CN105703793B - 防脱穿戴式设备 - Google Patents
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Abstract
一种防脱穿戴式设备包括佩戴部件、设于该佩戴部件内的铜箔、无线通信模块及与该铜箔电连接的监控单元。当该佩戴部件被佩戴于用户身体上时，该铜箔与用户的身体之间构成一感应电容器。该无线通信模块与该铜箔之间电连接有一隔直电容器，该隔直电容器及该铜箔构成一无线通信天线。该监控单元用于侦测该感应电容器的电性参数以判断该设备是否处于正常佩戴的状态，当判断该设备处于非正常佩戴的状态时，该监控单元控制该无线通信模块通过该无线通信天线将一通知信息发送至一监控终端。本发明可使防脱功能及无线通信功能共用同一块铜箔，从而可节省该设备的内部空间，减少铜箔使用面积。
Description
技术领域
本发明涉及定位设备，特别涉及一种具有防脱穿戴式设备。
背景技术
目前市场上出现一些定位儿童等弱势群体的手环、手表等穿戴式设备，此类设备需要一直佩戴在手腕上，一旦儿童将其脱下，或者不慎丢失，此类设备可发送信息通知家长，这种功能就称作“防脱”。
目前穿戴式设备实现防脱功能主要有两种做法，一是使用接近传感器，此种做法需要一直开启接近传感器内部的红外发射器，因此耗电量较大。然而，在空间受限的手环或手表中，电池容量通常很小，因此穿戴式设备容易断电而无法正常使用。还有一种做法是使用电容式触摸传感器，这种做法需要采用一块大面积的铜箔，且铜箔面积越大，灵敏度越高。然而，此类设备的无线通信功能的实现同样需要采用一块大面积的接地铜箔作为天线延长地，而实现防脱功能的铜箔却不能接地。也就是说，在此类设备上需要使用两块大面积的铜箔来同时实现防脱及无线通信功能，不利于穿戴式设备的小型化设计。
发明内容
有鉴于此，有必要提出一种防脱穿戴式设备，以解决上述问题。
一种防脱穿戴式设备，包括佩戴部件、设于该佩戴部件内的铜箔、无线通信模块、隔直电容器及与该铜箔电连接的监控单元。该佩戴部件能够被佩戴于用户身体上。当该佩戴部件被佩戴于用户身体上时，该铜箔与用户的身体之间构成一感应电容器。该隔直电容器电连接于该无线通信模块与该铜箔之间，该隔直电容器及该铜箔构成一无线通信天线。该监控单元用于侦测该感应电容器的电性参数以判断该设备是否处于正常佩戴的状态，当判断该设备处于非正常佩戴的状态时，该监控单元控制该无线通信模块通过该无线通信天线将一通知信息发送至一监控终端。
本发明的防脱穿戴式设备通过在无线通信模块与铜箔之间串接一颗隔直电容器，使该设备的防脱功能及无线通信功能可共用同一块铜箔，从而可以节省该设备的内部空间，减少铜箔使用面积，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明一实施方式中的防脱穿戴式设备的示意图。
图2是图1中的防脱穿戴式设备的结构模块示意图。
主要元件符号说明
| 防脱穿戴式设备 | 100 |
| 佩戴部件 | 20 |
| 感应电容器 | 30 |
| 铜箔 | 31 |
| 监控单元 | 40 |
| 充放电模块 | 41 |
| 电压侦测模块 | 42 |
| 控制模块 | 43 |
| 无线通信天线 | 50 |
| 无线通信模块 | 51 |
| 隔直电容器 | 52 |
| 定位模块 | 60 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，提供一种防脱穿戴式设备100（以下简称设备100），该设备100包括但不限于一佩戴部件20，例如表带，该佩戴部件20能够被佩戴于用户身体上，例如手腕或脖子上。
在本实施方式中，该设备100还包括一设于该佩戴部件20内且具有预定面积S的铜箔31。请参阅图2，当该佩戴部件20被佩戴于用户身体上时，该铜箔31与用户的身体之间构成一感应电容器30，即该铜箔31构成该感应电容器30的其中一个电极，用户的身体构成该感应电容器30的另一个电极。
该设备100还包括一与该铜箔31电连接的监控单元40，该监控单元40用于侦测该感应电容器30的电性参数以判断该设备100是否处于正常佩戴的状态。
在本实施方式中，该监控单元40包括一充放电模块41、一电压侦测模块42及一控制模块43，该充放电模块41及该电压侦测模块42分别与该铜箔31电连接，该充放电模块41用于给该感应电容器30充放电，使该感应电容器30的电量值Q保持稳定。该电压侦测模块42用于侦测该铜箔31表面的电压值V。该控制模块43与该电压侦测模块42电连接，该控制模块43用于在该侦测的电压值大于一预设电压值时，判断该设备100处于非正常佩戴的状态。
具体地，根据电容值C的计算公式：C=ε*ε0*S/d，其中，ε为相对介电常数，ε0为真空介电常数，S为该铜箔31的预定面积，d为两电极，即该铜箔31与用户身体之间的间距，及根据电量值Q的计算公式：Q=C*V=ε*ε0*S*V/d，可见，在电量值Q、相对介电常数ε、真空介电常数ε0及该铜箔31的预定面积S均保持不变的情况下，该铜箔31表面的电压值V的大小与两电极之间的间距d成正比，两电极之间的间距d的变化会导致该电压值V随之变化。
当儿童正常佩戴该设备100时，该铜箔31靠近用户身体，两电极之间的间距d较小，电压值V较小；反之，当儿童摘下该设备100时，该铜箔31远离用户身体，两电极之间的间距d变大，电压值V随之变大。如此，该控制模块43通过该电压侦测模块42侦测到的该铜箔31表面的电压值V的大小即可判断该设备100是否正常佩戴。
在本实施方式中，该设备100还包括一无线通信模块51及一隔直电容器52。该隔直电容器52电连接于该无线通信模块51与该铜箔31之间。该隔直电容器52及该铜箔31构成一无线通信天线50，该无线通信模块51、该隔直电容器52及该铜箔31构成一无线通信单元，例如GSM（Global System for Mobile Communications，全球移动通信***）模块、WiFi模块或蓝牙模块等。在本实施方式中，该无线通信模块51为一射频模块，该无线通信天线50为一射频天线。
当判断该设备100处于非正常佩戴的状态时，该控制模块43控制该无线通信模块51通过该无线通信天线50将一通知信息发送至一监控终端（图未示），例如一服务器或家长的手机。
在本实施方式中，该隔直电容器52的电容值为纳法（nF）级以上。由于该无线通信天线50接收的是高频信号，例如GSM信号的频率为850MHz/900MHz，WiFi信号的频率为2.45GHz，不能有直流信号，而nF级以上的隔直电容器52不仅不会对该频段的信号产生影响，还能够完全隔断该铜箔31上的电压信号。因此，在该无线通信模块51与该铜箔31之间串接一颗nF级以上的隔直电容器52不会影响无线通讯信号，例如GSM信号或WiFi信号等的接收和发射，即不会影响该无线通信天线50的性能，同时又能满足防脱功能需要采集该铜箔31表面的电压值的需求。
在本实施方式中，该设备100还包括一定位模块60，该定位模块60为一GPS（GlobalPositioning System，全球定位***）模块。该通知信息为该设备100的地理位置。该控制模块43与该定位模块60及该无线通信模块51电连接，用于在判断该设备100处于非正常佩戴的状态时控制该定位模块60确定该设备100当前的地理位置，并控制该无线通信模块51通过该无线通信天线50将该设备100的地理位置发送至该监控终端。
在本实施方式中，该监控单元40为一MCU集成芯片，例如TI公司的芯片MSP430G，该MCU集成芯片集成了该充放电模块41、该电压侦测模块42及该控制模块43。在另一实施方式中，该无线通信模块51可集成于该监控单元40中。
本发明的防脱穿戴式设备通过在无线通信模块与铜箔之间串接一颗隔直电容器，使该设备的防脱功能及无线通信功能可共用同一块铜箔，从而可以节省该设备的内部空间，减少铜箔使用面积，降低生产成本。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种防脱穿戴式设备，包括：
一佩戴部件，该佩戴部件能够被佩戴于用户身体上；
一设于该佩戴部件内的铜箔，当该佩戴部件被佩戴于用户身体上时，该铜箔与用户的身体之间构成一感应电容器；
一无线通信模块及一隔直电容器，该隔直电容器电连接于该无线通信模块与该铜箔之间，该隔直电容器及该铜箔构成一无线通信天线，该无线通信模块、该隔直电容器及该铜箔构成一无线通信单元；及
一与该铜箔电连接的监控单元，该监控单元用于侦测该感应电容器的电性参数以判断该设备是否处于正常佩戴的状态，当判断该设备处于非正常佩戴的状态时，该监控单元控制该无线通信模块通过该无线通信天线将一通知信息发送至一监控终端。
2.如权利要求1所述的防脱穿戴式设备，其特征在于，该监控单元包括：
一与该铜箔电连接的充放电模块，用于给该感应电容器充放电，使该感应电容器的电量值保持稳定；
一与该铜箔电连接的电压侦测模块，用于侦测该铜箔表面的电压值；及
一与该电压侦测模块电连接的控制模块，该控制模块用于在该侦测的电压值大于一预设电压值时，判断该设备处于非正常佩戴的状态。
3.如权利要求2所述的防脱穿戴式设备，其特征在于，该设备还包括一定位模块，该通知信息为该设备的地理位置；
该控制模块分别与该定位模块及该无线通信模块电连接，该控制模块还用于在判断该设备处于非正常佩戴的状态时控制该定位模块确定该设备当前的地理位置，并控制该无线通信模块通过该无线通信天线将该设备的地理位置发送至该监控终端。
4.如权利要求3所述的防脱穿戴式设备，其特征在于，该定位模块为一全球定位***模块。
5.如权利要求1所述的防脱穿戴式设备，其特征在于，该隔直电容器的电容值为纳法级以上。
6.如权利要求1或2所述的防脱穿戴式设备，其特征在于，该监控单元为一MCU集成芯片。
7.如权利要求6所述的防脱穿戴式设备，其特征在于，该无线通信模块集成于该监控单元中。
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