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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201521029407.3 (22)申请日 2015.12.10 A61F 9/02(2006.01) A61B 5/024(2006.01) A61B 5/1455(2006.01) (73)专利权人 中国科学院深圳先进技术研究院 地址 518055 广东省深圳市南山区西丽大学 城学苑大道 1068 号 (72)发明人 赵国如 孙浩 李慧奇 宁运琨 谢高生 王磊 (74)专利代理机构 深圳市科进知识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 44316 代理人 郝明琴 (54) 实用新型名称 一种印刷电路板以及具有健康监测作用的登 山护目镜 。
2、(57) 摘要 本实用新型提供一种安装在护目镜夹臂内的 印刷电路板， 所述印刷电路板为狭长形以放置在 护目镜的夹臂内， 所述印刷电路板包括健康监测 器和微控制器， 所述健康监测器用于监测佩带护 目镜的用户的生命体征， 所述微控制器用于处理 所述健康监测器测得的数据。本实用新型还提供 了安装该印刷电路板的登山护目镜。本实用新型 在登山护目镜中增加了对人体生命体征参数的监 测功能， 减轻了登山的负重， 增强了登山的安全 性。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 205339294 U 2016.06.29 。
3、CN 205339294 U 1.一种印刷电路板， 安装在护目镜的夹臂中， 其特征在于： 所述印刷电路板为狭长形以 放置在所述护目镜的夹臂内， 所述印刷电路板包括健康监测器和微控制器， 所述健康监测 器用于监测佩带护目镜的用户的生命体征， 所述微控制器用于处理所述健康监测器测得的 数据。 2.如权利要求1所述的印刷电路板， 其特征在于： 所述健康监测器包括以下监测单元： 光电式心率监测传感器， 用于监测用户的脉率情况以及运动后脉率的恢复速度； 光电式血氧传感器， 用于监测用户的血氧值； 以及 数字压力传感器单元， 用于检测当前环境的海拔、 气压。 3.如权利要求2所述的印刷电路板， 其特征在于。
4、： 所述光电式心率监测传感器为LED型 反射式光电传感器， 工作波长为570nm。 4.如权利要求2所述的印刷电路板， 其特征在于： 所述光电式血氧传感器测量红外光和 红光的反射光， 发光波长符合脉搏血氧仪要求的波长范围。 5.如权利要求1所述的印刷电路板， 其特征在于： 所述微控制器内设有报警单元， 包括 蜂鸣器和震动器， 用于向用户或外界发出预警信号。 6.一种具有健康监测作用的登山护目镜， 其包括护目镜架和护目镜片， 所述护目镜架 具有第一夹臂和第二夹臂， 其特征在于： 所述第一夹臂内设有电源模块， 所述第二夹臂内设 有健康监测器和微控制器， 所述健康监测器用于监测佩带护目镜的用户的生命。
5、体征， 所述 微控制器用于处理所述健康监测器测得的数据； 所述电源模块为所述健康监测器和所述微 控制器提供电能。 7.如权利要求6所述的登山护目镜， 其特征在于： 所述健康监测器包括以下监测单元： 光电式心率监测传感器， 用于监测用户的脉率情况以及运动后脉率的恢复速度； 光电式血氧传感器， 用于监测用户的血氧值； 以及 数字压力传感器单元， 用于检测当前环境的海拔、 气压。 8.如权利要求7所述的登山护目镜， 其特征在于： 所述光电式心率监测传感器为LED型 反射式光电传感器， 工作波长为570nm； 所述光电式血氧传感器测量红外光和红光的反射 光， 发光波长符合脉搏血氧仪要求的波长范围。 9。
6、.如权利要求6所述的登山护目镜， 其特征在于： 所述微控制器内设有报警单元， 包括 蜂鸣器和震动器， 用于向用户或外界发出预警信号。 10.如权利要求6所述的登山护目镜， 其特征在于： 所述电源模块包括一个可充电的聚 合物锂电池和一个充电模块， 所述充电模块包括一个迷你USB和一个充电芯片。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 205339294 U 2 一种印刷电路板以及具有健康监测作用的登山护目镜 技术领域 0001 本实用新型涉及具有测量生命体征功能的运动设备领域， 尤其涉及一种安装在护 目镜夹臂内的印刷电路板以及具有健康监测作用的登山护目镜。 背景技术 0002 如今户外运动(如。
7、登山)已经成为很多人推崇的运动项目,但是这项运动的安全系 数较低， 从登山户外活动中事故发生的类型上看， 滑坠、 迷路、 失温、 猝死等发生频率较高， 而雪崩、 高山病等在高山上造成死亡的案例比例较高。 对于失温、 猝死、 高山病等这些自身 身体状况导致的死亡， 可以通过对登山人员生命体征(如血氧， 脉率)及周围的自然状况(如 海拔、 气压)指标的检测， 将这些隐患扼杀， 因此这种状况下需要一种便携设备来对这些生 命体征进行实时的检测， 防患于未然， 降低这项运动的危险性， 而登山镜是最常见的登山携 带设备。 0003 现有的登山镜的作用有： 1.过滤过强的光及紫外线以免对眼睛造成伤害； 2.。
8、防风， 防雾， 防刮擦， 改变透光率， 这些设计并未考虑登山过程中人体体征要素在整个运动过程的 重要性， 而可以检测生命体征的设备(如手环， 血氧检测腰包等)又需要登山人员携带， 增加 了运动负担。 实用新型内容 0004 本实用新型的目的在于， 解决传统的登山过程中无法监测用户生命体征的问题。 0005 本实用新型的目的是采用以下技术方案来实现的。 0006 一种安装在护目镜夹臂内的印刷电路板， 印刷电路板为狭长形以放置在护 目镜 的夹臂内， 印刷电路板包括健康监测器和微控制器， 健康监测器用于监测佩带护目镜的用 户的生命体征， 微控制器用于处理健康监测器测得的数据。 0007 本实用新型一。
9、实施例中， 健康监测器包括以下监测单元： 光电式心率监测传感器， 用于监测用户的脉率情况以及运动后脉率的恢复速度； 光电式血氧传感器， 用于监测用户 的血氧值； 以及数字压力传感器单元， 用于检测当前环境的海拔、 气压。 0008 本实用新型一实施例中， 光电式心率监测传感器为LED型反射式光电传感器， 工作 波长为570nm。 0009 本实用新型一实施例中， 光电式血氧传感器测量红外光和红光的反射光， 发光波 长符合脉搏血氧仪要求的波长范围。 0010 本实用新型一实施例中， 微控制器内设有报警单元， 包括蜂鸣器和震动器， 用于向 用户或外界发出预警信号。 0011 一种具有健康监测作用的。
10、登山护目镜， 其包括护目镜架和护目镜片， 护目镜架具 有第一夹臂和第二夹臂， 第一夹臂内设有电源模块， 第二夹臂内设有健康监测器和微控制 器， 健康监测器用于监测佩带护目镜的用户的生命体征， 微控制器用于处理健康监测器测 得的数据； 电源模块为健康监测器和微控制器提供电能。 说 明 书 1/4 页 3 CN 205339294 U 3 0012 本实用新型一实施例中， 健康监测器包括以下监测单元： 光电式心率监测传感器， 用于监测用户的脉率情况以及运动后脉率的恢复速度； 光电式血氧传感器， 用于监测用户 的血氧值； 以及数字压力传感器单元， 用于检测当前环境的海拔、 气压。 0013 本实用新。
11、型一实施例中， 光电式心率监测传感器为LED型反射式光电传感器， 工作 波长为570nm； 光电式血氧传感器测量红外光和红光的反射光， 发光波 长符合脉搏血氧仪 要求的波长范围。 0014 本实用新型一实施例中， 微控制器内设有报警单元， 包括蜂鸣器和震动器， 用于向 用户或外界发出预警信号。 0015 本实用新型一实施例中， 电源模块包括一个可充电的聚合物锂电池和一个充电模 块， 充电模块包括一个迷你USB和一个充电芯片。 0016 相较于现有技术， 本实用新型在登山护目镜中增加了对人体生命体征参数的监测 功能， 而登山护目镜是登山必备的设备， 因此不需要用户携带其他的监测或检测设备， 减轻。
12、 了登山的负重， 增强了登山的安全性； 在线医疗使用户能以专业的角度了解自身的身体状 况， 随时做出调整。 0017 上述说明仅是本实用新型技术方案的概述， 为了能够更清楚了解本实用新型的技 术手段， 而可依照说明书的内容予以实施， 并且为了让本实用新型的上述和其他目的、 特征 和优点能够更明显易懂， 以下特举较佳实施例， 并配合附图， 详细说明如下。 附图说明 0018 图1是本实用新型第一实施例提供的印刷电路板的示意图。 0019 图2是本实用新型第一实施例提供的印刷电路板的结构示意图。 0020 图3是本实用新型第二实施例提供具有健康监测作用的登山护目镜的示意图。 具体实施方式 0021。
13、 为了便于理解本实用新型， 下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描 述。 附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。 但是， 本实用新型可以以 许多不同的形式 来实现， 并不限于本文所描述的实施方式。 相反地， 提供这些实施方式的目的是使对本实用 新型的公开内容理解的更加透彻全面。 0022 除非另有定义， 本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领 域的技术人员通常理解的含义相同。 本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为 了描述具体的实施方式的目的， 不是旨在于限制本实用新型。 本文所使用的术语 “及/或” 包 括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。 002。
14、3 如图1和图2所示， 图1为本实用新型第一实施例提供的印刷电路板10的示意图， 图 2为印刷电路板10的结构系统示意图。 0024 本实用新型第一实施例提供一种安装在护目镜夹臂内的印刷电路板10， 印刷电路 板10为狭长形以放置在护目镜的夹臂内， 印刷电路板10包括健康监测器12和微控制器14。 0025 健康监测器12用于监测佩带护目镜的用户的生命体征。 微控制器14用于处理健康 监测器12测得的数据， 然后传送到智能终端(例如智能手机、 智能手表等)， 由在线医护人员 对采集到的异样指标分析处理并反馈给用户或相关人员。 说 明 书 2/4 页 4 CN 205339294 U 4 002。
15、6 健康监测器12包括以下监测单元： 光电式心率监测传感器121用于监测用户的脉 率情况以及运动后脉率的恢复速度； 光电式血氧传感器122用于监测用户的血氧值； 以及数 字压力传感器单元123用于检测当前环境的海拔、 气压。 0027 在本实施例中， 光电式心率监测传感器121为LED型反射式光电传感器， 型号为 LST1303， 其体积小， 使用发光波长为570nm的双绿光， 与红外光相比反射率更高， 能实现高 感度测量， 内部集成高科技纳米涂层环境检测传感器， 过滤不需要的光源， 减少由环境光源 干扰导致的误判动作， 准确率高， 可以监控 用户静息、 紧张、 运动时的脉率情况， 以及运动 。
16、后脉率的恢复速度， 这些数据有助于评估体能状态。 0028 光电式血氧传感器122的型号选用LST1308， 体积小， 测量红外光和红光的反射光， 发光波长符合脉搏血氧仪要求的波长范围， 所以测量精度很高， 可以及时提醒用户避免出 现缺氧状况。 血氧检测使用的是经过精密运算放大器LST221和A/D转换后将放大后的模拟 信号转化成数字信号， 最后由微控制器14对数字信号处理运算后得到对应的脉率、 血氧值。 0029 数字压力传感器单元123的型号为BMP085， 用于检测气压、 温度,由压阻传感器、 AD 转换器、 和EEPROM与IIC接口控制单元组成， 其功耗低， 在标准模式下电流可以低至。
17、5.7uA， 低功耗模式下分辨率为0.06hPa， 可以通过IIC总线直接与各种微处理器相连。 数字压力传 感器单元123输出的气压、 温度数值是没有进行校准的数值， 需要使用EEPROM里的校准数据 对数字压力传感器单元123输出的气压和温度数值进行校准才能使用。 其中EEPROM储存了 176位单独的校正数据， 这些数据包括用来校准零点输出和温度依赖性的校正数据以及传 感器的其他参数。 0030 微控制器14内设有微控芯片140； 报警单元141， 用于向用户或外界发出预警信号； 存储模块142， 用于存储数据； 蓝牙传输模块143， 用于传输数据； JTAG接口144； 以及电源管 理模。
18、块145。 0031 本实施例中微控芯片140的型号为STM32F407。 0032 当突发情况发生时， 微控制器14收到来自健康监测器12的信号， 对信号进行判断 后引发报警单元141发出预警信号。 报警单元141包括一个微型的蜂鸣器和震动器。 蜂鸣器 的体积可为5mm5mm1.8mm， 驱动电压为3V， 驱动电流为100Ma,振荡频率为4000Hz,在 10cm处的声压级(SPL)为70dB/min。 0033 请一并参阅图1、 图2和图3， 本实用新型第二实施例提供一种具有健康监测作用的 登山护目镜200， 其包括护目镜架21和护目镜片22。 0034 护目镜架21具有第一夹臂211和第。
19、二夹臂212， 第一夹臂211内设有电源模块30， 第 二夹臂212内设有本实用新型第一实施例提供的印刷电路板10。 印刷电路板10为狭长形以 便放入护目镜200的一个夹臂内。 0035 电源模块30为健康监测器12和微控制器14提供电能。 优选地， 电源模块30包括一 个可充电的聚合物锂电池31和一个充电模块32， 进一步地， 可将聚合物锂电池31单独放入 第一夹臂211内， 而将充电模块32设置在印刷电路板10上， 位于第二夹臂212内。 0036 聚合物锂电池31容量为240mAh， 电压为3.7V， 体积为25mm25mm12mm。 为了更高 效和方便地利用锂电池， 电源模块30中集成。
20、了充电模块32， 其主要由一个Mini USB 321和 一个充电芯片322(例如型号为TP4056的充电芯片)构成， 采用内部PMOSFET架构， 加上防倒 充电路， 所以不需要外部隔离二极管。 热反馈可对充电电流进行自动调节， 以便在大功率操 说 明 书 3/4 页 5 CN 205339294 U 5 作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。 充电电压固定于4.2V， 而充电电流可通过一 个电阻器进行外部设置。 当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值1/10时， 充电芯 片将自动终止充电循环。 0037 根据个人身体承受能力， 通过登山护目镜200中的微控制器14设定人体能承受的 脉。
21、率、 血氧、 海拔、 气压极限值， 当脉率超过或血氧超出极限值区间时， 发出警报， 登山用户 可以做出相应的对策， 来确保生命安全。 内置传感器采集到的指标还可以通过蓝牙把数据 传送给智能终端对应的APP应用， APP应用通过数据通信网络把数据传递到对应的数据处理 中心， 数据中心在接收到数据后进行业务逻辑处理， 对于一些异常指标数据可以按照业务 逻辑触发医务人员进行 进一步的分析处理后反馈给用户。 0038 数据传输使用BLE4.0技术， 使用的是TI公司推出的兼容蓝牙4.0低功耗标准的无 线收发芯片CC2540， 工作在全球开放的2.4GHz ISM频段。 数据传输模块提供USART接口技。
22、术 可以与MCU进行通信得到传感器检测得到的数据， 并将这些数据通过BLE协议栈发送给智能 终端。 0039 使用时， 登山者配戴护目镜200后， 打开电源模块30， 硬件部分开始工作， 健康监测 器12开始实时地检测各项指标得到一些数值， 经过微控制器14对这些数处理后发送给智能 终端(例如智能手机),由智能终端对数据进行处理得到具体的海拔、 气压、 温度、 脉率、 血氧 值。 智能终端再通过3/4G或者无线网络等把这些参数传给后台服务器， 在线医生对指标分 析处理反馈给用户， 让登山运动更加安全。 0040 以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。 应当指出的是， 对于本领域的普通 技术人员来说， 在不脱离本实用新型构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属 于本实用新型的保护范围。 因此， 本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说 明 书 4/4 页 6 CN 205339294 U 6 图1 图2 说 明 书 附 图 1/2 页 7 CN 205339294 U 7 图3 说 明 书 附 图 2/2 页 8 CN 205339294 U 8 。