本發明涉及智能穿戴設備領域，具體涉及一種旅游隨身健康終端。

背景技術：

隨著電子信息技術的快速發展，健康終端已非陌生的概念，各種可穿戴智能健康終端逐漸走進了人們的生活，為人們提供了日常的基本健康監測。

與此同時，隨著國民經濟持續增長和對外開放程度的逐步深化，我國旅游業蓬勃發展、亮點頻出，2015年以來，國內游市場實現平穩增長、出境游市場持續較快發展、入境游市場實現超預期增長。隨著旅游業的飛速發展，旅游已成為大眾最為普通的休閑方式，越來越多的人頻繁選擇出游。

技術實現要素：

發明要解決的問題

目前沒有專門針對經常旅游的用戶進行設計的健康終端，現有的健康終端基本上僅考慮了常規的人體健康指標監測，而鮮有對外界環境的監測或考慮用戶在使用健康終端時的不同運動狀態之下的相關參數差異。

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種旅游隨身健康終端，其特別適用于經常旅游的用戶，該健康終端不僅進行用戶的生理監測，同時還進行環境監測以及運動狀態監測，結合GPS模塊的設計，從而為用戶提供更多的相關指標監測及更為準確的預警提醒。

用于解決問題的方案

本發明提供一種旅游隨身健康終端，包括：中央處理模塊、傳感監測模塊、觸摸屏模塊、音頻模塊、GPS模塊、通信模塊以及電源模塊；其中，所述中央處理模塊分別與所述傳感監測模塊、所述觸摸屏模塊、所述音頻模塊、所述GPS模塊以及所述通信模塊相連接并用于對各模塊進行控制；所述傳感監測模塊包括生理監測模塊、環境監測模塊以及人體運動狀態監測模塊；所述生理監測模塊進一步包括心率傳感器和溫度傳感器，二者均設置于緊貼用戶的手臂皮膚處，所述心率傳感器采用光電容積描記法PPG測量心率，所述溫度傳感器用于監測用戶手臂體表的溫度變化，所述生理監測模塊將采集到的用戶的心率和溫度監測信息傳送至所述中央處理模塊；所述環境監測模塊進一步包括紫外線傳感器和空氣質量傳感器，監測的項目包括紫外線強度、涂料甲醛濃度及二手煙濃度，所述環境監測模塊將上述紫外線強度、涂料甲醛濃度及二手煙濃度的監測信息傳送至所述中央處理模塊，此外所述中央處理模塊還聯網實時同步PM2.5指數；所述人體運動狀態監測模塊進一步包括三軸加速度傳感器、陀螺測試儀和濕度傳感器，所述人體運動狀態監測模塊采集的信號傳送至所述中央處理模塊，以便所述中央處理模塊判斷用戶的以下運動狀態：乘車、睡眠、靜坐、跑步、游泳、爬山、走路；所述觸摸屏模塊用于進行相關數據的顯示以及接受用戶的輸入操作；所述音頻模塊包括揚聲器、麥克風以及分別與所述揚聲器和麥克風電連接的DSP處理芯片；所述GPS模塊用于對用戶的地理位置進行定位，并將所述用戶的地理位置信息傳送至所述中央處理模塊；所述通信模塊用于通過無線通信的方式與用戶的手機進行數據傳輸交換；所述電源模塊用于對以上各模塊進行供電。

進一步地，所述中央處理模塊包括主控MCU，所述主控MCU為ARM Cortex-M0內核藍牙SOC。

進一步地，所述空氣質量傳感器為TGS8100。

進一步地，所述觸摸屏模塊顯示的內容包括生理監測、環境監測、相關運動狀態、運動信息以及相關的提示信息；所述用戶的輸入操作包括參數的設置及緊急呼叫。

進一步地，所述揚聲器用于根據所述中央處理模塊的控制在必要時發出警報提示；所述DSP處理芯片用于對從所述麥克風傳輸的音頻信號進行編碼與解碼，并將處理后的音頻信號傳送至所述中央處理模塊進行分析，以便識別語音命令做出響應。

進一步地，所述中央處理模塊根據所述GPS模塊傳送的所述用戶的地理位置推送旅游信息、或結合所述用戶的地理位置信息判斷用戶的運動狀態。

進一步地，所述通信模塊采用藍牙通信方式。

進一步地，所述電源模塊(70)為太陽能電池或者可充電鋰電池。

發明的效果

根據本發明，一種旅游隨身健康終端，其主要功能包括：

1)緊急呼叫；

2)語音控制；

3)通用功能：時間顯示、鬧鐘提醒、日程安排；

4)智能功能：防丟功能和伙伴關系功能；

5)實時監控用戶運動情況：運動狀態(乘車、睡眠、靜坐、跑步、游泳、爬山、走路)判斷、計步、里程、卡路里消耗；

7)實時監控用戶生理狀況：心率、體溫；

8)實時進行環境監測：紫外線強度、甲醛和二手煙濃度、PM 2.5。

該旅游隨身健康終端通過上述功能從而為經常旅游的用戶提供了更為全面的監測功能以及更佳的使用體驗。

附圖說明

圖1是表示本發明的旅游隨身健康終端的整體硬件模塊組成；

圖2是表示本發明的旅游隨身健康終端的主要軟件功能模塊組成；

圖3是表示本發明的通用功能模塊實現的具體步驟；

圖4是表示本發明的智能功能模塊實現的具體步驟；

圖5是表示本發明的人體運動狀態監測模塊實現的具體步驟。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明進行進一步的詳細闡述。以下實施例僅用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

本發明的一種旅游隨身健康終端，其外形構造為手環或手表狀，如圖1所示，該旅游隨身健康終端1包括中央處理模塊10、傳感監測模塊20、觸摸屏模塊30、音頻模塊40、GPS模塊50、通信模塊60以及電源模塊70。

其中，中央處理模塊10包括主控MCU，中央處理模塊10分別與傳感監測模塊20、觸摸屏模塊30、音頻模塊40、GPS模塊50、通信模塊60相連并用于對各模塊進行控制。在具體應用中，主控MCU采用低功耗單片機，具體為ARM Cortex-M0內核藍牙SOC。

傳感監測模塊20包括生理監測模塊21、環境監測模塊22以及人體運動狀態監測模塊23。

生理監測模塊21包括心率傳感器211和溫度傳感器212，二者均設置于緊貼用戶的手臂皮膚處。心率傳感器211采用可穿戴設備上常用的心率測量方式——光電容積描記法PPG，其原理是依據手臂血管中的血液在血管活動中發作密度改動而導致透光率的改變，光敏傳感器能夠承受手臂肌膚的反射光并感測光場強度的改變并換算成心率。溫度傳感器212用于監測用戶手臂體表的溫度變化，手臂體表的溫度一般比身體實際溫度低5～10度。生理監測模塊21將采集到的用戶的心率和溫度監測信息傳送至中央處理模塊10，以便中央處理模塊10對其進行分析處理。

環境監測模塊22包括紫外線傳感器221和空氣質量傳感器222(具體為TGS8100)，監測的項目包括紫外線強度、涂料甲醛濃度及二手煙濃度。環境監測模塊22將上述紫外線強度、涂料甲醛濃度及二手煙濃度的監測信息傳送至中央處理模塊10，以便中央處理模塊10對其進行分析處理，此外中央處理模塊10還通過手機APP等實時同步PM 2.5指數。

人體運動狀態監測模塊23包括三軸加速度傳感器231、陀螺測試儀232和濕度傳感器233。人體運動狀態監測模塊23采集的信號傳送至中央處理模塊10，以便中央處理模塊10判斷用戶的以下運動狀態：乘車、睡眠、靜坐、跑步、游泳、爬山、走路，此外，還可實現計步、里程和卡路里消耗統計。

觸摸屏模塊30用于進行相關數據的顯示以及接受用戶的輸入操作。其中，顯示的內容包括生理監測(用戶的心率、溫度)、環境監測(紫外線強度、涂料甲醛濃度、二手煙濃度、PM 2.5指數)、相關運動狀態、運動信息(步數、里程、卡路里消耗)、相關的提示信息等。用戶的輸入操作包括參數的設置、緊急呼叫等。

音頻模塊40包括揚聲器41、麥克風42以及分別與揚聲器41和麥克風42電連接的DSP處理芯片43。其中，揚聲器41用于根據中央處理模塊10的控制在必要時發出警報提示。DSP處理芯片43用于對從麥克風42傳輸的音頻信號進行編碼與解碼，并將處理后的音頻信號傳送至中央處理模塊10進行分析，以便識別語音命令做出響應。

GPS模塊50用于對用戶的地理位置進行定位，并將用戶的地理位置信息傳送至中央處理模塊10，以便中央處理模塊10根據用戶的地理位置推送旅游信息、或結合用戶的地理位置信息判斷用戶的運動狀態。

通信模塊60用于通過無線通信的方式與用戶的手機等便攜式設備進行數據傳輸交換。在具體應用中，通信模塊60采用藍牙通信方式。

電源模塊70用于對以上各模塊進行供電。在具體應用中，電源模塊采用太陽能電池或者可充電鋰電池。

如圖2所示，為旅游隨身健康終端的主要軟件功能模塊，包括緊急呼叫模塊、語音服務模塊、通用功能模塊、智能功能模塊、人體運動狀態監測模塊以及生理及環境監測模塊。

其中，緊急呼叫模塊和語音服務模塊的啟動均響應于用戶的相應輸入。緊急呼叫模塊用于實現緊急呼叫功能，具體為調用通信模塊60連接手機呼出緊急求助電話。語音服務模塊用于實現語音服務功能，具體為調用音頻模塊40檢測用戶的語音輸入并執行相應的功能。

以下詳述通用功能模塊、智能功能模塊、人體運動狀態監測模塊以及生理及環境監測模塊的具體設計。

通用功能模塊用于實現旅游隨身健康終端的通用功能，包括時間顯示、鬧鐘提醒和日程安排。由于嵌入式系統采用時鐘芯片(RTC)/日歷芯片計時，從而導致累積誤差，所以必須隔一定周期進行校準。如圖3所示，為通用功能模塊實現的具體步驟，并簡述如下。

判斷是否需要時間校準，若是則執行校時程序；再判斷是否設置鬧鐘或鬧鐘提醒，若是則執行鬧鐘服務程序；接著判斷是否設置日程或日程提醒，若是則執行日程服務程序；最后調用時間日程顯示程序，顯示實時時間以及最新的鬧鐘、日程提醒。

智能功能模塊用于實現旅游隨身健康終端的智能功能，包括防丟功能和伙伴關系功能。如圖4所示，為智能功能模塊實現的具體步驟，并簡述如下。

判斷是否使用防丟功能，若是則調用防丟配置程序；再判斷是否使用伙伴關系功能，若是則調用伙伴關系配置程序；其中防丟配置程序中將用戶的健康終端與其本人的手機進行藍牙配對，伙伴關系配置程序中將健康終端與伙伴關系之間的其他若干健康終端之間進行藍牙配對。在防丟功能模式下，通過實時檢測藍牙信號，判斷健康終端與本人隨身攜帶的手機之間的距離，如果距離超出預定范圍，則通過觸摸屏模塊30顯示警報信息，并調用音頻模塊40中的揚聲器41發出相應的警報提示；同時還根據GPS模塊50獲取的地理位置信息，獲取手機的相應旅游信息推送，該旅游信息具體為用戶所在當前景區的地理位置特點、景點介紹、天氣預報、旅游注意事項等。在伙伴關系功能模式下，通過實時檢測藍牙信號，判斷伙伴關系的成員之間的距離，如果距離超出預定范圍，則通過觸摸屏模塊30顯示警報信息，并調用音頻模塊40中的揚聲器41發出相應的警報提示；若有尋呼請求，還可以進行伙伴關系成員之間的通話。

人體運動情況監測模塊用于實時進行用戶的運動狀態判斷以及進行運動相關的數據統計。如圖5所示，為人體運動情況監測模塊實現的具體步驟，并簡述如下。

步驟S1，采集三軸加速度傳感器231的數據，并判斷用戶是否處于運動狀態，如果用戶處于靜止狀態，則進入步驟S21，如果用戶處于運動狀態，則進入步驟S22。

步驟S21，利用GPS模塊50獲得的用戶的地理位置信息，如果位置改變，則判斷用戶處于乘車狀態，則進入步驟S211，如果位置未發生改變，則進入步驟S212。

步驟S212，利用三軸加速度傳感器231、陀螺測試儀232以及心率傳感器211的數據共同判斷用戶的身體姿態，如果用戶進入睡眠則進入步驟S2121，否則進入步驟S2122。

步驟S22，利用GPS模塊50獲得的用戶的地理位置信息，計算用戶的移動速度，基于移動速度的判斷，如果移動速度快則進入步驟S221，如果移動速度慢則進入步驟S222。

步驟S221，采集濕度傳感器233的數據，如果濕度超過閾值則進入步驟S2211，否則進入步驟S2212。

步驟S2212，利用三軸加速度傳感器231、陀螺測試儀232以及心率傳感器211的數據共同判斷用戶的身體姿態，如果用戶正在爬山則進入步驟S22121，否則進入步驟S22122。

步驟S211，開啟乘車狀態監控。

步驟S2121，開啟睡眠狀態監控。

步驟S2122，開啟靜坐狀態監控。

步驟S222，開啟跑步狀態監控，利用三軸加速度傳感器231的數據進行用戶步數的統計，經用戶確認后基于GPS模塊50的數據統計用戶的跑步里程以及基于該里程計算用戶的卡路里消耗。

步驟S2211，開啟游泳狀態監控。

步驟S22121，開啟爬山狀態監控。

步驟S22122，開啟走路狀態監控，利用三軸加速度傳感器231的數據進行用戶步數的統計，經用戶確認后基于GPS模塊50的數據統計用戶的走路里程以及基于該里程計算用戶的卡路里消耗。

生理及環境監測模塊用于實時進行用戶的生理狀況監測以及環境監測，并結合人體運動狀態監測模塊判斷得出的人體運動狀態進行合理預警。生理及環境監測模塊實現的具體步驟簡述如下。

利用生理監測模塊21采集用戶的生理狀況監測數據(心率和溫度信息)，利用環境監測模塊22采集環境監測數據(紫外線強度、涂料甲醛濃度及二手煙濃度，以及中央處理模塊10實時同步的PM 2.5指數)，通過觸摸屏模塊30顯示上述用戶的生理狀況監測數據以及環境監測數據；根據人體運動情況監測模塊所判斷出的用戶的實時運動狀態，每個運動狀態分別對應于不同的生理狀況監測數據正常范圍，若用戶的生理狀況監測數據中的任一個數據超出該實時運動狀態所對應的正常范圍，則進一步通過觸摸屏模塊30顯示警報信息，并調用音頻模塊40中的揚聲器41發出相應的警報提示；根據人體運動情況監測模塊所判斷出的用戶的實時運動狀態，除了睡眠狀態，每個運動狀態分別對應于不同的環境監測數據正常范圍，若環境監測數據中的任一個數據超出該實時運動狀態所對應的正常范圍，則通過觸摸屏模塊30顯示警報信息，并調用音頻模塊40中的揚聲器41發出相應的警報提示。