CN105790783A - 用于景区的群体运动手环*** - Google Patents

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黄武
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Abstract

本发明公开了一种用于景区的群体运动手环***，具备如下功能；与门禁***配合可以进行身份识别，区分常住居民和游客；景区内通过支付终端可实现手环消费；位置定位（GPS定位+GPRS通信，或者wifi定位和通信），危险区域预警：位置定位信息可发到景区控制中心，控制中心可向手环发送危险区域预警，并通过手环振动和固定文字信息等提示用户；紫外线监测：可定时测量环境中的紫外线。

Description

用于景区的群体运动手环***
技术领域
本发明涉及一种运动手环***，尤其是一种用于景区的群体运动手环***。
背景技术
专利号201420693982.2公开了一种智能手环，它包括透镜面板、框体和有机发光二极管显示屏，它还包括RFID标签，该RFID标签设于框体中间，所述RFID标签中间设置有机发光二极管显示屏。
201520127171.0公开了一种多功能智能手环，包含手环及电子电路，手环包括环体部及环带部，环体部两侧具有延伸部并设有摄像头、充电端口、显示器及操作键；环带部具有扣接部及其与两侧延伸部相连接的结合部；电子电路封装于环体部体内并包括电源单元及其由电源单元供电的处理单元、储存单元、监测单元、输入单元、输出单元、摄像单元以及蓝牙模块，蓝牙模块与外部通讯设备相连；处理单元分别与储存单元、摄像单元及蓝牙模块双向相连，同时也分别与监测单元、输入单元及输出单元单向相连。
目前，智能手环属于一种具备时钟、闹钟、运动记步、睡眠记录等功能的设备，现有的智能手环有的具备单一实现通话、GPS功能，且单一产品功能在主动测量相关数据且实施操控时，还没有得到有效的整合。但随着电子通讯的发展，通过云端服务器进行数据的远程共享也成了电子设备的一大趋势，所以本申请人针对现有手环产品功能单一，缺乏实际生活与应用的缺点，提供一种用于景区的群体运动手环***，具备如下功能；与门禁***配合可以进行身份识别，区分常住居民和游客；景区内通过支付终端可实现手环消费；位置定位（GPS定位+GPRS通信，或者wifi定位和通信），危险区域预警：位置定位信息可发到景区控制中心，控制中心可向手环发送危险区域预警，并通过手环振动和固定文字信息等提示用户；紫外线监测：可定时测量环境中的紫外线。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，在此提供一种用于景区的群体运动手环***，具备如下功能；与门禁***配合可以进行身份识别，区分常住居民和游客；景区内通过支付终端可实现手环消费；位置定位（GPS定位+GPRS通信，或者wifi定位和通信），危险区域预警：位置定位信息可发到景区控制中心，控制中心可向手环发送危险区域预警，并通过手环振动和固定文字信息等提示用户；紫外线监测：可定时测量环境中的紫外线。
本发明是这样实现的，构造一种用于景区的群体运动手环***，其特征在于：该***具有运动手环；该运动手环能够与景区门禁***配合进行身份识别，用于区分常住居民和游客，游客在进出景区时用手环在门前终端刷卡方可通行；
该运动手环能够与刷卡终端配合完成景区内商品消费，购买者使用手环刷卡扣除相应费用；
运动手环能够与景区内控制中心通信，控制中心能收到每个游客手环发过来的定位信息并在屏幕上显示，当出现游客进入危险区域时，控制中心会向游客手环发送预警指令提示游客离开危险区域；并通过手环振动和固定文字信息等提示用户。
根据本发明所述用于景区的群体运动手环***，其特征在于：运动手环具有MCU模块；
电源芯片A，输出1.8V；
电源芯片B，输出3.0V；
GPRS模块，能够语音通话、数据传输、基站定位；
GPS模块，能够GPS定位；
蓝牙模块，可与支持4.0蓝牙的手机进行数据交换；
OLED显示屏；
按键模块；
实时时钟芯片；
紫外线传感器；可定时测量环境中的紫外线
加速度传感器；
以及马达。
运动手环的电池部分分别与电源芯片A、电源芯片B连接，电源芯片A、电源芯片B与GPS模块、MCU模块连接；MCU模块分别与GPRS模块和GPS模块连接，MCU模块还与蓝牙模块、OLED显示屏、按键模块、实时时钟芯片、紫外线传感器、加速度传感器、马达、NFC连接；咪头与GPRS模块连接，GPRS模块与受话器、SIM卡连接。
根据本发明所述用于景区的群体运动手环***，其特征在于：门前终端、刷卡终端采用如下结构；包括MCU模块；MCU模块与NFC（NFC模块是进场通信，就是小区业主卡、公交卡这种通信方式）之间通过串口连接；MCU模块与PAD之间通过USB连接，MCU模块还与蜂鸣器和指示灯连接。
本发明的优点在于：本发明具备如下功能：
1、门禁***：可以进行身份识别，区分常住居民和游客；
2、景区内通过支付终端可实现手环消费；
3、位置定位（GPS定位+GPRS通信，或者wifi定位和通信），危险区域预警：位置定位信息可发到景区控制中心，控制中心可向手环发送危险区域预警，并通过手环振动和固定文字信息等提示用户；
4、紫外线监测：可定时测量环境中的紫外线；
5、运动量统计、睡眠监测：可统计步行步数、消耗卡路里以及睡眠分期；
6、大数据功能：景区内各景点流量统计；
7、IPX6防水。
附图说明
图1是本发明手环主要功能示意图
图2是景区门口刷卡闸机示意图
图3是景区门口刷卡门禁示意图
图4是景区内消费刷卡示意图
图5是位置定位/危险区域预警示意图
图6是手环方案框图
图7是门禁终端/支付终端框图
图8是蓝牙模块BLE工作流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图1-8对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进提供一种用于景区的群体运动手环***，可以按照如下方式予以实施；该***具有运动手环100；该运动手环100能够与景区门禁***配合进行身份识别，用于区分常住居民和游客，游客在进出景区时用手环在门前终端200刷卡方可通行；
该运动手环能够与刷卡终端300配合完成景区内商品消费，购买者使用手环刷卡扣除相应费用；
运动手环能够与景区内控制中心通信，控制中心能收到每个游客手环发过来的定位信息并在屏幕上显示，当出现游客进入危险区域时，控制中心会向游客手环发送预警指令提示游客离开危险区域；并通过手环振动和固定文字信息等提示用户。
运动手环100具有MCU模块101；
电源芯片A102，输出1.8V；
电源芯片B103，输出3.0V；
GPRS模块104，能够语音通话、数据传输、基站定位；
GPS模块105，能够GPS定位；
蓝牙模块106，可与支持4.0蓝牙的手机进行数据交换；
OLED显示屏107；
按键模块108；
实时时钟芯片109；
紫外线传感器110；可定时测量环境中的紫外线
加速度传感器111；
以及马达112。
运动手环的电池部分分别与电源芯片A102、电源芯片B103连接，电源芯片A102、电源芯片B103与GPS模块105、MCU模块101连接；MCU模块101分别与GPRS模块104和GPS模块105连接，MCU模块101还与蓝牙模块106、OLED显示屏107、按键模块108、实时时钟芯片109、紫外线传感器110、加速度传感器111、马达112、NFC116连接；咪头113与GPRS模块104连接，GPRS模块104与受话器114、SIM卡115连接。
门前终端200、刷卡终端300采用如下结构；
包括MCU模块201；MCU模块201与NFC202之间通过串口连接；MCU模块201与PAD203之间通过USB连接，MCU模块201还与蜂鸣器204和指示灯205连接
本发明具备如下功能：
1、门禁***：可以进行身份识别，区分常住居民和游客；
2、景区内通过支付终端可实现手环消费；
3、位置定位（GPS定位+GPRS通信，或者wifi定位和通信），危险区域预警：位置定位信息可发到景区控制中心，控制中心可向手环发送危险区域预警，并通过手环振动和固定文字信息等提示用户；
4、紫外线监测：可定时测量环境中的紫外线；
5、运动量统计、睡眠监测：可统计步行步数、消耗卡路里以及睡眠分期；
6、大数据功能：景区内各景点流量统计；
7、IPX6防水。
下面对本发明功能需求进行详细说明：
图1是手环主要功能需求示意图；
总结起来为图1五大功能，具有门禁、运动数据功能，具有景区内支付功能，环境监测部分为紫外线监测，还具有定位和区域预警功能，可以采用GPS+GPRS方案，考虑到景区内覆盖wifi，也可考虑wifi定位和通信方式。
图2为景区门口刷卡闸机示意图；游客在进出景区时用手环在门前终端刷卡方可通行。
图3为景区门口刷卡门禁示意图；游客在进出景区时用手环在门前终端刷卡方可通行。
图4为景区内消费刷卡示意图；选好商品后，商家（或者工作人员）可以在刷卡终端根据商品输入费用，购买者再使用手环刷卡扣除相应费用。
图5为位置定位/危险区域预警示意图；图5中，控制中心能收到每个游客手环发过来的定位信息并在屏幕上显示，当出现游客进入危险区域时，控制中心会向游客手环发送预警指令提示游客离开危险区域。
图6为手环方案框图，图中:
MCU：单片机。
LDO‐1.8：电源芯片，输出1.8V。
LDO‐3.0V：电源芯片，输出3.0V。
GPRS：GPRS模块，可语音通话、数据传输、基站定位。
GPS：GPS模块，可GPS定位。
BLE：蓝牙4.0，可与支持4.0蓝牙的手机进行数据交换。
OLED：OLED显示屏。
KEY：按键。
RTC：实时时钟芯片。
UV：紫外线传感器。
ACC：加速度传感器。
MCU：
串口1：控制GPRS模块，与GPRS模块通信交换数据。
串口2：控制GPS模块，与GPS模块通信交换数据。
串口3：控制zigbee模块，与zigbee模块通信交换数据。
串口4：控制蓝牙芯片，与蓝牙芯片通信交换数据。
I2C：控制OLED显示；控制RTC芯片，与RTC芯片通信交换数据；控制气压传感器芯片，与气压传感器通信交换数据；控制加速度传感器芯片，与加速度传感器芯片通信交换数据。
IO口：控制振动马达；控制***电路供电；获取按键等输入信息。
ADC：获取电池电压，从而换算出当前电池剩余电量。
BLE：内置4.0蓝牙协议栈，负责和手机进行蓝牙连接和数据传输，并将收到的数据或者要发送的数据通过串口和MCU进行交换。
GPS：可通过MCU引脚控制GPS模块启停，模块正常工作会以固定频率经串口输出NMEA格式定位信息，经过MCU解析信息命令后可供LCD显示及另一串口发送至GPRS模块上传至服务器。
GPRS：可通过MCU引脚控制GPRS模块启停。模块正常工作时，实现语音通话借助咪头，受话器与SIM卡，采用串口传输相关AT指令实现电话拨打与接听功能（如LCD为触摸屏用户可通过触摸屏操作实现电话拨打与接听）。GPRS网络数据传输主要通过AT指令实现网络通信传输流程，将有用数据（GPS数据）至指定远端服务器。
基站辅助定位，在模块具备GPRS网络传输功能时，通过专用定位AT指令，可以实现定位功能，一方面为GPS模块定位提供参考位置，实现快速定位，另一方面在室内等无卫星信号环境下时GPS模块无法定位，此信息可作为临时位置信息。
加速度传感器（ACC）：三轴加速度传感器，采用I2C与MCU通信，采样率100Hz，三轴加速度信号融合后进行计步算法处理后得到步数、步行速度、步行距离、消耗卡路里等信息。
紫外线传感器（UV）:低功耗紫外线传感器，测量输出范围0‐15UV等级。
RTC：自带晶振和温补的RTC芯片，低功耗小尺寸，通过I2C与MCU通信。
显示屏：通过I2C接口接收来自MCU的指令，完成显示。
振动马达：MCU通过IO口控制MOS管通断继而控制振动马达通断，马达通电则振动，
不通电则停止振动。
PAD：MCU与平板通过USB接口通信，将采集数据暂存于平板，然后平板通过
WIFI或网口连接互联网最终将数据上传于服务器存储与分析。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种用于景区的群体运动手环***，其特征在于：该***具有运动手环（100）；该运动手环（100）能够与景区门禁***配合进行身份识别，用于区分常住居民和游客，游客在进出景区时用手环在门前终端（200）刷卡方可通行；
该运动手环能够与刷卡终端（300）配合完成景区内商品消费，购买者使用手环刷卡扣除相应费用；
运动手环能够与景区内控制中心通信，控制中心能收到每个游客手环发过来的定位信息并在屏幕上显示，当出现游客进入危险区域时，控制中心会向游客手环发送预警指令提示游客离开危险区域；并通过手环振动和固定文字信息等提示用户。
2.根据权利要求1所述用于景区的群体运动手环***，其特征在于：运动手环（100）具有MCU模块（101）；
电源芯片A（102），输出1.8V；
电源芯片B（103），输出3.0V；
GPRS模块（104），能够语音通话、数据传输、基站定位；
GPS模块（105），能够GPS定位；
蓝牙模块（106），可与支持4.0蓝牙的手机进行数据交换；
OLED显示屏（107）；
按键模块（108）；
实时时钟芯片（109）；
紫外线传感器（110）；可定时测量环境中的紫外线
加速度传感器（111）；
马达（112）；
运动手环的电池部分分别与电源芯片A（102）、电源芯片B（103）连接，电源芯片A（102）、电源芯片B（103）与GPS模块（105）、MCU模块（101）连接；MCU模块（101）分别与GPRS模块（104）和GPS模块（105）连接，MCU模块（101）还与蓝牙模块（106）、OLED显示屏（107）、按键模块（108）、实时时钟芯片（109）、紫外线传感器（110）、加速度传感器（111）、马达（112）、NFC（116）连接；咪头（113）与GPRS模块（104）连接，GPRS模块（104）与受话器（114）、SIM卡（115）连接。
3.根据权利要求1所述用于景区的群体运动手环***，其特征在于：门前终端（200）、刷卡终端（300）采用如下结构；包括MCU模块（201）；MCU模块（201）与NFC（202）之间通过串口连接；MCU模块（201）与PAD（203）之间通过USB连接，MCU模块（201）还与蜂鸣器（204）和指示灯（205）连接。
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