本申請(qǐng)要求2014年3月34日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/969,427的權(quán)益，該申請(qǐng)的全文通過(guò)參考整體并入本文中。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的水合(hydration)的系統(tǒng)，特別是本發(fā)明涉及用于收集關(guān)于遠(yuǎn)動(dòng)員在訓(xùn)練或練習(xí)課程期間的流體消耗和水合水平的數(shù)據(jù)的水合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)也可以用于監(jiān)測(cè)其他參數(shù)，例如碳水化合物和電解質(zhì)。

發(fā)明背景

合適的水合幫助運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練和運(yùn)動(dòng)賽事(例如籃球、曲棍球，或徑賽)期間獲得最佳表現(xiàn)。監(jiān)測(cè)水合和水合對(duì)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響，是一個(gè)科學(xué)前端領(lǐng)域。特別希望監(jiān)測(cè)和研究運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練時(shí)的水合水平，例如通過(guò)監(jiān)測(cè)他們的流體消耗(consumption)和流體損耗(loss)。一種監(jiān)測(cè)水合的系統(tǒng)人工地記錄運(yùn)動(dòng)員的重量和運(yùn)動(dòng)員的瓶子中的流體水平，并分析結(jié)果。該系統(tǒng)是費(fèi)力的，并且只顯示課后分析中的水合水平。

對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水合的需要僅最近被提出，但用于這樣做的裝置并未實(shí)用。工業(yè)已經(jīng)趨向于無(wú)線技術(shù)，然而，直到最近，都沒有合適的技術(shù)，這是因?yàn)锳)這樣的技術(shù)未在通?？色@得的便攜式計(jì)算機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)，B)該技術(shù)還不能以足夠的低功率和小物理尺寸在微芯上實(shí)現(xiàn)，從而無(wú)法集成到例如飲料瓶中。

因此，希望獲得用于監(jiān)測(cè)流體消耗和流體損耗、并提供實(shí)時(shí)分析的有效系統(tǒng)。這樣的監(jiān)測(cè)方法必須不能顯著地干擾訓(xùn)練課程的進(jìn)行，并且結(jié)果需要在訓(xùn)練期間可獲得，使得基于分析能采取立即行動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一方面針對(duì)用于評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員的水合的水合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用包含流體的水合瓶，其中該水合瓶被配置為測(cè)量在一個(gè)給定時(shí)間間隔內(nèi)消耗的流體的量，并且將測(cè)量結(jié)果(measurements)進(jìn)行無(wú)線傳送；秤，其中所述秤被配置為測(cè)量運(yùn)動(dòng)員的重量，并將測(cè)量結(jié)果進(jìn)行無(wú)線傳送；數(shù)據(jù)通信集線器(hub)，其中所述數(shù)據(jù)通信集線器被配置為接收包括來(lái)自所述水合瓶和秤的測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)，并且把所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到計(jì)算機(jī)；和計(jì)算機(jī)，其被配置為從該集線器接收數(shù)據(jù)用于分析，其中計(jì)算機(jī)分析數(shù)據(jù)，并計(jì)算運(yùn)動(dòng)員是否該消耗更多或更少流體；以及顯示器，其用于顯示測(cè)量結(jié)果和分析結(jié)果。該系統(tǒng)可以進(jìn)一步地用于監(jiān)測(cè)和顯示其他的參數(shù)，比如碳水化合物和/或電解質(zhì)，并分析所搜集的數(shù)據(jù)，確定運(yùn)動(dòng)員是否應(yīng)該消耗更多或更少的碳水化合物和/或電解質(zhì)。

本發(fā)明的另一個(gè)方面針對(duì)用于監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的水合的方法，包括：測(cè)量運(yùn)動(dòng)員從包含流體的水合瓶消耗的流體的量，并將測(cè)量結(jié)果定期傳送到數(shù)據(jù)通信集線器；測(cè)量運(yùn)動(dòng)員的重量，并將測(cè)量結(jié)果傳送到數(shù)據(jù)通信集線器；將由數(shù)據(jù)通信集線器收集的測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)到計(jì)算機(jī)；并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，和計(jì)算運(yùn)動(dòng)員是否應(yīng)該消耗更多流體；并顯示測(cè)量結(jié)果和分析結(jié)果。

本發(fā)明的另一個(gè)方面針對(duì)用于測(cè)量流體消耗的水合瓶，包括具有可移除的蓋組件的瓶子，所述蓋組件具有用于分配流體的開口，設(shè)置在所述蓋組件內(nèi)的所述開口下方的流量計(jì)，記錄來(lái)自所述流量計(jì)的流量測(cè)量結(jié)果的電子器件，和將測(cè)量結(jié)果傳送到數(shù)據(jù)通信集線器的收發(fā)器。

附圖說(shuō)明

圖1A示出了可以采用的根據(jù)本公開的一個(gè)方面的無(wú)線使能的(wireless-enabled)水合測(cè)量結(jié)構(gòu)。

圖1B示出了在圖1A的水合測(cè)量結(jié)構(gòu)中使用的裝置。

圖2示出了根據(jù)本公開的一個(gè)方面的包含流量測(cè)量裝置的瓶子。

圖3示出了圖2的瓶子的蓋的分解圖。

圖4示出了在本發(fā)明的蓋中使用的渦輪式流量計(jì)。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)方面的包含流量計(jì)的圖2中的蓋組件。

圖6示出了包含與流量測(cè)量裝置一起使用的電子器件的圓盤的頂面。

圖7示出了包含與流量測(cè)量裝置一起使用的電子器件的圓盤的底面。

圖8A和圖8B示出了在本發(fā)明中使用的熱流量計(jì)的兩個(gè)方面。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的包含LED顯示器的瓶子。

圖10示出了圖9的瓶子的分解圖。

圖11示出了圖2的瓶子的一個(gè)可替代實(shí)施例的分解圖，其中所述瓶子包含插入件。

圖12A示出了根據(jù)圖10的包含流量測(cè)量裝置的插入件，電池蓋未在位，圖12B示出了圖11的插入件，電池蓋在位。

圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的包含秤的箱子。

圖14A-14G示出了使用本發(fā)明的水合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的平板電腦的各種屏幕截圖。

本發(fā)明的詳細(xì)描述

本發(fā)明的各個(gè)方面解決了進(jìn)行實(shí)時(shí)分析的需要，以允許對(duì)訓(xùn)練過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員的水合計(jì)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。無(wú)線使能的監(jiān)控系統(tǒng)能夠收集和記錄與一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)員的流體消耗和體重有關(guān)的數(shù)據(jù)。本發(fā)明將流體和重量測(cè)量裝置集成為一個(gè)集成系統(tǒng)，允許對(duì)來(lái)自這些測(cè)量結(jié)果的信息進(jìn)行分析。測(cè)量裝置的集成系統(tǒng)將數(shù)據(jù)無(wú)線地傳送到能夠執(zhí)行數(shù)據(jù)分析并顯示分析結(jié)果的計(jì)算機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，含有流體的瓶子具有并入其中的流量測(cè)量裝置，用于測(cè)量所消耗的流體的量，并具有電子器件，用于記錄測(cè)量結(jié)果和時(shí)間。此外，秤用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)員的重量，并記錄進(jìn)行測(cè)量所用的時(shí)間。然后，測(cè)得的數(shù)據(jù)，包括記錄的時(shí)間，最終從瓶子和秤被傳送到計(jì)算機(jī)用于分析。然后，數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行分析，并在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出來(lái)。測(cè)量和分析都可以實(shí)時(shí)發(fā)生。

該系統(tǒng)可以進(jìn)一步地用于監(jiān)測(cè)和顯示其他的參數(shù)，比如碳水化合物和/或電解質(zhì)，并分析所搜集的數(shù)據(jù)，確定運(yùn)動(dòng)員是否應(yīng)該消耗更多或更少的碳水化合物和/或電解質(zhì)。為了便于討論，本申請(qǐng)將在水合和流體消耗方面進(jìn)行說(shuō)明。但是，也考慮了其他參數(shù)的測(cè)量。

如圖1A中所示，水合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用一個(gè)或多個(gè)飲料瓶10，一個(gè)或多個(gè)秤20來(lái)測(cè)量和記錄重量，一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)通信集線器30，以及計(jì)算機(jī)40。這些裝置中的每一個(gè)都具有藍(lán)牙智能收發(fā)器，其能使從這些瓶和秤收集的流體消耗、重量和時(shí)間數(shù)據(jù)經(jīng)由集線器傳送至計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析和顯示。智能藍(lán)牙收發(fā)器，例如，是特別理想的，因?yàn)樗鼈兙哂械偷墓南?，小的物理尺寸，并且最近變得能夠在一系列的移?dòng)計(jì)算裝置上使用。其它合適的收發(fā)器或發(fā)射器可以與本系統(tǒng)一起使用。

如在圖1A進(jìn)一步示出的，上述裝置與機(jī)器可以通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，例如通信網(wǎng)絡(luò)80，可操作地彼此連接。

如圖1B所示，圖1A中所示的各種裝置10，20，30，和40可以各自包含存儲(chǔ)器66，處理器70，顯示器72(可以包括觸摸屏)，和通信接口74。每個(gè)處理器70可以執(zhí)行本存儲(chǔ)器66中的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，使得，例如，這些裝置可以直接地或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)80向彼此發(fā)送信息和從彼此接收信息。

圖1B的裝置還可以包括各種輸入裝置76。所述輸入裝置可以包括鍵盤，軌跡球，鼠標(biāo)，操縱桿，按鈕，和閱讀器。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，通信接口64和/或裝置可通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)80一起聯(lián)網(wǎng)。通信網(wǎng)絡(luò)80可以代表：1)局域網(wǎng)(LAN)；2)簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)(例如直接的調(diào)制解調(diào)器到調(diào)制解調(diào)器連接)；和/或3)廣域網(wǎng)(WAN)，包括因特網(wǎng)和其他基于商業(yè)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在一個(gè)方面中，接口和/或裝置可以通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)80使用各種公知協(xié)議(例如TCP/IP，以太網(wǎng)，F(xiàn)TP，HTTP，藍(lán)牙，Wi-Fi，超寬帶通信網(wǎng)絡(luò)(UWB)，低功率射頻(LPRF)，射頻識(shí)別(RFID)，紅外通信，紅外數(shù)據(jù)組織(IrDA)，第三代(3G)蜂窩數(shù)據(jù)通信，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM))，或其他無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)或可以用作通信協(xié)議的類似物彼此連接。接口和/或器件可以經(jīng)由雙絞線，同軸電纜，光纖，無(wú)線電波或其它介質(zhì)進(jìn)行物理相互連接或被連接到一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

本文中所使用的以及附圖中所描述的術(shù)語(yǔ)“網(wǎng)絡(luò)”應(yīng)被廣義地解釋為不僅包括其中遠(yuǎn)程存儲(chǔ)裝置經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)通信路徑被耦接在一起的系統(tǒng)，而且還包括可以不時(shí)(from time to time)耦接到這樣的具有存儲(chǔ)能力的系統(tǒng)的獨(dú)立裝置。因此，術(shù)語(yǔ)“網(wǎng)絡(luò)”不僅包括“物理網(wǎng)絡(luò)”，還包括“內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)”，其包括數(shù)據(jù)(可歸因于單個(gè)實(shí)體)，其駐留在所有物理網(wǎng)絡(luò)中。“網(wǎng)絡(luò)”，如本文中所使用的，也可以包括“虛擬”的服務(wù)器，進(jìn)程，線程或其它正在進(jìn)行的互相通信的計(jì)算過(guò)程，其中的一些或全部計(jì)算過(guò)程可駐留在單個(gè)機(jī)器上，其可能將信息提供給客戶服務(wù)器，進(jìn)程，線程，或在同一個(gè)機(jī)器上、在其他游戲機(jī)上，或在兩者上正在進(jìn)行的其他計(jì)算過(guò)程。

瓶子

圖2描述了可以與本發(fā)明一起使用的瓶子10的一個(gè)例子。

瓶子可能具有堅(jiān)硬的(非彈性的)壁或可擠壓的(彈性)的壁。通常瓶子由塑料(聚合物)材料制成。可擠壓的瓶子允許以比具有堅(jiān)硬(非彈性)側(cè)壁的瓶子更快的速率擠出流體。在特定方面中，所述瓶子具有可擠壓的壁。

瓶子具有基體110和蓋組件112，基體用于容納流體，所述蓋組件具有頸部113和頸部上方的用于分配流體的開口114。蓋組件112典型地通過(guò)螺紋連接116被連接到瓶，如圖10中最佳示出，盡管卡扣型或其他連接也是可能的。運(yùn)動(dòng)員拿起和傾斜瓶子，并擠壓瓶子，以讓/強(qiáng)制其中的流體流出。

每個(gè)瓶子包含流量測(cè)量裝置(流量傳感器或流量計(jì))和電子器件，電子器件用于測(cè)量所分配的流體的體積，并存儲(chǔ)該信息，直到信息被無(wú)線發(fā)送到數(shù)據(jù)通信集線器。尤其是，瓶子包含用于測(cè)量流體消耗體積的流量測(cè)量裝置、電子器件、電源和用于將流體測(cè)量結(jié)果和所用的時(shí)間發(fā)送至一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)通信集線器的智能藍(lán)牙收發(fā)器(或其它合適的收發(fā)器或發(fā)射器)。瓶子可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中，直到其被傳送至集線器。數(shù)據(jù)也可以反映在瓶子安裝的顯示器中。

圖3示出了具有上蓋112a和下蓋112b的蓋組件112的分解圖。上蓋112a由下蓋112b接納，并且上蓋和下蓋可以經(jīng)由螺紋或卡扣配合連接在一起。在這方面，流量測(cè)量裝置122被定位在下蓋112b中，電子器件124被定位在上蓋112a中。電子器件包括收發(fā)器(或發(fā)射器)裝置，例如藍(lán)牙智能收發(fā)器，和用于電池113的插座(未在該圖中示出)。包括收發(fā)器的電子器件由該電池供電?？梢允褂萌魏魏线m的電池，例如硬幣式鋰電池113或經(jīng)由電子器件封裝件的外部的金屬觸頭充電的永久可再充電電池。在一個(gè)方面，電池電平可以從計(jì)算機(jī)進(jìn)行檢查。

這對(duì)于從集成到瓶中的流量測(cè)量裝置122獲取可靠的流體體積測(cè)量結(jié)果是重要的。許多市場(chǎng)上出售的流量計(jì)精確度較差，或所需的空間限度(space envelope)過(guò)大或?qū)Ψ欠€(wěn)定流動(dòng)不響應(yīng)。

如圖4所示，根據(jù)本公開的一個(gè)方面，渦輪流量計(jì)502可以被用來(lái)測(cè)量體積流量。渦輪流量計(jì)502可以是基于阿基米德螺桿的軸向螺釘式渦輪流量計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例中，渦輪流量計(jì)502可以包括兩件式殼體504和506。兩件式殼體504和506的每個(gè)部分可被定位于(或被連接到)半球形塞子508和510內(nèi)，以對(duì)所有方向的運(yùn)動(dòng)提供一致的阻力。例如，渦輪流量計(jì)502可以位于集線器中或定位在蓋組件112中，如圖3所示。當(dāng)蓋組件112在使用過(guò)程中被重新定位，重新定向，或傾斜時(shí)，半球形塞子508和510可以使兩件式殼體504和506保持對(duì)齊并且被正確地定位。在一個(gè)實(shí)施例中，渦輪流量計(jì)502可以包括一個(gè)徑極化磁體512，如圖5所示。徑極化磁體512可以被可操作地耦接到一個(gè)霍爾效應(yīng)開關(guān)傳感器520(在圖5中示出)。在一個(gè)實(shí)施例中，旋渦輪流量計(jì)502的速度將正比于流速。霍爾效應(yīng)開關(guān)傳感器520可以每渦輪流量計(jì)502旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生交變數(shù)字輸出兩次。

渦輪流量計(jì)502可以包括沿渦輪流量計(jì)502的轉(zhuǎn)子516定位的多個(gè)葉片514。葉片514可被傾斜(pitched)，以優(yōu)化流體流(fluid flow)和流體流檢測(cè)。此外，內(nèi)徑與外徑的比率和渦輪流量計(jì)502的總直徑也可以根據(jù)條件進(jìn)行優(yōu)化，所述條件例如為1)渦輪計(jì)505將在水中旋轉(zhuǎn)的最低流速，2)在中等流速和高流速下的最高旋轉(zhuǎn)速度，以及3)搏動(dòng)分配測(cè)試(pulsatile dispense test)中的最低體積測(cè)量方差。在一個(gè)可替代實(shí)施例中，刀片514可包括徑極化磁鐵。

圖5示出了蓋組件112中的渦輪流量計(jì)502的放置。在一個(gè)實(shí)施例中，渦輪流量計(jì)502可以被定位與彈性閥530串聯(lián)，所述彈性閥具有抑制流體流動(dòng)、直到有足夠的背壓已經(jīng)生成，然后釋放流體自由流動(dòng)的屬性。彈性閥530可以有助于在渦輪安裝中克服靜摩擦，并建立渦輪流量計(jì)502的自由運(yùn)行。圓盤524包圍流量計(jì)，并容納電子器件124，例如印刷電路板(“PCB”)?；魻杺鞲衅魍ㄟ^(guò)導(dǎo)線522連接到圓盤。

圖6示出了定位在下蓋112b中的圓盤524的頂面。圖7示出了定位在上蓋112a中的圓盤524的底面。圓盤524容納電子器件124。插座126容納電池(未示出)。在該方面，電子器件包括存儲(chǔ)器和收發(fā)器，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)流量測(cè)量結(jié)果，收發(fā)器用于發(fā)送測(cè)量結(jié)果。

適用于本發(fā)明的其它類型的流量測(cè)量裝置或質(zhì)量流量計(jì)是“熱式質(zhì)量流量計(jì)”。此外，圓盤被例示為支承所述電子器件。也可以采用其它設(shè)計(jì)與形狀的平臺(tái)來(lái)支承電子器件或印刷電路板。

圖8a是針對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的熱式質(zhì)量流量計(jì)。熱式質(zhì)量流量計(jì)具有被布置成橫跨流動(dòng)路徑的兩個(gè)平行的導(dǎo)線。在一個(gè)實(shí)施例中,兩條導(dǎo)線都是中空的熱敏電阻801、802。一個(gè)熱敏電阻801包含電阻加熱元件，以保持熱敏電阻之間的溫度差。PCB驅(qū)動(dòng)加熱元件，并使用PID(比例，積分，微分)控制算法監(jiān)測(cè)導(dǎo)線溫度信號(hào)，以保持導(dǎo)線之間的恒定溫度差。當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，熱量從被加熱導(dǎo)線轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致其冷卻。PID算法將電流提供到導(dǎo)線，以保持溫度差，根據(jù)確定性方程，所提供的能量與流過(guò)導(dǎo)線的流體的質(zhì)量流量有關(guān)。未加熱導(dǎo)線802會(huì)達(dá)到流體的溫度。

圖8b是針對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的熱質(zhì)量流量計(jì)。兩個(gè)導(dǎo)線810和812由電阻材料例如鎳-鉻的細(xì)絞線組成。一個(gè)導(dǎo)線812在流體路徑中由特征814屏蔽于(shielded from)流體流的大部分，而另一個(gè)導(dǎo)線810被暴露于流體流的全部。在導(dǎo)線中流動(dòng)的恒定電流和導(dǎo)線的電阻由PCB 816監(jiān)測(cè)。當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線將有差異地(differentially)冷卻，測(cè)量的電阻將變化。被遮蔽的導(dǎo)線812給出了對(duì)流體的溫度敏感的基線測(cè)量結(jié)果，另一個(gè)導(dǎo)線810將損失熱量至流體(lose heat to the fluid)，并且對(duì)流體溫度和流速都敏感。

為了在任一方面實(shí)現(xiàn)低功率使用，印刷電路板設(shè)有加速計(jì)，其被用于檢測(cè)瓶子的取向，并在瓶子傾斜時(shí)加熱導(dǎo)線。導(dǎo)線盡可能細(xì)，以減少它們的熱容量，并且電阻檢測(cè)以高靈敏度進(jìn)行，以允許使用最小的驅(qū)動(dòng)電流。必須提供足夠的功率，以加熱導(dǎo)線。

如圖9所示，瓶子將設(shè)有電子顯示器190，作為接口頸部120的一部分。例如，顯示器是LED矩陣。該顯示器可能示出各種信息，包括所消耗的流體量。顯示可以是在系統(tǒng)中的其它地方出現(xiàn)的數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，例如來(lái)自計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)反饋。例如，對(duì)于訓(xùn)練應(yīng)用，該數(shù)據(jù)可以指示用戶應(yīng)基于計(jì)算出的水合虧損而多喝水。顯示可以使用文字，數(shù)字或顏色。顯示可以是一個(gè)文本流，如來(lái)自教練的說(shuō)明(notes)。該顯示可能表明增加水合是必要的，或受鼓勵(lì)的。更復(fù)雜的系統(tǒng)可能會(huì)顯示應(yīng)該再消耗多少流體?？梢蕴峁┌粹o192以打開和關(guān)閉顯示器，或用以循環(huán)存儲(chǔ)在顯示部件內(nèi)的信息中的顯示內(nèi)容。

圖10示出了圖9的分解圖?？梢蕴峁┙涌陬i部120，其被裝配在基體110上的凹部121內(nèi)，并定位在所述蓋組件112的下方，可能呈現(xiàn)為將信息傳達(dá)給運(yùn)動(dòng)員或教練。例如，LED顯示器可能是接口頸部120的一部分。在一個(gè)方面中，液晶顯示器具有其自帶的電池和藍(lán)牙低功耗接收器。

在一個(gè)可替代的方面，如圖11所示，插入件160位于基體110和蓋組件112之間。插入件160由蓋組件112固定在合適位置，所述蓋組件連接到基體110，將插入件限制在合適位置中。吸管168可以通過(guò)吸管接收器162被連接到插入件。

如在圖12A和圖12B中所示，電池將被定位在腔166內(nèi)，并且電池蓋164通過(guò)螺紋被旋入到位。電池蓋可以有一個(gè)拉手165，用以幫助拆卸和更換電池蓋164。插入件160容納所述流量測(cè)量裝置、電子器件、電源(電池)，和收發(fā)器或發(fā)射器裝置。

秤

秤20測(cè)量并記錄運(yùn)動(dòng)員的重量，也可以是現(xiàn)成的產(chǎn)品。秤表面可以通過(guò)施加防滑表面(例如有花紋的橡膠墊)而被修改。

在一個(gè)方面，秤被容納在外殼202內(nèi)，外殼被設(shè)計(jì)成在被放置在訓(xùn)練區(qū)的地面上時(shí)，為秤提供穩(wěn)定性。外殼202可以是現(xiàn)成的箱子和定制的箱子，以保護(hù)秤。外殼202可具有一對(duì)墊塊(未示出)，以增加該單元與地面的接觸面積，并使箱子被強(qiáng)化，特別是秤在不平坦的表面諸如草場(chǎng)上使用時(shí)。

外殼202可以容納各種其它部件，包括秤顯示器204和一個(gè)或多個(gè)三腳架202?？杀淮鎯?chǔ)在的箱子中的其他部件(未示出)是電池充電器和一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)通信集線器30。所述三腳架可以是適于支承所述顯示器202和/或安裝數(shù)據(jù)通信集線器30的任何合適的三腳架。秤可具有任何合適的電源，但通常具有電池，例如內(nèi)置的鉛酸充電電池，其必須定期再充電。

顯示器204顯示運(yùn)動(dòng)員的重量，并且顯示器可以被改造，以容納用于將重量測(cè)量結(jié)果和測(cè)量時(shí)間傳送至數(shù)據(jù)通信集線器30的藍(lán)牙智能收發(fā)器。雖然不太需要，重量可以采取手動(dòng)讀取，并且直接輸入到計(jì)算機(jī)。

通信集線器

一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)通信集線器30收集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)記錄和顯示裝置或計(jì)算機(jī)40。數(shù)據(jù)通信集線器可以被安裝在三腳架206上。集線器可以基于常用的芯片組來(lái)定制，例如，藍(lán)牙智能芯片，諸如例如CSR1010器件。在一個(gè)方面，集線器包含兩個(gè)藍(lán)牙智能收發(fā)器，其利用藍(lán)牙智能芯片。一個(gè)收發(fā)器從多個(gè)裝置接收數(shù)據(jù)，而另一個(gè)收發(fā)器每當(dāng)在無(wú)線電范圍時(shí)，保持對(duì)計(jì)算機(jī)的持久連結(jié)。集線器還包括電池，例如4節(jié)AA電池。

數(shù)據(jù)通信集線器應(yīng)被抬高以便與瓶子，秤和計(jì)算機(jī)更好地通信。在一方面，使用多個(gè)集線器來(lái)提高在單個(gè)場(chǎng)地中的無(wú)線電覆蓋。

在另一個(gè)方面，多個(gè)集線器用于當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在多個(gè)位置進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)使用。集線器被指定給包括一個(gè)或多個(gè)位置的區(qū)域。然后，集線器能夠發(fā)送到位于中心的計(jì)算機(jī)，或集線器可能本身之間進(jìn)行通信，以同步全局?jǐn)?shù)據(jù)模型，從而有效地提高無(wú)線電系統(tǒng)的總覆蓋?？商娲?，計(jì)算機(jī)(例如，平板式裝置)可移動(dòng)至(被攜帶到)集線器的位置，與每個(gè)集線器無(wú)線連接，以下載信息。

本發(fā)明的系統(tǒng)可以利用便攜式計(jì)算機(jī)的藍(lán)牙功能而無(wú)需利用通信集線器。然而，已發(fā)現(xiàn)，制造商在便攜式計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)的智能藍(lán)牙連接層可以使系統(tǒng)容易受到軟件錯(cuò)誤(software bugs)的攻擊。為了避免這樣的問(wèn)題，創(chuàng)建了分離的通信集線器，以減少對(duì)便攜式計(jì)算機(jī)的依賴。

計(jì)算機(jī)

記錄和顯示裝置或計(jì)算機(jī)40可以是任何合適的計(jì)算機(jī)，例如筆記本電腦。在一個(gè)特定方面，使用平板電腦如該程序可以對(duì)來(lái)自集線器的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行掃描。一旦進(jìn)行接觸，發(fā)送的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的記錄文件中。

計(jì)算機(jī)40存儲(chǔ)流體和體重測(cè)量結(jié)果的時(shí)間參考記錄，并且對(duì)這些測(cè)量結(jié)果執(zhí)行數(shù)據(jù)分析，以在例如圖形用戶界面上提供實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)的信息。任何合適的軟件和程序可以用于收集和處理來(lái)自瓶子和秤的數(shù)據(jù)。這樣的程序可以是由用戶下載到平板電腦上的應(yīng)用(APP)的形式。

本發(fā)明的無(wú)線通信結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對(duì)水合監(jiān)測(cè)用的數(shù)據(jù)的近實(shí)時(shí)收集。在一個(gè)特定的方面，無(wú)線通信采用廣告模式的藍(lán)牙智能收發(fā)器來(lái)發(fā)送小的數(shù)據(jù)包，而不需要建立一個(gè)完整的藍(lán)牙智能連接。在一定條件下，系統(tǒng)可以建立藍(lán)牙智能連接，但是這可以被最佳地執(zhí)行，以盡量減少必須維持的同時(shí)連接的數(shù)量。因此，廣告模式減少了數(shù)據(jù)傳送的開銷(overhead)。

該系統(tǒng)提供了共享相同的藍(lán)牙廣播結(jié)構(gòu)的裝置的集成和可擴(kuò)展的系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了可靠的數(shù)據(jù)收集和對(duì)無(wú)線電信號(hào)的潛在損失具有魯棒性的通信結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)丟失將導(dǎo)致不正確的結(jié)果，并會(huì)使其余部分的數(shù)據(jù)不可用。多個(gè)收發(fā)器對(duì)單個(gè)集線器(或少量集線器)的復(fù)用連接以可擴(kuò)展方式進(jìn)行，這將使必需的智能藍(lán)牙連接的數(shù)量最小化。實(shí)時(shí)收集的數(shù)據(jù)的分析向運(yùn)動(dòng)員和教練員提供即時(shí)反饋。

計(jì)算機(jī)操作

該系統(tǒng)設(shè)置有計(jì)算機(jī)，瓶子，秤和通信集線器。每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的個(gè)人數(shù)據(jù)被輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)。這樣的數(shù)據(jù)可以是，但不限于，姓名，位置，出生日期，年齡，身高，和照片。

計(jì)算機(jī)顯示器可以具有主視圖和彈出視圖，并且可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)，課程數(shù)量，運(yùn)動(dòng)員的數(shù)目等進(jìn)行定制?？梢酝ㄟ^(guò)記錄運(yùn)動(dòng)員的姓名和/或ID號(hào)，分配給運(yùn)動(dòng)員的瓶號(hào)，重量和/或體重，和運(yùn)動(dòng)員將消耗的流體的類型，來(lái)設(shè)置課程。對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)員重復(fù)該步驟?？梢栽谧⑨尣糠种刑砑诱n程注釋，例如，如果一個(gè)運(yùn)動(dòng)員不舒服，或者如果運(yùn)動(dòng)員已經(jīng)采取藥物治療。

裝置視圖可以顯示每個(gè)瓶子的連接狀態(tài)，包括電池電量，校準(zhǔn)因子和瓶子附件(bottle associations)。例如，渦輪流量計(jì)的校準(zhǔn)因子包括對(duì)應(yīng)于校準(zhǔn)測(cè)量的線性最佳擬合的斜率和y軸截距的常數(shù)。校準(zhǔn)測(cè)量涉及分配到測(cè)量的渦輪轉(zhuǎn)數(shù)的流體量。流量/轉(zhuǎn)速和流量偏移(運(yùn)動(dòng)員飲用時(shí)，瓶的角度)也可顯示。瓶子的設(shè)置可以被編輯，例如，飲用超時(shí)(毫秒)和葉輪超時(shí)(毫秒)可以被編輯。每一項(xiàng)的典型值可能是3000ms。飲用超時(shí)指喝一小口(sip)后以確定飲用完成的時(shí)間。飲用由加到一起的多個(gè)小口喝(multiple sips)組成，并被報(bào)告為單個(gè)飲用。

可為每個(gè)運(yùn)動(dòng)員提供詳細(xì)視圖，以顯示每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的詳細(xì)信息，如年齡，身高，運(yùn)動(dòng)，位置，初始體重，之前和之后的裸體體重，和正被消耗的流體以及，如果有必要，消耗的碳水化合物或電解質(zhì)。

運(yùn)動(dòng)員的數(shù)據(jù)可以被顯示在彈出視圖上，其上顯示每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的重量和流體讀數(shù)以及每次進(jìn)行測(cè)量所用的時(shí)間。彈出窗口可能反映了體重變化，出汗率和消耗的流體。

流體的熱量被記錄，并用于計(jì)算碳水化合物的消耗。其他營(yíng)養(yǎng)信息(鈉攝入量，例如)可能也會(huì)記錄，用于各種計(jì)算。

用于確定運(yùn)動(dòng)員的水合水平的公式是基于重量虧損和所消耗的流體量。方程為：

體重變化＝當(dāng)前體重－開始體重

累計(jì)汗水質(zhì)量＝消耗的流體的質(zhì)量－體重變化

汗水質(zhì)量Δ＝當(dāng)前體重－之前所測(cè)的體重+重量測(cè)量其間(in-between weight measurements)消耗的流體的質(zhì)量。

系統(tǒng)操作

通過(guò)分配相同數(shù)量的運(yùn)動(dòng)員與瓶子，使每個(gè)運(yùn)動(dòng)員與他們所使用的瓶子相關(guān)聯(lián)。由運(yùn)動(dòng)員選擇用于消耗的流體。流體可以是水合流體，例如水或含有電解質(zhì)和/或碳水化合物，如的溶液。流體可以由水和粉末來(lái)制備。

通過(guò)旋開蓋和移除插入件，向瓶子填充選定的流體。然后將選定的流體加入到瓶子中，更換插入件，擰緊蓋。

通信集線器被安裝在三角支架上。秤被設(shè)置，并準(zhǔn)備使用。測(cè)量和記錄每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的初始穿著衣服的重量。記錄與計(jì)算水合相關(guān)的任何其他數(shù)據(jù)，以及希望監(jiān)測(cè)的任何其他數(shù)據(jù)。

運(yùn)動(dòng)員開始訓(xùn)練，并定期從指定的瓶子飲用?！帮嬘谩北徽J(rèn)為是由在被稱為“飲用超時(shí)”的一段時(shí)間內(nèi)的幾個(gè)單獨(dú)的小口喝流體所組成。飲用后，瓶子等待這一段時(shí)間，以確保在登記消耗的流體的體積之前，該飲用已完成。假設(shè)所消耗的量是由瓶子分配的量。

每當(dāng)運(yùn)動(dòng)員使用瓶子時(shí)，瓶子與集線器進(jìn)行通信。如果運(yùn)動(dòng)員不在范圍內(nèi)，這可能不會(huì)立即發(fā)生。在一個(gè)方面中，瓶子能夠存儲(chǔ)大量的測(cè)量結(jié)果。因此，如果測(cè)量時(shí)瓶子不在通信集線器的范圍(通常10–20米之間)，則在課程結(jié)束時(shí)(或在課程期間間歇地)，可以將瓶子移動(dòng)至通信集線器附近，以傳送所存儲(chǔ)的測(cè)量結(jié)果。

在一次課程期間或之后，可以在計(jì)算機(jī)上檢查數(shù)據(jù)和細(xì)節(jié)。所有數(shù)據(jù)已收集的最終檢查可以通過(guò)使運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行最終飲用來(lái)完成。數(shù)據(jù)應(yīng)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)計(jì)算機(jī)，設(shè)定時(shí)間例如為，飲用超時(shí)結(jié)束后15秒。

訓(xùn)練課程結(jié)束之后，測(cè)量并記錄每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的最終的穿著衣服的重量。為每個(gè)運(yùn)動(dòng)員獲取裸體體重(后)重量讀數(shù)。然后，計(jì)算機(jī)分析和顯示結(jié)果。

下表代表了使用渦輪流量計(jì)對(duì)可能的課程的示例性測(cè)量：

以下是來(lái)自水合監(jiān)控課程的代表性視圖?？赡艿囊晥D并不限于以下視圖，視圖可以根據(jù)個(gè)體、運(yùn)動(dòng)等進(jìn)行調(diào)整。

圖14A描繪了多個(gè)課程的列表視圖。這個(gè)視圖可以提供日期，活動(dòng)(例如訓(xùn)練)的活動(dòng)持續(xù)時(shí)間，(例如92分鐘)和活動(dòng)的強(qiáng)度(例如低，中，高)。

圖14B示出了在圖14A中列出的其中一個(gè)課程的詳細(xì)視圖，此視圖可提供日期，活動(dòng)，活動(dòng)的位置，強(qiáng)度，天氣，溫度和濕度。

圖14C示出了稱重視圖，并可以包括活動(dòng)(例如上午的訓(xùn)練)，何時(shí)發(fā)生(如運(yùn)動(dòng)前)稱重，選手狀態(tài)(裸體，穿衣服)，所使用的秤(如A，B，C，D)，重量，和分配給運(yùn)動(dòng)員(選手)的號(hào)碼。

圖14D示出了實(shí)時(shí)分析，并且可以包括鍛煉的活動(dòng)(例如晨練)，持續(xù)時(shí)間，流體攝入，如果流體攝入低進(jìn)行的勸告或警告。

圖14E示出了運(yùn)動(dòng)員(選手)的詳細(xì)視圖，并可以包括姓名，球衣號(hào)碼(或其他標(biāo)識(shí)符)，位置，狀態(tài)(現(xiàn)役或非出賽)，出生日期，身高，電子郵件和照片。

圖14F示出了團(tuán)隊(duì)的詳細(xì)視圖，并且可包括運(yùn)動(dòng)員(選手)的列表和關(guān)于特定運(yùn)動(dòng)員的細(xì)節(jié)(例如正被消耗的流體，訓(xùn)練周期)，以及有關(guān)水合的細(xì)節(jié)。

圖14G示出了提供例如，流體，燃料，或電解質(zhì)攝入以及其他詳細(xì)信息，例如位置，年齡，身高，電子郵件，消耗的制劑(例如)，和制劑中的碳水化合物及電解質(zhì)(鈉)的圖形的報(bào)告視圖。

盡管已經(jīng)關(guān)于包括實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選模式的具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，存在落入(如在所附的權(quán)利要求中闡述的)本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的上述系統(tǒng)和技術(shù)的許多變化和變換。