具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明实施例提供了一种穿戴设备，该穿戴设备可直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备，例如，智能手环、智能手表、智能眼睛等，该穿戴设备可以实现在水下等液体介质中的通讯。

请参阅图1-图3，一实施例穿戴设备包括通讯装置，该穿戴设备通过该通讯装置实现与外部的通讯，该通讯装置包括壳体100、控制单元200和压电元件300，壳体100设置有封闭的容纳腔400，控制单元200和压电元件300设置于容纳腔 400中，控制单元200与压电元件300电连接，以保证容纳腔400的密封性，进而保证控制单元200和压电元件300安装的可靠性和稳定性。

在本实施例中，该穿戴设备发射通讯信息时，控制单元200将第一数字信号转化为第一模拟信号，并传输至压电元件300，第一模拟信号驱动压电元件300 带动至少部分壳体100振动以产生第一声波信号或第一超声波信号，第一声波信号或第一超声波信号在液体介质中传输，该第一声波信号或第一超声波信号携带有通讯信息，采用压电元件300的形变振动来带动至少部分壳体100振动以产生声波或超声波，压电元件300的设置，零部件尺寸较小，更利于穿戴设备的小型化。

该穿戴设备接收通讯信息时，至少部分壳体100接收液体介质中传输至的第二声波信号或第二超声波信号，该第二声波信号或第二超声波信号携带有通讯信息，至少部分壳体100带动压电元件300振动以产生第二模拟信号，第二模拟信号传输至控制单元200，控制单元200将第二模拟信号转化为第二数字信号，以接收外部传输至的通讯信息，由于采用声波或超声波在液体介质中传输的技术来实现通讯，声波或超声波在液体介质中传输的距离较远，可支持穿戴设备在液体介质中更远距离的通讯要求，从而实现液体介质中数十米级的双向通信，通讯效果较好。

可以理解的是，在本实施例中，该壳体100至少部分具有柔性，以使压电元件300振动时可带动至少部分壳体100振动，以实现振动信号的输出，产生声波信号或超声波信号在液体介质中传输，以实现通讯信息的输出。

由于该穿戴设备的通讯信息接收也是通过至少部分壳体100及压电元件300 来实现的，可避免在壳体100上开孔，更利于穿戴设备的密封防水性能。由此，可在不影响穿戴设备外观、体积尺寸以及防水性能的情况下，实现水下通讯功能。本实施例的穿戴设备，易于将压电元件300集成在穿戴设备本体上，具有成本低方便通讯驱动的优点。

一实施例的通讯系统包括上述的穿戴设备和通讯设备，通讯设备能接收通讯装置发出的所述第一声波信号或所述第一超声波信号，通讯设备还能发出第二声波信号或所述第二超声波信号，并被通讯装置或穿戴设备所接收，可以实现穿戴设备与通讯设备在液体介质中更远距离的相互通讯。

在本实施例中，该通讯设备可以是与本发明相同的通讯装置，也可以是与本发明通讯装置不同的设备终端，该通讯设备可以为一通讯终端也可以是多个通讯终端。

在一具体实施方式中，该通讯设备可以是与本发明实施例相同的一通讯装置，设定一穿戴设备具有第一通讯装置，另一穿戴设备具有第二通讯装置。

第一通讯装置输出通讯信息时，第一通讯装置的第一压电元件300及至少部分第一壳体100振动以输出第一声波信号或第一超声波信号，由于第二通讯装置的第二压电元件300及至少部分第二壳体100需要接受第一声波信号或第一超声波信号，该第二通讯装置将不能同时输出通讯信息，只能接受第一通讯装置发出的通讯信息。

第二通讯装置输出通讯信息时，第二通讯装置的第二压电元件300及至少部分第二壳体100振动以输出第二声波信号或第二超声波信号，由于第一通讯装置的第一压电元件300及至少部分第一壳体100需要接受第二声波信号或第二超声波信号，该第一通讯装置将不能同时输出通讯信息，只能接受第二通讯装置发出的通讯信息。

通过分半双工通信方式实现收发通信。

当然，该通讯设备也可以是与本发明实施例相同的多个通讯装置，可以实现多个通讯装置之间的通讯互通，一通讯装置可同时接受多个其他通讯装置的通讯信息，该通讯装置也可将通讯信息同时传输给多个其他通讯装置。

在另一具体实施方式中，该通讯设备可以是与本发明实施例不同的设备终端，通讯装置输出通讯信息时，通讯装置的压电元件300及至少部分壳体100振动以输出第一超声波信号，该第一超声波信号能被设备终端所接收，并识别出通讯信息，该设备终端可以通过超声波换能头来接收第一超声波信号，可实现较为稳定、可靠的通讯接收，该设备终端也可以通过与本发明相同的压电元件300来接收第一超声波信号，将更利于设备终端的小型化。

设备终端输出通讯信息时，超声波换能头或压电元件300能输出第二超声波信号，由于第一通讯装置的第一压电元件300及至少部分第一壳体100需要接受第二超声波信号，该第一通讯装置将不能同时输出通讯信息，只能接受设备终端发出的通讯信息。

可以理解的是，该设备终端可以设置在液体介质中，该超声波换能头需要具备防水性能，相比于本实施例的压电元件300方案，超声波换能头的尺寸较大，不利于穿戴设备或终端设备的小型化。

当然，在其他的具体实施方式中，该通讯设备还可以同时包括与本发明实施例相同的通讯装置，以及与本发明实施例不同的设备终端，该设备终端可以提供有一个或多个，该通讯设备的具体配置需求，可根据穿戴设备的通讯要求进行调整。

在另一实施例中，请继续参阅图1-图3，该通讯装置包括壳体100、控制单元200、压电元件300和接收器500，壳体100设置有封闭的容纳腔400，控制单元200、压电元件300和接收器500设置于容纳腔400中，控制单元200分别与压电元件300和接收器500电连接，以保证容纳腔400的密封性，进而保证控制单元200、压电元件300和接收器500安装的可靠性和稳定性。

在本实施例中，该穿戴设备发射通讯信息时，控制单元200将第一数字信号转化为第一模拟信号，并传输至压电元件300，第一模拟信号驱动压电元件300 带动至少部分壳体100振动以产生第一声波信号或第一超声波信号，第一声波信号或第一超声波信号在液体介质中传输，采用压电元件300的形变振动来带动至少部分壳体100振动以产生声波或超声波，压电元件300的设置，零部件尺寸较小，更利于穿戴设备的小型化。

该穿戴设备接收通讯信息时，接收器500接收液体介质中传输至的第二声波信号或第二超声波信号，以产生第二模拟信号，第二模拟信号传输至控制单元200，控制单元200将第二模拟信号转化为第二数字信号，以接收外部传输至的通讯信息，由于采用声波或超声波在液体介质中传输的技术来实现通讯，声波或超声波在液体介质中传输的距离较远，可支持穿戴设备在液体介质中更远距离的通讯要求，通讯效果较好。

与上一实施例不同之处在于，在本实施例中，提供一接收器500来实现通讯信息的接收，通过独立的接收器500设置，不仅可提高通讯信息接收的稳定性和可靠性，还可实现本实施例中的穿戴设备输出通讯信息的同时，该穿戴设备也可接收通讯信息，进而提高了通讯的及时性和便利性。

以该通讯设备为与本发明实施例相同的一通讯装置为例，设定一穿戴设备具有第一通讯装置，另一穿戴设备具有第二通讯装置。

第一通讯装置输出通讯信息时，第二通讯装置也可同时输出通讯信息，具体的，第一通讯装置的第一压电元件300及至少部分第一壳体100振动以输出第一声波信号或第一超声波信号，该第一声波信号或第一超声波信号在液体介质中传输向第二通讯装置，第二通讯装置的第二压电元件300及至少部分第二壳体100 也可以同时振动以输出第一声波信号或第一超声波信号，该第二声波信号或第二超声波信号在液体介质中传输向第一通讯装置。

第一通讯装置接收通讯信息时，第二通讯装置也可同时接收通讯信息，具体的，第一通讯装置的第一接收器500接收液体介质中传输至第二声波信号或第二超声波信号，第二通讯装置的第二接收器500接收液体介质中传输至第一声波信号或第一超声波信号。

当然，第一通讯装置向第二通讯装置输出通讯信息时，第二通讯装置可等待该通讯信息，再第二通讯装置读取到第一通讯装置输出的通讯信息后，第二通讯装置再反馈通讯信息，以实现通讯互通。

进一步的，本实施例中，通讯装置还包括防水透气膜600，壳体100上设置有缺口700，防水透气膜600与壳体100连接，并用于封闭缺口700，第二声波信号或第二超声波信号通过缺口700、防水透气膜600，并被接收器500所接收。通过缺口700及防水透气膜600的设置，更利于接收器500对声波信号和超声波信号的接收。

优选的，该接收器500可以是麦克风，该缺口700可以是穿戴设备的进音孔。

在一实施例中，压电元件300包括多层压电陶瓷片，压电陶瓷片是一种具有压电特性的电子陶瓷材料，通常具有两个电极，在电极两端加载电压会导致压电陶瓷产生一定的形变，因此，将交流电信号加载在其两端，能够产生随电信号变化的形变信号，形变信号通过挤压周围空间介质，产生机械振动信号传输到液体介质中。

由此，该压电元件300可在模拟电信号的驱动下形变振动，并带动至少部分壳体100振动，以将声波信号或超声波信号传输至液体介质中。

为了实现穿戴设备的小型化，该压电元件300包括多层压电陶瓷片，可以在压电元件300厚度恒定的情况下，进一步增加压电元件300的驱动能力，进而保证穿戴设备可输出足够强度的第一声波信号或第一超声波信号。

可以理解的是，压电元件300应用在水下，相比与大气压其驱动工作需要克服更多的阻力，压电元件300具有一层压电陶瓷片时，压电陶瓷片越厚，压电陶瓷片的驱动能力越强，为了保证能够在水下实现驱动，过厚的压电陶瓷片，不利于穿戴设备的小型化，不利于在穿戴设备的集成。

由此，将压电元件300的压电陶瓷片设置有多层，多层压电陶瓷片配合工作，在厚度尺寸恒定的情况下，可提供更大的驱动能力，进而利于压电元件300在穿戴设备上的集成应用。

在一实施例中，请一并参阅图4，控制单元200包括处理器和信号调制解调器，处理器与信号调制解调器电连接。该信号调制解调器可以是音频Codec、FSK 信号编解码芯片等。

在一实施例中，控制单元200还包括信号放大器，信号放大器电连接信号调制解调器和压电元件300，该信号放大器可以为功率放大电路，以通过功率放大电路驱动压电陶瓷片振动。

当然，该信号放大器也可被省略，直接通过信号调制解调器来驱动压电陶瓷片振动。

在本实施例中，声波信号即为振动信号工作频率可以是声波频段，即 20Hz～20kHz，通过信号调制解调器的支持，此种方案可以使用音频调制、放大发送链路和接收、解调链路实现信号发送和接收控制。

超声波信号即为超声波频段，即工作频率超过20kHz的振动信号，优先选用 20kHz～40kHz之间的频率信号，通过信号调制解调器和信号放大器的支持，可以使用频带较宽的音频调制器和放大发送器实现信号产生和发送，使用麦克风进行接收，且此频段不会产生可听声信号，可以在佩戴者无感知的情况下完成信号传输。

进一步的，在本实施例中，可以使用OFDM调制芯片或者FSK调制芯片替代音频调制器，调制产OFDM或者FSK信号，通过驱动电路控制压电元件300 产生相应的振动信号；解调端使用对应的OFDM或者FSK解调信号，实现信号解调识别。

具体的，本实施例的穿戴设备通讯时，应用的通讯方法如下：穿戴设备在水下通讯主要应用于应急呼救，应用的通讯方案为单频率编码技术。其原理是用单频率对应数据进行编码，通过处理器的发射电路驱动压电元件300将声波信号或超声波信号发射出去，接收方的通讯设备在收到声波震动后，识别出频率，然后再根据频率解码出数据，通信算法支撑，使得声波信号或超声波信号能够在水下实现远距离传输，以实现水下通讯。

例：将20kHz正弦波信号对应数字0,22kHz正弦波信号对应数字1，通过二进制编码对应不同信息，每段单频正弦波持续发射100ms，接收方收到频率交替变化的声波信号后即可解调出响应的二进制数据信息。

在一实施例中，通讯装置还包括电池800，电池800设置于容纳腔400中，并用于为通讯装置供电，以实现穿戴设备的独立续航。该通讯装置还可包括电源电路，以与电池800配合工作。

在一实施例中，穿戴设备还包括显示屏900，壳体100包括主体部110和透明板120，主体部110和透明板120围设形成容纳腔400，显示屏900贴设于透明板120。通过显示屏900至少可实现通讯信息的读取显示和操作输出。

在本实施例中，主体部110和透明板120组成防水包裹介质，将设备中的电路部分包裹在结构内部，防止液体进入。

进一步的，在本实施例中，压电元件300贴设于显示屏900、透明板120和主体部110中的一者。

在一具体实施方式中，该压电元件300贴设于显示屏900上，该显示屏900 和透明板120具有柔性，可在压电元件300的驱动下振动以产生声波或超声波，由于将压电元件300贴设于显示屏900上，更利于显示屏900的尺寸布置，以在壳体100上形成更大尺寸的显示屏900，更利于全面屏穿戴设备的设计。

在又一具体实施方式中，该压电元件300贴设于透明板120上，可对透明板 120的材质进行独立设计，以使该透明板120具有柔性，以满足压电元件300的驱动要求，更利于对穿戴设备的结构设计。

当然，在其他具体实施方式中，该压电元件300贴还可设于主体部110上，可对至少部分主体部110进行独立设计，以使其具有柔性，可在压电元件300的驱动下振动以产生声波信号或超声波信号，由于压电元件300背离透明板120和显示屏900设计，可提高显示屏900和透明板120的可靠性。

还可以将透明板120集成在显示屏900上，以使显示屏900与主体部110围设形成容纳腔400。

在一更具体的实施例中，控制单元200为电路模块，透明板120为玻璃盖板，该控制单元200输出驱动信号控制压压电元件300产生振动信号，依次带动显示屏900和玻璃盖板振动，将振动信号传输到设备外部的水中。

另一台本实施例的穿戴设备通过缺口700可以捕获到水中的振动信号，防水透气膜600可以阻隔水流入穿戴设备内部，接收器500接收到水中的振动信号，通过信号解调器解调器传输给处理器读取信号信息。请参阅图1-图3，一实施例的通讯方法，该方法应用通讯装置，通讯装置包括壳体100和压电元件300，壳体100设置有封闭的容纳腔400，压电元件300设置于容纳腔400中，方法具体包括以下步骤：

发射通讯信息时，获取第一数字信号，将第一数字信号转化为第一模拟信号，第一模拟信号驱动压电元件300带动至少部分壳体100振动以产生第一声波信号或第一超声波信号，第一声波信号或第一超声波信号在液体介质中传输，采用压电元件300的形变振动来带动至少部分壳体100振动以产生声波或超声波，压电元件300的设置，零部件尺寸较小，更利于通讯装置的小型化。

接收通讯信息时，获取传输在液体介质中的第二声波信号或第二超声波信号，至少部分壳体100接收第二声波信号或第二超声波信号，并带动压电元件300振动以产生第二模拟信号，将第二模拟信号转化为第二数字信号，以接收外部传输至的通讯信息。

由于采用声波或超声波在液体介质中传输的技术来实现通讯，声波或超声波在液体介质中传输的距离较远，将该通讯装置应用在穿戴设备上，不仅更利于穿戴设备的小型化，还可支持穿戴设备在液体介质中更远距离的通讯要求，通讯效果较好。

请参阅图1-图3，一实施例的通讯方法，该方法应用通讯装置，通讯装置包括壳体100、压电元件300和接收器500，壳体100设置有封闭的容纳腔400，压电元件300和接收器500设置于容纳腔400中，方法具体包括以下步骤：

发射通讯信息时，获取第一数字信号，将第一数字信号转化为第一模拟信号，第一模拟信号驱动压电元件300带动至少部分壳体100振动以产生第一声波信号或第一超声波信号，第一声波信号或第一超声波信号在液体介质中传输，采用压电元件300的形变振动来带动至少部分壳体100振动以产生声波或超声波，压电元件300的设置，零部件尺寸较小，更利于通讯装置的小型化。

接收通讯信息时，获取传输在液体介质中的第二声波信号或第二超声波信号，接收器500接收第二声波信号或第二超声波信号，以产生第二模拟信号，将第二模拟信号转化为第二数字信号，以接收外部传输至的通讯信息。

与上一实施例不同之处在于，在本实施例中，提供一接收器500来实现通讯信息的接收，通过独立的接收器500设置，可提高通讯信息接收的稳定性和可靠性。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。