王海灵

摘要： 目前市面上还未有量产按摩耳机。本设计为头戴式多功能醒脑仪，具有缓解疲劳，提神醒脑，测量体温的功能，是一款集耳机和按摩仪于一身的仪器。本设备可以通过蓝牙用手机控制来调节按摩头部的频率，同时带有监测模块，防止过度按摩带来的不适。使用户可以方便地享受按摩和听歌的乐趣。 我们的设计拥有自动记录用户喜欢的按摩频率的功能，使设备更加智能化灵活调节按摩频率，非常人性化。我们以STC89C52RC单片机为控制中心，以蓝牙模块为控制输入，在头戴式耳机的两侧加入震荡元件，使其能够振动按摩，在震荡片上加入贴片式温度传感器DS18B20，用以测量太阳穴附近的体温，并显示在液晶显示器LCD1602上，以及时反映头部的体温状况。

Abstract： There are no mass-produced massage headphones on the market. This design is a head-worn multifunctional wake-up instrument， which has the function of relieving fatigue， refreshing， and measuring body temperature. It is an instrument that combines a headphone and a massage device. The device can be used to control the frequency of the massage head through the Bluetooth mobile phone control， and at the same time with a monitoring module to prevent discomfort caused by excessive massage， which makes it easy for users to enjoy massages and songs. The design has the function of automatically recording the user's favorite massage frequency， making the device more intelligent and flexible to adjust the frequency of massage， very user-friendly. It uses the STC89C52RC microcontroller as the control center and the Bluetooth module as the control input， and adds the oscillating components to the two sides of the headset to enable it to vibrate and massage. The SMD type temperature sensor DS18B20 is added to the oscillating plate to measure body temperature near the temple， the body temperature is displayed on the liquid crystal display LCD 1602， and the temperature condition of the head is reflected.

關键词： 多功能按摩仪;耳机;蓝牙;自我监测

Key words： multifunctional massage instrument;headset;Bluetooth;self-monitoring

中图分类号：TP212.9 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）13-0129-02

0 引言

人们在长时间使用耳机播放音频后，尤其是在工作和学习中，对头部的负荷很大，会产生较大的疲劳感和不适感，不利于用户工作与学习。 而按摩仪只有一个按摩的功能不能满足用户的双重需要且按摩仪体积较大不方便使用者携带。若用户使用耳机的同时需要进行放松，就需要同时使用耳机和按摩仪，不仅增加了头部的负重，也给生活带来了不便。基于以上不足，我们对设备进行了改进。本设备可以调节按摩频率，使用户可根据自己的需要调节按摩力度。本设备同时还有自我监测模块，不会使用户感到按摩过度，能为用户提供温馨舒适的耳机体验和按摩体验。同时用户在享受按摩和听歌的时候依旧能够进行工作或学习，不耽误紧急而又繁重的工作。

在生活中，耳机是人们必不可少的贴身物品，音乐也是人们的乐趣，特别对于年轻人和老人，音乐可以使人感到舒心，在学习上，耳机也是必不可少的学习工具，音乐有助于学习，但当长时间带耳机时，会使人的两耳不能呼吸，最终使得人感到头晕，当在这时在头戴式耳机旁加入震荡按摩仪，在人感到疲劳时，开启震荡按摩仪，会缓解头部疼痛和听音乐带来的不适。而且震荡按摩多功能醒脑仪的头戴式耳机容易携带，让人可以在任何时间任何地点感受到震荡按摩多功能醒脑仪的头戴式耳机带来的舒适和精神上的放松。不仅如此，震荡按摩多功能醒脑仪的头戴式耳机可以在夜晚有助于那些失眠的人安心睡觉。

1 震荡按摩多功能醒脑仪的结构设计

本文所设计的震荡按摩多功能醒脑仪是由复位电路、时钟电路、驱动电路、蓝牙驱动电路、温度采集电路以及LCD数码显示电路组成。主要有控制器、耳机、温度传感器、可调节震动片、耳机支架五个主要部分，结构见图1（a、b）所示。图1a标明了各个模块，下面对各个模块的介绍：

控制模块：由单片机系统及按键组成，负责控制震荡片（4）振动频率、切换不同频率进行按摩、对按摩时间进行定时以及处理温度传感器（3）所反馈的数据。

执行模块：由可调节震荡片（4）和耳机组成，当用户按下开始按摩的按钮后，震荡片（4）自动伸出，给用户太阳穴提供可调频率的同时可定时关闭的振动按摩，当关闭按摩时，震荡片（4）自动缩回。耳机为用户提供优质的音频服务。

反馈模块：由温度传感器（3）所组成。温度传感器测量太阳穴附近温度，当按摩达到一定温度，将会使人的皮肤有不适感。通过反馈模块的控制，将震荡片振动频率降低或停止振动。

显示模块：显示模块在控制器（1）上，由LCD显示屏所构成，能够实时显示头部温度及振动频率大小。

从图1可以看出，其机械结构十分简单，基本没有改变耳机的原本形态，也没有增加耳机的重量，在图中3的部位可以向上收起来，不影响产品的外观，图中1的部分还可以观看到各种数据情况，例如温度、时间、震荡强调等。

2 震荡按摩多功能醒脑仪的控制系统

2.1 震荡按摩多功能醒脑仪的工作原理

系统的总体框图如图2、图3所示，系统以单片机C51作为控制器，温度感应传感器将测得数据发送到单片机中，蓝牙模块控制电机的频率，通过单片机进行AD转换后，根据时间差算出电机此时的频率，并在显示模块中显示速度和温度。单片机判断温度是否超过最大值，这个最大值是我们自己根据用户的感觉设定的，假设超过最大值，单片机会通过驱动模块来控制电机的转速，从而控制设备转达到效果。

在图2中可以看到，当人打开手机音乐，又想享受按摩功能，需要打开手机蓝牙，选择自己喜欢的震荡频率，数据通过蓝牙发送到控制器C51中，控制器执行命令，让震荡片震动，如果震荡片温度升高到程序设定的最大值，温度传感器就会发出数据到单片机中，然后单片机就会控制步进电机减速，等待温度的下降，同时所有的信息都会在LCD1602顯示屏上显示。在图3震荡按摩多功能醒脑仪的工作流程图中可以看出，其程序简单而且清晰。

2.2 按摩频率调节和按摩功能

震荡按摩多功能醒脑仪的频率调节是通过手机蓝牙对单片机进行控制，可根据用户之间喜欢的频率自行调节，手机发出命令到单片机，单片机控制电机的转速，从而达到对速度的调整，这样既减少了按键开关，又增加了对控制器的灵敏度。这个功能会有助于老人的使用和年轻人的喜爱，不会出现因为不小心碰到按键而引起的震荡按摩多功能醒脑仪的头戴式耳机错误。

2.3 震荡按摩多功能醒脑仪的显示功能

震荡按摩多功能醒脑仪的显示是利用显示屏LCD1602显示的，一共显示两行，在第一行显示温度、时间，在第二行显示震动强度。使用这个显示器一是其中LCD1602内有ROM，不需要过多的编程;二是其价格便宜而且不占用空间。显示功能有助与使用者可以实时的看到震荡按摩多功能醒脑仪的情况。

2.4 震荡按摩多功能醒脑仪的反馈功能

震荡按摩多功能醒脑仪的反馈功能是由温度传感器来实现，利用的是温度传感器DS18B20来实时的检测震荡按摩多功能醒脑仪中震荡片的温度，然后反馈给单片机，当温度高于设定的最大值时，控制器控制步进电机减少，当温度低于预设值时，控制器控制步进电机加速，这就形成了一个负反馈系统。在系统中起到很重要的作用，是震荡按摩多功能醒脑仪不可缺少的功能模块。

3 总结

本文提供的多功能按摩仪的设计可以有效地在工作和学习中缓解长时间佩戴耳机产生的疲劳感和不适感。同时本系统设计方法具有简单的结构，没有改变原有的功能和没有繁琐的内部构造，更好地保证了系统的安全性，损坏率也会大大降低，易于维护保养。本设计利用温度传感器测温范围为-55℃～+125℃，可编程的9～12位分辨率，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，出厂设置默认为12位，在12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字。反应较快，外形设计紧凑易于安装，便于操作等特点准确测太阳穴附近温度。本设计为市面上尚未出现的将耳机及按摩混合的新型设备，具有一定创新性和独创性。

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