一種應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)，運(yùn)動(dòng)檢測模塊包括三軸重力加速度傳感器、陀螺儀和DSP處理器，DSP處理器包括積分器和濾波及優(yōu)化模塊；所述三軸重力加速度傳感器輸出X、Y、Z軸加速度數(shù)據(jù)信息，陀螺儀輸出人體轉(zhuǎn)角的角速率信息，DSP處理器的積分器將陀螺儀輸出的角速率信息積分得到人體的相對轉(zhuǎn)角；所述濾波及優(yōu)化模塊包括第一子濾波器、第二子濾波器、第三子濾波器和主濾波器。本發(fā)明的應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)佩戴在手腕，方便佩戴；外層包覆EVA材質(zhì)，防水、無毒、無味；內(nèi)置DSP處理器，便于系統(tǒng)的更新。
【專利說明】一種應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們工作、生活節(jié)奏的加快，如何充分利用時(shí)間，對自己身體進(jìn)行體育鍛煉，是人們越來越關(guān)注的問題。
[0003]而現(xiàn)代人對手機(jī)的依賴程度越來越高，即使在健身房中也手機(jī)不離手，鍛煉的時(shí)候時(shí)刻關(guān)注是否有來電或者信息，如何將用戶和手機(jī)之間的聯(lián)系通過便攜裝置實(shí)現(xiàn)，既不耽誤鍛煉也不漏接關(guān)鍵來電，是目前亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)，解決了將手機(jī)來電通過便攜式裝置進(jìn)行提示的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)，整體為環(huán)狀，其外表面為EVA材質(zhì)包覆，環(huán)中位置內(nèi)嵌儀表盤，儀表盤和連接到儀表盤兩端的拼接而成的鏈帶構(gòu)成環(huán)形主體，所述鏈帶包括多個(gè)拼接段，每個(gè)拼接段的一端設(shè)有卡槽，另一端設(shè)置卡齒，鏈帶整體和儀表盤構(gòu)成閉合導(dǎo)電回路；
[0007]所述儀表盤內(nèi)嵌入藍(lán)牙模塊、微型振動(dòng)器和音頻播放器，所述藍(lán)牙模塊為藍(lán)牙
4.0 (BLE)通信模塊；
[0008]所述儀表盤還包括:運(yùn)動(dòng)檢測模塊，檢測三維加速度和相對轉(zhuǎn)角；藍(lán)牙模塊，連接到所述運(yùn)動(dòng)檢測模塊和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，數(shù)據(jù)終端服務(wù)器與家長手機(jī)端相連接；
[0009]所述運(yùn)動(dòng)檢測模塊包括三軸重力加速度傳感器、陀螺儀和DSP處理器，DSP處理器包括積分器和濾波及優(yōu)化模塊；所述三軸重力加速度傳感器輸出X、Y、Z軸加速度數(shù)據(jù)信息，陀螺儀輸出人體轉(zhuǎn)角的角速率信息，DSP處理器的積分器將陀螺儀輸出的角速率信息積分得到人體的相對轉(zhuǎn)角；
[0010]所述濾波及優(yōu)化模塊包括第一子濾波器、第二子濾波器、第三子濾波器和主濾波器，第一子濾波器處理X軸加速度數(shù)據(jù)信息，并給出狀態(tài)估計(jì)Xl和估計(jì)誤差的協(xié)方差矩陣Pl ;第二子濾波器處理Y軸加速度數(shù)據(jù)信息，給出狀態(tài)估計(jì)X2和估計(jì)誤差的協(xié)方差矩陣P2 ;第三子濾波器處理Z軸加速度數(shù)據(jù)信息，給出狀態(tài)估計(jì)X3和估計(jì)誤差的協(xié)方差矩陣P3 ;所述狀態(tài)估計(jì)xl，x2, x3及估計(jì)誤差的協(xié)方差矩陣pl，p2，p3送到主濾波器，并同主濾波器的狀態(tài)估計(jì)一起按式(I)和式(2)進(jìn)行融合，得到全局最優(yōu)估計(jì)和協(xié)方差矩陣:
[0011]Xg = Ρ,,(Σ⑴


/ = 1

3
[0012]Ρ? - Σ Pi1 (2)

/ = 1
[0013]式中，i= l，2，3;
[0014]主濾波器的最優(yōu)估計(jì)值對3個(gè)子濾波器的狀態(tài)估計(jì)進(jìn)行重置，即
[0015]Xi = Xg (3)
[0016]Pi= β?' Pg (4)
[0017]以重力垂直向下方位即Y軸作為分析基準(zhǔn)量，自動(dòng)調(diào)整P值的大小，具體的自適應(yīng)算法為:
[0018]β !，β 2，β 3 滿足 β !+β 2+β 3 = I (5)

"0.99, i? < 2
「 ? O 2 / ρ,2 < P <
[0019]βν = \ ,(O；
1I / A 5 < P <

2/ ρ, ρ > IQ
[0020]β 2 = β 3 = (1-β ι)/2 (J)
[0021]所述DSP處理器根據(jù)全局最優(yōu)估計(jì)和協(xié)方差矩陣輸出運(yùn)動(dòng)模式及運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)，根據(jù)陀螺儀輸出人體轉(zhuǎn)角的角速率信息積分得到人體的相對轉(zhuǎn)角；
[0022]所述藍(lán)牙模塊將DSP處理器的輸出信號上傳到智能手機(jī)端。
[0023]可選地，還包括DSP處理器，DSP處理器與所述藍(lán)牙模塊相連接。
[0024]可選地，還包括DSP處理器為TMS320F2812DSP處理器。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:
[0026](I)應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)佩戴在手腕，方便佩戴；
[0027](2)外層包覆EVA材質(zhì)，防水、無毒、無味；
[0028](3)內(nèi)置DSP處理器，便于系統(tǒng)的更新。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1為本發(fā)明應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)的電路控制框圖；
[0032]圖3為本發(fā)明運(yùn)動(dòng)檢測模塊的電路控制框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0034]如圖1所示，本發(fā)明的一種應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)，整體為環(huán)狀，其外表面為EVA材質(zhì)包覆，EVA材質(zhì)為防水、無毒、無味的軟質(zhì)材料，不僅佩戴舒適，而且能夠防止汗水對內(nèi)部電路的侵蝕。
[0035]應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)環(huán)中位置內(nèi)嵌儀表盤，儀表盤和連接到儀表盤兩端的拼接而成的鏈帶構(gòu)成環(huán)形主體，所述鏈帶包括多個(gè)拼接段，每個(gè)拼接段的一端設(shè)有卡槽，另一端設(shè)置卡齒，鏈帶整體和儀表盤構(gòu)成閉合導(dǎo)電回路。
[0036]儀表盤1000內(nèi)嵌入藍(lán)牙模塊、微型振動(dòng)器和音頻播放器。
[0037]所述儀表盤還包括:運(yùn)動(dòng)檢測模塊，檢測三維加速度和相對轉(zhuǎn)角；藍(lán)牙模塊，連接到所述運(yùn)動(dòng)檢測模塊和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，數(shù)據(jù)終端服務(wù)器與家長手機(jī)端相連接。
[0038]所述運(yùn)動(dòng)檢測模塊包括三軸重力加速度傳感器、陀螺儀和DSP處理器，DSP處理器包括積分器和濾波及優(yōu)化模塊；所述三軸重力加速度傳感器輸出X、Y、Z軸加速度數(shù)據(jù)信息，陀螺儀輸出人體轉(zhuǎn)角的角速率信息，DSP處理器的積分器將陀螺儀輸出的角速率信息積分得到人體的相對轉(zhuǎn)角。
[0039]所述濾波及優(yōu)化模塊包括第一子濾波器、第二子濾波器、第三子濾波器和主濾波器，第一子濾波器處理X軸加速度數(shù)據(jù)信息，并給出狀態(tài)估計(jì)Xl和估計(jì)誤差的協(xié)方差矩陣Pl ;第二子濾波器處理Y軸加速度數(shù)據(jù)信息，給出狀態(tài)估計(jì)χ2和估計(jì)誤差的協(xié)方差矩陣ρ2 ;第三子濾波器處理Z軸加速度數(shù)據(jù)信息，給出狀態(tài)估計(jì)χ3和估計(jì)誤差的協(xié)方差矩陣Ρ3 ;所述狀態(tài)估計(jì)xl，χ2, χ3及估計(jì)誤差的協(xié)方差矩陣pl，p2，p3送到主濾波器，并同主濾波器的狀態(tài)估計(jì)一起按式(I)和式(2)進(jìn)行融合，得到全局最優(yōu)估計(jì)和協(xié)方差矩陣:
[0040]^ = P ? ( X P: ' -V )⑴


/ = 1

3
[0041]Pg = Y, Pi1 (2)

/ = 1
[0042]式中，i= l，2，3;
[0043]主濾波器的最優(yōu)估計(jì)值對3個(gè)子濾波器的狀態(tài)估計(jì)進(jìn)行重置，即
[0044]Xi = Xg (B)
[0045]Pi = Pi 丨凡(4)
[0046]以重力垂直向下方位即Y軸作為分析基準(zhǔn)量，自動(dòng)調(diào)整P值的大小，具體的自適應(yīng)算法為:
[0047]β ” β 2) β 3 滿足 β !+β 2+β 3 = I (5)
' 0.m,p <2
n 2 / p, 2 < p < 5
[0048]βχ = \ , , r(6)
1 I / a 5 < p < IQ

、2 / p, p > 10
[0049]β 2 = β 3 = (1-β ^ /2 (J)
[0050]所述DSP處理器根據(jù)全局最優(yōu)估計(jì)和協(xié)方差矩陣輸出運(yùn)動(dòng)模式及運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)，根據(jù)陀螺儀輸出人體轉(zhuǎn)角的角速率信息積分得到人體的相對轉(zhuǎn)角。
[0051]所述藍(lán)牙模塊將DSP處理器的輸出信號上傳到智能手機(jī)端。
[0052]藍(lán)牙模塊與手機(jī)藍(lán)牙建立連接，可以保證近距離無線通信，接收到來電信息后，根據(jù)手機(jī)中設(shè)置的提示音方式，微型振動(dòng)器和/或音頻播放器動(dòng)作，提示用戶有來電。
[0053]優(yōu)選地，所述藍(lán)牙模塊為藍(lán)牙4.0 (BLE)通信模塊。藍(lán)牙4.0是藍(lán)牙3.0+HS規(guī)范的補(bǔ)充，專門面向?qū)Τ杀竞凸亩加休^高要求的無線方案，可廣泛用于衛(wèi)生保健、體育健身、家庭娛樂、安全保障等諸多領(lǐng)域。
[0054]藍(lán)牙4.0(BLE)通信模塊支持兩種部署方式:雙模式和單模式。雙模式中，低功耗藍(lán)牙功能集成在現(xiàn)有的經(jīng)典藍(lán)牙控制器中，或再在現(xiàn)有經(jīng)典藍(lán)牙技術(shù)(2.l+EDR/3.0+HS)芯片上增加低功耗堆棧，整體架構(gòu)基本不變，因此成本增加有限。
[0055]單模式面向高度集成、緊湊的設(shè)備，使用一個(gè)輕量級連接層(LinkLayer)提供超低功耗的待機(jī)模式操作、簡單設(shè)備恢復(fù)和可靠的點(diǎn)對多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸，還能讓聯(lián)網(wǎng)傳感器在藍(lán)牙傳輸中安排好低功耗藍(lán)牙流量的次序，同時(shí)還有高級節(jié)能和安全加密連接。
[0056]優(yōu)選地，本發(fā)明的應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)還包括DSP處理器，DSP處理器與所述藍(lán)牙模塊相連接。內(nèi)置DSP處理器，便于后期系統(tǒng)的更新，DSP處理器可對軟件更新有很強(qiáng)的兼容性。
[0057]優(yōu)選地，DSP處理器為TMS320F2812DSP處理器。TMS320F2812DSP，是32位定點(diǎn)DSP，其擁有EVA、EVB事件管理器和配套的12位16通道的AD數(shù)據(jù)采集，具有豐富的外設(shè)接口，如CAN、SCI等。TMS320F2812的ADC模塊是一個(gè)12位分辨率的，具有流水線結(jié)構(gòu)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，TMS320F2812內(nèi)置雙采樣保持電路，保持?jǐn)?shù)據(jù)采集時(shí)窗口有獨(dú)立的預(yù)定標(biāo)控制。并且允許系統(tǒng)對同一通道轉(zhuǎn)換多次，允許用戶執(zhí)行過采樣算法，這較傳統(tǒng)的單一轉(zhuǎn)換結(jié)果增加了更多的解決方案，有利于提高采樣的精度。有多個(gè)觸發(fā)源可以啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換?？焖俚霓D(zhuǎn)換時(shí)間，ADC時(shí)鐘可以配置為25MHz，最高采樣帶寬為12.5MSPS。用TMS320F2812搭建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)，不必外接ADC，避免了復(fù)雜的硬件設(shè)計(jì)。
[0058]本發(fā)明的應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)佩戴在手腕，方便佩戴；外層包覆EVA材質(zhì)，防水、無毒、無味；內(nèi)置DSP處理器，便于系統(tǒng)的更新。
[0059]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)，其特征在于，整體為環(huán)狀，其外表面為EVA材質(zhì)包覆，環(huán)中位置內(nèi)嵌儀表盤，儀表盤和連接到儀表盤兩端的拼接而成的鏈帶構(gòu)成環(huán)形主體，所述鏈帶包括多個(gè)拼接段，每個(gè)拼接段的一端設(shè)有卡槽，另一端設(shè)置卡齒，鏈帶整體和儀表盤構(gòu)成閉合導(dǎo)電回路； 所述儀表盤內(nèi)嵌入藍(lán)牙模塊、微型振動(dòng)器和音頻播放器，所述藍(lán)牙模塊為藍(lán)牙4.0 (BLE)通信模塊； 所述儀表盤還包括:運(yùn)動(dòng)檢測模塊，檢測三維加速度和相對轉(zhuǎn)角；藍(lán)牙模塊，連接到所述運(yùn)動(dòng)檢測模塊和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，數(shù)據(jù)終端服務(wù)器與家長手機(jī)端相連接； 所述運(yùn)動(dòng)檢測模塊包括三軸重力加速度傳感器、陀螺儀和DSP處理器，DSP處理器包括積分器和濾波及優(yōu)化模塊；所述三軸重力加速度傳感器輸出X、Y、Z軸加速度數(shù)據(jù)信息，陀螺儀輸出人體轉(zhuǎn)角的角速率信息，DSP處理器的積分器將陀螺儀輸出的角速率信息積分得到人體的相對轉(zhuǎn)角； 所述濾波及優(yōu)化模塊包括第一子濾波器、第二子濾波器、第三子濾波器和主濾波器，第一子濾波器處理X軸加速度數(shù)據(jù)信息，并給出狀態(tài)估計(jì)xl和估計(jì)誤差的協(xié)方差矩陣Pl ;第二子濾波器處理Y軸加速度數(shù)據(jù)信息，給出狀態(tài)估計(jì)x2和估計(jì)誤差的協(xié)方差矩陣ρ2 ;第三子濾波器處理Z軸加速度數(shù)據(jù)信息，給出狀態(tài)估計(jì)χ3和估計(jì)誤差的協(xié)方差矩陣ρ3 ;所述狀態(tài)估計(jì)xl，χ2，χ3及估計(jì)誤差的協(xié)方差矩陣pl，ρ2，ρ3送到主濾波器，并同主濾波器的狀態(tài)估計(jì)一起按式(I)和式(2)進(jìn)行融合，得到全局最優(yōu)估計(jì)和協(xié)方差矩陣: iS = P(Σ P i' /)⑴

/ = 1 Pg=IlP;1 (2)

/ = 1
式中，i = 1,2,3 ； 主濾波器的最優(yōu)估計(jì)值對3個(gè)子濾波器的狀態(tài)估計(jì)進(jìn)行重置，即 Xi xg (3) P =β? 'p,⑷ 以重力垂直向下方位即Y軸作為分析基準(zhǔn)量，自動(dòng)調(diào)整P值的大小，具體的自適應(yīng)算法為:
β !, β 2，β 3 滿足 β ^ β 2+ β 3 = I (5)
'0.99, /? < 2 Α=2/α2.^.5(6)
I / ρ,ζ> < ,ο < 10
、2 / ρ, ρ > 10
β 2 = β 3 = (1-β i)/2 (7) 所述DSP處理器根據(jù)全局最優(yōu)估計(jì)和協(xié)方差矩陣輸出運(yùn)動(dòng)模式及運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)，根據(jù)陀螺儀輸出人體轉(zhuǎn)角的角速率信息積分得到人體的相對轉(zhuǎn)角； 所述藍(lán)牙模塊將DSP處理器的輸出信號上傳到智能手機(jī)端。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)，其特征在于，還包括DSP處理器，DSP處理器與所述藍(lán)牙模塊相連接。
3.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于手機(jī)的手環(huán)，其特征在于，所述DSP處理器為TMS320F2812DSP 處理器。
【文檔編號】H04M1/725GK104320535SQ201410491383
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】關(guān)麗, 李鵬 申請人:青島康和食品有限公司