb基板；所述pcb基板上设有中央处理单元、电池单元、通信模组、物联模组、led全彩灯单元；所述中央处理单元由电池单元供电，所述液晶显示屏、按键、震动器、通信模组、物联模组、led全彩灯单元都连接中央处理单元；

所述中央处理单元通过通信模组与家庭内网进行无线自组网，基于自主编码规则和加密进行数据采集和数据交换；所述中央处理单元通过物联模组与云端平台通信，信息发送给平台进行处理，当通信模组与家庭内网断开时，所述中央处理单元通过物联模组从云端平台接收家庭内网的数据；

所述led全彩灯单元与所述灯罩位置对应，按照中央处理单元发来的信号显示不同颜色，响应家庭内网发送的不同事件。

进一步的，所述震动器为带有偏心震动头的电动马达，所述电动马达外部包裹泡棉减震垫。

进一步的，所述灯罩为菲尼尔透镜灯罩。

进一步的，所述通信模组采用433通信与家庭内网进行无线自组网，包括433发射电路和433接收电路。

进一步的，壳体上还设有与中央处理单元相连接的喇叭。

进一步的，所述中央处理单元设有自主编码和加密的无线传输规则，具体包括：首先控制端a发送握手命令给受控端b；由控制端a产生一个随机数a1放在数据位data0；发送给受控端b，受控端b接收到数据c1进行加密验算产生结果a1’放入数据位data0，同时受控端b也产生一个随机数b2放在数据位data1发送给控制端a，回复握手命令；控制端a再次接受到数据c2后，先验算data0位的结果a1’是否正确，结果正确后验算data1位数据，并将结果b2’填入data1位；并随机生成随机数a3，与控制指令data2一起发送给受控端b，完成控制指令发送过程；受控端b接收到数据c3进行加密验算产生结果a3’放入数据位data0，将结果b2’+1放入data1，完成指令放入data2；发送数据c4给控制端a回复执行结果。

进一步的，所述按键包括sos紧急求助键，所述pcb基板上还设有定位模块。

本发明的另一方面，还提供了基于上述智能腰佩终端的供听障人士使用的实现方法，包括：

(1)所述通信模组采用433通信与家庭内网进行无线自组网，所述中央处理单元基于自主编码和加密规则通过通信模组对家庭内网进行数据采集和数据交换；

(2)中央处理单元采集到家庭内网信息发送给物联模组，由物联模组与云端平台通信，并将信息发送给平台进行处理；同时驱动震动器，液晶显示屏显示信息类型，led全彩灯显示响应信息对应的颜色及频闪；

(3)当通信模组与家庭内网断开后，物联模组与云端平台通信，接收家庭内网的数据信息，驱动震动器，液晶显示屏显示信息类型，led全彩灯单元显示响应信息对应的颜色及频闪。

进一步的，还包括：(4)通过按压腰佩终端上的sos紧急求助键，通过物联模组与云端平台通信，再由云端平台下发到家庭内网，同时云端平台推送手机app提示和位置信息。

进一步的，中央处理单元采集到家庭内网信息后还驱动喇叭发出对应信息语音提示，以引起听障人士身边的人员注意并对听障人士进行提醒。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)本发明所述腰佩终端和家庭内网通过无线自组网的方式相连，具有独立供电，低功耗，私密性高，配对简便等突出点；

(2)本发明结合听障人士的特殊点，突出了设备的震动功能，彩灯闪烁功能，显示功能，方便提醒和提示；

(3)本发明的彩灯闪烁功能，针对不同事件显示不同颜色，便于听障人士及时了解是何种事件发生；

(4)本发明采用自主编码和加密的无线传输规则，保证了数据的安全性，和收发两端的有效性，使本发明能够不受干扰的接收家庭内网准确数据信息，并通过彩灯闪烁提醒听障人士；

(5)本发明具有小巧的外形、定位功能、远程呼叫等外出场景的复合功能；通过后台的管理达到对听障人士的深层关怀。

附图说明

图1是本发明实施例的外形图；

图2是本发明实施例的爆炸图；

图3是本发明实施例的电路结构框图；

图4是本发明实施例的中央处理器的电路图；

图5是本发明实施例的物联模块的电路图；

图6是本发明实施例的通信模块的电路图；

图6(a)是433发射电路图；

图6(b)是433接收电路图；

图7是本发明实施例的led全彩灯电路图；

图8是本发明实施例的自主编码和加密的无线传输规则的示意图；

图9是本发明实施例的使用方法流程示意图。

其中：

1、上盖；2、底壳；3、腰夹；4、弹簧；5、铆钉；6、螺钉；7、灯罩；

8、电动马达；9、泡棉；10、pcb基板；11、喇叭；12、电池；13、按键；

14、液晶显示屏；15、透镜。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1、2所示，本发明的硬件结构包括设有腰夹3的壳体，壳体分为上盖1和底壳2，通过螺钉6连接，腰夹3通过弹簧4和铆钉5设置在底壳2上，上盖1设有灯罩7，上盖1和底壳2间设有带透镜15的液晶显示屏14、按键13、喇叭11，电池12，壳体内设有震动器、pcb基板10；所述震动器为带有偏心震动头的电动马达8，电动马达8外面包裹泡棉9作为减震垫，所述pcb基板10上设有中央处理单元、电池单元、通信模组、物联模组、led全彩灯单元；

如图3所示，所述中央处理单元由电池单元供电，所述液晶显示屏、按键、震动器、喇叭、通信模组、物联模组、led全彩灯单元都连接中央处理单元；

如图4所示为中央处理单元的电路图；

如图5所示为物联模组的电路图；

如图6所示为通信模组的电路图；其中图6(a)是433发射电路图；图6(b)是433接收电路图；

如图7所示为led全彩灯电路图；

从图4-7可以看出在pcb基板上重要的模块之间的连接关系。

本发明中，电动马达8的转动带动偏心震动头的旋转达到起震的目的，通过马达外部包裹泡棉9作为减震垫，可以有效降低异响和高频震动干扰，可以发挥最大的震动幅度。通过结构内部马达位置的偏心设计，可以最大程度发挥震动效果。

所述led全彩灯单元与所述灯罩7位置对应，led全彩灯用不同颜色的灯光响应不同的报警、提供或者呼叫，让听障人士及时了解是何种事件发生。实现方式：通过将灯罩7的透明材料切削成菲尼尔透镜，达到对多颗点光源灯的环状面发光效果改造；通过控制led全彩灯的显示颜色，做到不同灯光颜色对应不同事件；其中采用加密编码方式，对发射码进行自定义，例如：

事件-发射器识别码-颜色进行一对一设定：

门铃-0xa1-绿色；

报警-0xa2-红色；

……。

本发明中，所述中央处理单元通过通信模组与家庭内网进行无线自组网，所述通信模组采用433通信，基于自主编码规则和加密进行数据采集和数据交换；所述中央处理单元通过物联模组与云端平台通信，信息发送给平台进行处理，当通信模组与家庭内网断开时，所述中央处理单元使用物联模组通过nb-iot、2g、4g等公网服务从云端平台接收家庭内网的数据；

所述无线自组网为低功耗自组网技术，通过硬件电路低功耗设计、软件合理调配资源降低功耗、软件的流程控制，从而实现超低的待机功耗和超低的工作功耗，超长待机，减少充电次数。

所述自主编码和加密的无线传输规则，具体说明如下：

如图8所示，控制端a发送握手命令给受控端b。由控制端a产生一个随机数a1放在数据位data0。发送给受控端b，受控端b接收到数据c1进行加密验算产生结果a1’放入数据位data0，同时受控端b也产生一个随机数b2放在数据位data1发送给控制端a，回复握手命令。控制端a再次接受到数据c2后，先验算data0位的结果a1’是否正确，结果正确后验算data1位数据，并将结果b2’填入data1位。并随机生成随机数a3，与控制指令data2一起发送给受控端b，完成控制指令发送过程。受控端b接收到数据c3进行加密验算产生结果a3’放入数据位data0，将结果b2’+1放入data1，完成指令放入data2。发送数据c4给控制端a回复执行结果。

上述过程中的加密运算和解密运算保证了数据的安全性，和收发两端的有效性，随机数保证了数据的变化性，要求收发两端同时具备加密解密验算，防止外部恶意攻击和截取过往数据，进行欺骗控制。

本发明所述腰佩终端中还可内置连接中央处理单元的gps/北斗定位模块，听障人士外出时，家人或者残疾人中心可以通过app随时获知佩戴者的位置。

本发明的按键中，设有sos紧急求助键，当听障人士需要求助时，按压腰佩终端上的sos紧急求助键，通过物联模组与云端平台通信，再由云端平台下发到家庭内网或相关联的app，同时云端平台推送手机app提示和位置信息。

本发明所述腰佩终端的使用方法，如图9所示，包括：

中央处理单元由电池单元供电；实时与433通信模组进行数据采集和数据交换，将采集的呼叫信息，报警信息，以及sos紧急求助信息，发送给物联模组，由物联模组与云端平台通信，并将信息发送给平台进行处理。同时驱动震动器，液晶显示屏显示信息类型，led全彩灯显示响应信息对应的颜色及频闪，驱动喇叭发出对应信息语音提示；同时平台推送手机app提示信息，可进行查询和定位。

当腰佩终端随听障人士外出，或离开家庭433通信环境后，腰佩终端通过物联模组与云端平台通信，可以接收家中433通信环境的呼叫信息，报警信息，以及sos紧急求助信息。同时也可通过按压腰佩终端上的sos紧急求助键，通过物联模组与云端平台通信，再由云端平台下发到家庭接收端，同时云端平台推送手机app提示和位置信息；还可以驱动喇叭发出对应信息语音提示，以引起听障人士身边的人员注意并对听障人士进行提醒。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。