TWI624747B - 防脫穿戴式設備 - Google Patents

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Abstract

一種防脫穿戴式設備包括佩戴部件、設於該佩戴部件內的銅箔、無線通訊模組及與該銅箔電連接的監控單元。當該佩戴部件被佩戴於使用者身體上時，該銅箔與使用者的身體之間構成一感應電容器。該無線通訊模組與該銅箔之間電連接有一隔直電容器，該隔直電容器及該銅箔構成一無線通訊天線。該監控單元用於偵測該感應電容器的電性參數以判斷該設備是否處於正常佩戴的狀態，當判斷該設備處於非正常佩戴的狀態時，該監控單元控制該無線通訊模組通過該無線通訊天線將一通知資訊發送至一監控終端。

Description

防脫穿戴式設備
本發明涉及定位設備，特別涉及一種具有防脫穿戴式設備。
目前市場上出現一些定位兒童等弱勢群體的手環、手錶等穿戴式設備，此類設備需要一直佩戴在手腕上，一旦兒童將其脫下，或者不慎丟失，此類設備可發送資訊通知家長，這種功能就稱作“防脫”。
目前穿戴式設備實現防脫功能主要有兩種做法，一是使用接近感測器，此種做法需要一直開啟接近感測器內部的紅外發射器，因此耗電量較大。然而，在空間受限的手環或手錶中，電池容量通常很小，因此穿戴式設備容易斷電而無法正常使用。還有一種做法是使用電容式觸摸感測器，這種做法需要採用一塊大面積的銅箔，且銅箔面積越大，靈敏度越高。然而，此類設備的無線通訊功能的實現同樣需要採用一塊大面積的接地銅箔作為天線延長地，而實現防脫功能的銅箔卻不能接地。也就是說，在此類設備上需要使用兩塊大面積的銅箔來同時實現防脫及無線通訊功能，不利於穿戴式設備的小型化設計。
有鑒於此，有必要提出一種防脫穿戴式設備，以解決上述問題。
一種防脫穿戴式設備，包括佩戴部件、設於該佩戴部件內的銅箔、無線通訊模組、隔直電容器及與該銅箔電連接的監控單元。該佩戴部件能夠被佩戴於使用者身體上。當該佩戴部件被佩戴於使用者身體上時， 該銅箔與使用者的身體之間構成一感應電容器。該隔直電容器電連接於該無線通訊模組與該銅箔之間，該隔直電容器及該銅箔構成一無線通訊天線。該監控單元用於偵測該感應電容器的電性參數以判斷該設備是否處於正常佩戴的狀態，當判斷該設備處於非正常佩戴的狀態時，該監控單元控制該無線通訊模組通過該無線通訊天線將一通知資訊發送至一監控終端。
本發明的防脫穿戴式設備通過在無線通訊模組與銅箔之間串接一顆隔直電容器，使該設備的防脫功能及無線通訊功能可共用同一塊銅箔，從而可以節省該設備的內部空間，減少銅箔使用面積，降低生產成本。
100‧‧‧防脫穿戴式設備
20‧‧‧佩戴部件
30‧‧‧感應電容器
31‧‧‧銅箔
40‧‧‧監控單元
41‧‧‧充放電模組
42‧‧‧電壓偵測模組
43‧‧‧控制模組
50‧‧‧無線通訊天線
51‧‧‧無線通訊模組
52‧‧‧隔直電容器
60‧‧‧定位模組
圖1是本發明一實施方式中的防脫穿戴式設備的示意圖。
圖2是圖1中的防脫穿戴式設備的結構模組示意圖。
請參閱圖1，提供一種防脫穿戴式設備100(以下簡稱設備100)，該設備100包括但不限於一佩戴部件20，例如錶帶，該佩戴部件20能夠被佩戴於使用者身體上，例如手腕或脖子上。
在本實施方式中，該設備100還包括一設於該佩戴部件20內且具有預定面積S的銅箔31。請參閱圖2，當該佩戴部件20被佩戴於使用者身體上時，該銅箔31與使用者的身體之間構成一感應電容器30，即該銅箔31構成該感應電容器30的其中一個電極，使用者的身體構成該感應電容器30的另一個電極。
該設備100還包括一與該銅箔31電連接的監控單元40，該監控單元40用於偵測該感應電容器30的電性參數以判斷該設備100是否處於正常佩戴的狀態。
在本實施方式中，該監控單元40包括一充放電模組41、一電壓偵測模組42及一控制模組43，該充放電模組41及該電壓偵測模組42分別與該銅箔31電連接，該充放電模組41用於給該感應電容器30充放電，使該感應電容器30的電量值Q保持穩定。該電壓偵測模組42用於偵 測該銅箔31表面的電壓值V。該控制模組43與該電壓偵測模組42電連接，該控制模組43用於在該偵測的電壓值大於一預設電壓值時，判斷該設備100處於非正常佩戴的狀態。
具體地，根據電容值C的計算公式：C=ε*ε0*S/d，其中，ε為相對介電常數，ε0為真空介電常數，S為該銅箔31的預定面積，d為兩電極，即該銅箔31與使用者身體之間的間距，及根據電量值Q的計算公式：Q=C*V=ε*ε0*S*V/d，可見，在電量值Q、相對介電常數ε、真空介電常數ε0及該銅箔31的預定面積S均保持不變的情況下，該銅箔31表面的電壓值V的大小與兩電極之間的間距d成正比，兩電極之間的間距d的變化會導致該電壓值V隨之變化。
當兒童正常佩戴該設備100時，該銅箔31靠近使用者身體，兩電極之間的間距d較小，電壓值V較小；反之，當兒童摘下該設備100時，該銅箔31遠離使用者身體，兩電極之間的間距d變大，電壓值V隨之變大。如此，該控制模組43通過該電壓偵測模組42偵測到的該銅箔31表面的電壓值V的大小即可判斷該設備100是否正常佩戴。
在本實施方式中，該設備100還包括一無線通訊模組51及一隔直電容器52。該隔直電容器52電連接於該無線通訊模組51與該銅箔31之間。該隔直電容器52及該銅箔31構成一無線通訊天線50，該無線通訊模組51、該隔直電容器52及該銅箔31構成一無線通訊單元，例如GSM(Global System for Mobile Communications，全球移動通信系統)模組、WiFi模組或藍牙模組等。在本實施方式中，該無線通訊模組51為一射頻模組，該無線通訊天線50為一射頻天線。
當判斷該設備100處於非正常佩戴的狀態時，該控制模組43控制該無線通訊模組51通過該無線通訊天線50將一通知資訊發送至一監控終端(圖未示)，例如一伺服器或家長的手機。
在本實施方式中，該隔直電容器52的電容值為納法(nF)級以上。由於該無線通訊天線50接收的是高頻信號，例如GSM信號的頻率為850MHz/900MHz，WiFi信號的頻率為2.45GHz，不能有直流信號，而nF級以上的隔直電容器52不僅不會對該頻段的信號產生影響，還能夠完全隔斷該銅箔31上的電壓信號。因此，在該無線通訊模組51與該銅箔 31之間串接一顆nF級以上的隔直電容器52不會影響無線通訊信號，例如GSM信號或WiFi信號等的接收和發射，即不會影響該無線通訊天線50的性能，同時又能滿足防脫功能需要採集該銅箔31表面的電壓值的需求。
在本實施方式中，該設備100還包括一定位模組60，該定位模組60為一GPS(Global Positioning System，全球定位系統)模組。該通知資訊為該設備100的地理位置。該控制模組43與該定位模組60及該無線通訊模組51電連接，用於在判斷該設備100處於非正常佩戴的狀態時控制該定位模組60確定該設備100當前的地理位置，並控制該無線通訊模組51通過該無線通訊天線50將該設備100的地理位置發送至該監控終端。
在本實施方式中，該監控單元40為一MCU集成晶片，例如TI公司的晶片MSP430G，該MCU集成晶片集成了該充放電模組41、該電壓偵測模組42及該控制模組43。在另一實施方式中，該無線通訊模組51可集成於該監控單元40中。
本發明的防脫穿戴式設備通過在無線通訊模組與銅箔之間串接一顆隔直電容器，使該設備的防脫功能及無線通訊功能可共用同一塊銅箔，從而可以節省該設備的內部空間，減少銅箔使用面積，降低生產成本。
對於實施例中所闡述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干的變形和改進，這些也應該視為屬於本發明的保護範圍之內。

Claims (7)

  1. 一種防脫穿戴式設備，包括：一佩戴部件，該佩戴部件能夠被佩戴於使用者身體上；一設於該佩戴部件內的銅箔，當該佩戴部件被佩戴於使用者身體上時，該銅箔與使用者的身體之間構成一感應電容器；一無線通訊模組及一隔直電容器，該隔直電容器電連接於該無線通訊模組與該銅箔之間，該隔直電容器及該銅箔構成一無線通訊天線，該無線通訊模組、該隔直電容器及該銅箔構成一無線通訊單元；及一與該銅箔電連接的監控單元，該監控單元用於偵測該感應電容器的電性參數以判斷該設備是否處於正常佩戴的狀態，當判斷該設備處於非正常佩戴的狀態時，該監控單元控制該無線通訊模組通過該無線通訊天線將一通知資訊發送至一監控終端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之防脫穿戴式設備，其中，該監控單元包括：一與該銅箔電連接的充放電模組，用於給該感應電容器充放電，使該感應電容器的電量值保持穩定；一與該銅箔電連接的電壓偵測模組，用於偵測該銅箔表面的電壓值；及一與該電壓偵測模組電連接的控制模組，該控制模組用於在該偵測的電壓值大於一預設電壓值時，判斷該設備處於非正常佩戴的狀態。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之防脫穿戴式設備，其中，該設備還包括一定位模組，該通知資訊為該設備的地理位置；該控制模組分別與該定位模組及該無線通訊模組電連接，該控制模組還用於在判斷該設備處於非正常佩戴的狀態時控制該定位模組確定該設備當前的地理位置，並控制該無線通訊模組通過該無線通訊天線將該設備的地理位置發送至該監控終端。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之防脫穿戴式設備，其中，該定位模組為一全球定位系統模組。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之防脫穿戴式設備，其中，該隔直電容器的電容值為納法級以上。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之防脫穿戴式設備，其中，該監控單元為一MCU集成晶片。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之防脫穿戴式設備，其中，該無線通訊模組集成於該監控單元中。
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