[发明专利]基于NB-IoT的智能可穿戴设备

说明书

本发明公开了一种基于NB‑IoT的智能可穿戴设备，它由电源模块，串口通信电路模块，电源状态信号监测电路模块，电池充电电路模块，GPS定位模块，RF天线模块，USIM卡电路模块七部分组成。左侧设备基于窄带物联网芯片设计，采用BC20作为设备的主控芯片，用于控制设备接入网络，选择性获取GPS定位信息，并可与右侧电信云平台进行通信。同时为了使设备体积小、功耗低以及性能可靠，本发明将GPS和RF设计为板载模式，选取超低功耗的元件，加入静电保护电路，提高了该设备的实用性和稳定性。

技术领域

本发明研发了一种基于窄带物联网模块的智能可穿戴设备，该设备主要用于穿戴者的定位与被定位以及求救与防丢失。该设备涉及的技术主要有NB-IoT系统开发领域、OpenCPU开发领域以及物联网系统搭建领域。

背景技术

目前，我国已处于人口老龄化阶段，全国60岁以上的老年人口在2050年将接近5亿，约占我国总人口的1/3，约占世界老年人口的1/4。其中，独居老人占了很大一部分比例。由于大多数老年人的身体状况较差而且行动不是很便利，出行容易受到自身以及外界因素的影响。我国日益严峻的人口老龄化趋势，使得国家和社会人群对老年人的关注度越来越高，不仅在生活质量和卫生医疗方面受到重视，在精神和情感方面的关注也渐渐重视起来，现在的年轻人大都忙于工作很少有时间去关注和照顾家里的老人，更别提一直陪伴在老人身边。因此，如何在兼顾工作的同时能更好的关注老人的生活是人们迫切需要解决的问题。

近些年，随着科技的发展与进步，以及物联网相关技术的成熟与普及，可穿戴设备已经渐渐融入到生活中，以其功能齐全、方便携带、信息传递速度快、操作简单等优势在解决当下老年人出行和生活里发生不可意料的事件中发挥了重要作用，为年轻人关注老人的同时兼顾工作带来了可能。

窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支，NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式，与现有网络共存。可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoT具备四大特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力；二是具备支撑连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。除此之外，NB-IoT在开发阶段也比较容易，可扩展性非常大，能够与目前大多数主流嵌入式设备进行联合开发，亦可以对其自身进行二次开发，大大降低了开发难度提高了开发效率。

由上可见，将NB-IoT技术运用到智能可穿戴设备上可有效提升目前可穿戴设备的性能，改进和弥补现有物联网穿戴设备在开发和使用上的不足。因此，基于NB-IoT的智能可穿戴设备的研发是一个新颖的、可行的、有价值的项目发明。

发明内容

针对老年人出行佩戴智能可穿戴设备可以提高老人的安全性以及自身自我救助的及时性，从而有效保障老人出行活动路径能够被知晓，以及发生意外后能够及时发送救助信号；针对企业生产智能可穿戴设备时要考虑成本、功耗以及信号覆盖范围和信号质量，以及对设备的监控和升级维护等。本发明设计了一款基于NB-IoT的智能可穿戴设备。发明的主要内容包括电源模块、串口通信电路模块、电源状态信号监测电路模块、电池充电电路模块、灯带指示电路模块、GPS定位模块、定位信息发送模块、USIM卡连接电信云平台模块等多个部分组成。发明的具体内容如下：