一種便攜式有效運(yùn)動量監(jiān)測儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種便攜式有效運(yùn)動量監(jiān)測儀，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有單片機(jī)，所述單片機(jī)連接有實(shí)現(xiàn)對所述運(yùn)動強(qiáng)度信息進(jìn)行掉電永存的存儲器，用于采集運(yùn)動強(qiáng)度信息的加速度傳感器通過所述單片機(jī)與監(jiān)測顯示裝置相連接；所述單片機(jī)通過USB橋接芯片與PC機(jī)相連接，所述PC機(jī)的個性化管理控制系統(tǒng)通過USB橋接芯片與所述監(jiān)測儀進(jìn)行通訊。該監(jiān)測儀通過監(jiān)測顯示裝置顯示的星級直觀表示當(dāng)前值與最佳值的對比，有利于運(yùn)動者的自我掌握，該儀器體積小、耗電少，方便實(shí)用。
【專利說明】一種便攜式有效運(yùn)動量監(jiān)測儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及健身器械領(lǐng)域，具體涉及一種便攜式有效運(yùn)動量監(jiān)測儀。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市化進(jìn)程的深入化發(fā)展，工作性質(zhì)和生活水平伴隨而來的肥胖癥、高血壓、糖尿病、高血脂等慢性疾病患者也在全球范圍內(nèi)日益增多。合理膳食和適量運(yùn)動是防治代謝性疾病的關(guān)鍵，但是過小的運(yùn)動起不到治療甚至減緩疾病的作用，而過量的運(yùn)動又會導(dǎo)致某些疾病并發(fā)癥的產(chǎn)生，因此如何讓人們自覺的進(jìn)行適量運(yùn)動，成為有效防治上述常見慢性疾病的關(guān)鍵。
[0003]現(xiàn)有的監(jiān)測人體運(yùn)動量的儀器(如計(jì)步器、人體運(yùn)動能量監(jiān)測儀、心率監(jiān)測儀等)只能顯示運(yùn)動能量或者有效步伐，而如何判斷運(yùn)動者的強(qiáng)度是否標(biāo)準(zhǔn)以及不達(dá)標(biāo)的情況下如何對其的運(yùn)動強(qiáng)度和運(yùn)動持續(xù)時間指導(dǎo)，屬操作性難度大、考慮因素復(fù)雜但卻也是亟待解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種便攜式有效運(yùn)動量監(jiān)測儀，通過表征有效運(yùn)動量的直觀的數(shù)字和便于記憶的簡潔圖形來指導(dǎo)人們的適量運(yùn)動，有效規(guī)避了“過”與“不及”的情形發(fā)生，對運(yùn)動者的自我把握有重大的指導(dǎo)意義。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案具體為:一種有便攜式效運(yùn)動量監(jiān)測儀，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有單片機(jī)，所述單片機(jī)連接有實(shí)現(xiàn)對所述運(yùn)動強(qiáng)度信息進(jìn)行掉電永存的存儲器，用于采集運(yùn)動強(qiáng)度信息的加速度傳感器通過所述單片機(jī)與監(jiān)測顯示裝置相連接；所述單片機(jī)通過USB橋接芯片與PC機(jī)相連接，所述PC機(jī)的個性化管理控制系統(tǒng)通過USB橋接芯片與所述監(jiān)測儀進(jìn)行通訊。
[0006]所述單片機(jī)內(nèi)設(shè)有顯示驅(qū)動電路和用于計(jì)算完成的運(yùn)動強(qiáng)度值且根據(jù)運(yùn)動時間進(jìn)行累計(jì)的算法處理電路，所述算法處理電路的計(jì)算結(jié)果輸入單片機(jī)的顯示驅(qū)動電路，所述顯示驅(qū)動電路將計(jì)算結(jié)果對應(yīng)的有效運(yùn)動量通過所述監(jiān)測顯示裝置以星的形式顯示。
[0007]所述單片機(jī)的I/O端設(shè)有輪詢按鍵，所述監(jiān)測顯示裝置通過按下所述輪詢按鍵顯示所述運(yùn)動強(qiáng)度信息對應(yīng)的當(dāng)前時間、總運(yùn)動量、運(yùn)動步數(shù)和運(yùn)動距離，所述監(jiān)測顯示裝置顯示所述當(dāng)前時間、總運(yùn)動量、運(yùn)動步數(shù)和運(yùn)動距離對應(yīng)的所述有效運(yùn)動量。
[0008]所述個性化管理控制系統(tǒng)的體質(zhì)信息錄入端包括基本參數(shù)和體質(zhì)參數(shù)，所述基本參數(shù)主要包括身高、年齡以及體重參數(shù)，所述體質(zhì)參數(shù)主要包括代謝綜合癥群、慢病高危癥群以及自定義癥群。
[0009]所述單片機(jī)還包括產(chǎn)生共振時鐘的高頻振蕩電路。
[0010]所述單片機(jī)的電源系統(tǒng)包括電池和電池電量、充放電狀態(tài)確定電路。
[0011]所述電池為可充電的鋰電池。
[0012]所述加速度傳感器為MEMS三維加速度傳感器。
[0013]所述監(jiān)測顯示裝置為液晶顯示器。
[0014]本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是:由于是信息來源于MEMS三維加速度傳感器上進(jìn)行計(jì)算，用于計(jì)算運(yùn)動消耗的數(shù)據(jù)的精度性和穩(wěn)定性良好高；
[0015]當(dāng)達(dá)到一定運(yùn)動強(qiáng)度和持續(xù)時間后，用有效運(yùn)動量對應(yīng)的“★”(星級)的方式圖形的形式來直觀表示當(dāng)前的運(yùn)動狀態(tài)與理想運(yùn)動量的對比，便于掌握和指導(dǎo)。通過在監(jiān)測顯示裝置上顯示“★”把運(yùn)動目標(biāo)分解成為直觀的若干份，直接簡單，便于運(yùn)動者掌握且有明確的努力方向，且便攜式結(jié)構(gòu)的體積小、耗電少，方便實(shí)用；
[0016]個性化管理控制系統(tǒng)的錄入信息與檢測顯示裝置的星級對應(yīng)，為每類運(yùn)動人群定制有效運(yùn)動量，尤其對于慢性病的防治來說，有利于調(diào)動運(yùn)動者主動運(yùn)動的積極性，因此廣泛適用于因生活方式不當(dāng)而引起的糖尿病、高血壓、高血脂和肥胖征等代謝綜合征患者以及需要進(jìn)行運(yùn)動鍛煉的慢病高危人群。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本實(shí)用新型。此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定，其中:
[0018]圖1為本實(shí)用新型一種有效運(yùn)動量監(jiān)測儀的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型一種有效運(yùn)動量監(jiān)測儀的單片機(jī)電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021]如圖1-2所示的一種能夠方便指導(dǎo)人體有效運(yùn)動的有效運(yùn)動量監(jiān)測儀，可根據(jù)輸入的人體參數(shù)值自動設(shè)定適合本人的目標(biāo)運(yùn)動量，并將目標(biāo)運(yùn)動量分解成若干份，當(dāng)人體運(yùn)動達(dá)到一定運(yùn)動強(qiáng)度和持續(xù)時間后，會以圖形的形式直觀提醒運(yùn)動者已經(jīng)達(dá)到的有效運(yùn)動量和還需要完成的運(yùn)動量，以此來指導(dǎo)人們?nèi)绾芜M(jìn)行適量運(yùn)動。
[0022]有效運(yùn)動量監(jiān)測儀主要包括MEMS三維加速度傳感器D3、單片機(jī)D1、存儲器D3、監(jiān)測顯示裝置(以液晶顯示器LCD為例)和USB橋接芯片D2及其外接的PC機(jī)上設(shè)有的個性化管理控制系統(tǒng)，USB橋接芯片D2的(25腳、26腳)與單片機(jī)Dl的RC6 (44腳)、RC7 (I腳)相連接，實(shí)現(xiàn)普通mini線材對PC機(jī)的USB通訊。
[0023]首先運(yùn)動者通過個性化管理控制系統(tǒng)的錄入端輸入自身參數(shù)，自身參數(shù)包括基本參數(shù)和體質(zhì)參數(shù)，基本參數(shù)主要包括如身高、年齡以及體重等，體質(zhì)參數(shù)則主要包括代謝綜合癥群、慢病高危癥群以及自定義癥群，自定義癥群設(shè)為用戶可寫入。且個性化管理控制系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)可以修改，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測量。
[0024]單片機(jī)Dl的電路裝置包括放大、濾波、采樣、數(shù)據(jù)處理、顯示和數(shù)據(jù)傳輸電路，單片機(jī)Dl通過對運(yùn)動者的自身參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算，得出最佳運(yùn)動量對應(yīng)，并通過監(jiān)測顯示裝置顯示的星級直觀顯示。加速度傳感器Dl輸出的數(shù)字加速度信號與單片機(jī)Dl的RC4(42腳)、RC5(43腳)相連接，使用IIC總線協(xié)議單片機(jī)Dl完成對運(yùn)動者運(yùn)動的數(shù)據(jù)采集，然后通過單片機(jī)Dl的算法處理電路中的不同算法計(jì)算出運(yùn)動強(qiáng)度值并根據(jù)時間進(jìn)行累計(jì)，計(jì)算結(jié)果輸入單片機(jī)Dl內(nèi)的顯示驅(qū)動電路，顯示驅(qū)動電路與液晶顯示器LCD相連接，用星級圖案直觀提醒運(yùn)動者當(dāng)前運(yùn)動量與目標(biāo)運(yùn)動量的差距。
[0025]單片機(jī)Dl的I/O端(17腳)設(shè)有輪詢按鍵，通過按下按鍵可輪詢MEMS三維加速度傳感器D3采集的運(yùn)動數(shù)據(jù)對應(yīng)的當(dāng)前時間、總運(yùn)動量、運(yùn)動步數(shù)和運(yùn)動距離，單片機(jī)Dl的RC4(42腳)、RC5(43腳)IIC總線協(xié)議復(fù)用，連接存儲器D4實(shí)現(xiàn)信息掉電永存。此外，長按輪詢按鍵可以清空步數(shù)記錄，適合完成階段強(qiáng)步運(yùn)動步數(shù)和距離的測算。
[0026]鋰電池的+點(diǎn)電壓為3?4.7V，-點(diǎn)同時作為系統(tǒng)的模擬地，由數(shù)字加速度傳感器D3進(jìn)行運(yùn)動信息的采集，并在內(nèi)部完成模數(shù)轉(zhuǎn)化，通過USB橋接芯片將數(shù)據(jù)信息輸出。如使用一塊3.3伏鋰電直接供電，可更大程度地降低功耗，正常工作時平均電源電流低于0.5mA0
[0027]有為一種優(yōu)選，單片機(jī)Dl可采用型號picl6f917器件。晶體Yl為石英晶體，其工作頻率為32.768KHZ，和單片機(jī)Dl使用內(nèi)部高頻振蕩電路產(chǎn)生共振時鐘。單片機(jī)Dl的30腳、31腳與晶體Yl連接，晶體Yl與電容C8、C9組成振蕩電路，利用單片機(jī)Dl的睡眠喚醒降低功耗。另啟用單片機(jī)內(nèi)部集成高精度晶振，設(shè)定取用4M主頻，為單片機(jī)Dl提供兩種不同的工作頻率。液晶顯示器IXD采用動態(tài)驅(qū)動方式，其占空比為1/4，偏壓為1/3。
[0028]存儲器D4可采用愛特梅爾24cl28，該型號的信息擦除重寫次數(shù)高，實(shí)現(xiàn)信息掉電永存的性能十分優(yōu)良，且與加速度傳感器復(fù)用IIC總線協(xié)議，減少連線，使整個設(shè)備更微型化。
[0029]單片機(jī)Dl的電源部分包括一塊可充電鋰電池和開關(guān)Jl、電阻R(6、10)與單片機(jī)Dl的I腳、25腳相連接組成的電源電量、充放電狀態(tài)確定電路。
[0030]單片機(jī)Dl的(7、28)腳連接電源部分的+端:單片機(jī)Dl的(6、29)腳接地，單片機(jī)Dl的(30、31)腳與晶體Yl連接組成頻率振蕩電路，以在時鐘到來時喚醒單片機(jī)進(jìn)行工作，工作時啟用內(nèi)部4M高振蕩頻率。
[0031]插入mini USB數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)通訊的同時，也可以利用PC機(jī)的USB接口對監(jiān)測儀進(jìn)行充電，設(shè)計(jì)充電電流為1A，考慮到充電涓流等環(huán)節(jié)，正常充電1.5h即可充滿，充滿電的監(jiān)測儀的不間斷工作待機(jī)時間可達(dá)七天之久。
[0032]本實(shí)用新型人體運(yùn)動能量消耗監(jiān)測儀是直接將數(shù)字加速度傳感器輸出信號進(jìn)行運(yùn)動能量的計(jì)算和分析的，因此工作效率很高，使用一塊3.3V鋰電直接供電，更大降低功耗，正常工作時平均電源電流低于0.5mA。體積小，重量輕，功耗小，可為糖尿病、高血壓、高血脂和肥胖征等人群控制運(yùn)動量的強(qiáng)度和大小提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
[0033]根據(jù)美國心臟協(xié)會(American Heart Associat1n)和美國運(yùn)動醫(yī)學(xué)學(xué)會(American College of Sports Medicine)于2007年8月I日公布的體能訓(xùn)練指導(dǎo)手冊:建議美國18歲到65歲的健康成年人每周應(yīng)有5天進(jìn)行至少30分鐘的中等強(qiáng)度有氧體能訓(xùn)練。每次運(yùn)動時間應(yīng)至少達(dá)到10分鐘。按此要求，只要每天在儀器上顯示3顆星，就達(dá)到了目的。這種方法直觀簡單又分解了目標(biāo)，這對于自我掌握和醫(yī)生指導(dǎo)兩個角度來講均具有很大的意義，為我國實(shí)現(xiàn)全民健身起到重要的作用。
[0034]如上所述，對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，顯然，只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本實(shí)用新型的發(fā)明點(diǎn)及效果、對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的變形，也均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式有效運(yùn)動量監(jiān)測儀，其特征在于，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有單片機(jī)，所述單片機(jī)連接有實(shí)現(xiàn)對所述運(yùn)動強(qiáng)度信息進(jìn)行掉電永存的存儲器，用于采集運(yùn)動強(qiáng)度信息的加速度傳感器通過所述單片機(jī)與監(jiān)測顯示裝置相連接；所述單片機(jī)通過USB橋接芯片與PC機(jī)相連接，所述PC機(jī)的個性化管理控制系統(tǒng)通過USB橋接芯片與所述監(jiān)測儀進(jìn)行通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式有效運(yùn)動量監(jiān)測儀，其特征在于，所述單片機(jī)內(nèi)設(shè)有顯示驅(qū)動電路和用于計(jì)算完成的運(yùn)動強(qiáng)度值且根據(jù)運(yùn)動時間進(jìn)行累計(jì)的算法處理電路，所述算法處理電路的計(jì)算結(jié)果輸入單片機(jī)的顯示驅(qū)動電路，所述顯示驅(qū)動電路將計(jì)算結(jié)果對應(yīng)的有效運(yùn)動量通過所述監(jiān)測顯示裝置以星的形式顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種便攜式有效運(yùn)動量監(jiān)測儀，其特征在于，所述單片機(jī)的I/O端設(shè)有輪詢按鍵，所述監(jiān)測顯示裝置通過按下所述輪詢按鍵顯示所述運(yùn)動強(qiáng)度信息對應(yīng)的當(dāng)前時間、總運(yùn)動量、運(yùn)動步數(shù)和運(yùn)動距離，所述監(jiān)測顯示裝置顯示所述當(dāng)前時間、總運(yùn)動量、運(yùn)動步數(shù)和運(yùn)動距離對應(yīng)的所述有效運(yùn)動量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式有效運(yùn)動量監(jiān)測儀，其特征在于，所述個性化管理控制系統(tǒng)的體質(zhì)信息錄入端包括基本參數(shù)和體質(zhì)參數(shù),所述基本參數(shù)主要包括身高、年齡以及體重參數(shù)，所述體質(zhì)參數(shù)主要包括代謝綜合癥群、慢病高危癥群以及自定義癥群。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式有效運(yùn)動量監(jiān)測儀，其特征在于，所述單片機(jī)還包括產(chǎn)生共振時鐘的高頻振蕩電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式有效運(yùn)動量監(jiān)測儀，其特征在于，所述單片機(jī)的電源系統(tǒng)包括電池和電池電量、充放電狀態(tài)確定電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種便攜式有效運(yùn)動量監(jiān)測儀，其特征在于，所述電池為可充電的鋰電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式有效運(yùn)動量監(jiān)測儀，其特征在于，所述加速度傳感器為MEMS三維加速度傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式有效運(yùn)動量監(jiān)測儀，其特征在于，所述監(jiān)測顯示裝置為液晶顯示器。
【文檔編號】A63B71/06GK203916018SQ201420250335
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】張德偉, 劉東東 申請人:北京耀華康業(yè)科技發(fā)展有限公司