本發(fā)明涉及跑步機智能化及物聯(lián)網(wǎng)化領(lǐng)域，尤其是涉及一種智能跑步機系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，生活質(zhì)量的提高，人們越來越多的關(guān)注自身健康。伴隨著室內(nèi)健身行業(yè)的蓬勃發(fā)展，健身器械的安全性及給人帶來的舒適度體驗成為當(dāng)今社會研究的熱點。盡管室內(nèi)健身器械易于操作，但人身傷亡事件仍時有發(fā)生。在這種背景下，智能健身設(shè)備相應(yīng)出現(xiàn)，旨在更好的實現(xiàn)人機結(jié)合，通過智能感應(yīng)系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)運動員身體的異常并自動停機并報警，減少運動員健身過程中的傷亡。

現(xiàn)有技術(shù)中，智能跑步機是一種利用機載傳感器來感知周圍環(huán)境，并根據(jù)感知獲得設(shè)備周邊環(huán)境指數(shù)，控制運動員的運動進程及運動強度，從而使運動員能夠更放心、更準確的認識周圍環(huán)境與自身健康指數(shù)之間的適應(yīng)度，更好的在舒適的環(huán)境中鍛煉身體。但是這種智能感應(yīng)系統(tǒng)還存在不足，主要體現(xiàn)在僅通過傳感器檢測周圍環(huán)境參數(shù)，檢測項目過于單一，造成跑步機的判斷無法實現(xiàn)全面的精準度，并不能及時處理跑步過程中遇到的所有特殊情況，且對傳感器的要求較嚴格，一旦傳感器檢測出現(xiàn)偏差或者損壞，就會對運動員的健康造成威脅。

綜上，亟需研發(fā)一種基于信息自動化的智能跑步機系統(tǒng)，大幅度提高健身安全，并實現(xiàn)健身行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供的一種智能跑步機系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種智能跑步機系統(tǒng)，安裝在跑步機中，所述跑步機包括跑步帶、揚升電機及速度電機，該系統(tǒng)包括跑步機狀況自報告模塊、運動員行為報告模塊、跑步機狀況接收模塊、監(jiān)視模塊、運動指令發(fā)送模塊、處理模塊及執(zhí)行模塊，

所述跑步機狀況自報告模塊用于采集跑步機自身運行參數(shù)，并將該運行參數(shù)發(fā)送給所述處理模塊，并無線傳輸至其他跑步機的跑步機狀況接收模塊，所述跑步機自身運行參數(shù)包括跑步機的運行速度、斜坡坡度及運行時間等；

所述運動員行為報告模塊用于采集運動員行為參數(shù)，并將該參數(shù)發(fā)送給所述處理模塊，并無線傳輸至其他跑步機的跑步機狀況接收模塊，所述運動員行為參數(shù)包括運動員的心率；

所述跑步機狀況接收模塊用于接收其他跑步機的跑步機自身運行參數(shù)和運動員行為參數(shù)，并將該些參數(shù)發(fā)送給所述處理模塊；跑步機狀況接收模塊為無線收發(fā)芯片。

所述監(jiān)視模塊用于監(jiān)視其他跑步機的硬件系統(tǒng)是否正常運轉(zhuǎn)；監(jiān)視模塊包括紅外檢測儀，用于檢測其他跑步機是否有零件飛出。

所述運動指令發(fā)送模塊，用于向跑步者播報相應(yīng)的語音提示信息并向所述執(zhí)行模塊發(fā)送跑步機控制指令；

所述處理模塊用于根據(jù)其接收的其他模塊的信息，作出分析處理，得到處理結(jié)果；處理模塊選用STM32F103RBT6芯片。

所述執(zhí)行模塊根據(jù)所述跑步機控制指令和所述處理結(jié)果控制跑步機運行，包括控制跑步機運動強度變更、跑步模式切換或危險預(yù)警提示。執(zhí)行模塊為跑步機自身的控制器。

所述跑步機狀況自報告模塊和運動員行為報告模塊還將各自檢測到的參數(shù)發(fā)送給移動通信基站和衛(wèi)星定位系統(tǒng)，所述移動通信基站和衛(wèi)星定位系統(tǒng)將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到相關(guān)部門，包括急救中心、機械故障維修部門。

該系統(tǒng)還包括安全預(yù)警模塊，根據(jù)所述監(jiān)視模塊的監(jiān)視結(jié)果，判斷其他跑步機的硬件系統(tǒng)是否正常運轉(zhuǎn)，如果否，則發(fā)出報警信號，并向所述執(zhí)行模塊發(fā)送跑步機控制指令。安全預(yù)警模塊包括紅外測距傳感器和蜂鳴器，紅外測距傳感器用于測量其他跑步機飛出的零件與自身跑步機的距離，蜂鳴器在異常狀況時，發(fā)出警報。

當(dāng)所述監(jiān)測模塊檢測到其他跑步機有零件飛出時，所述安全預(yù)警模塊判斷飛出的零件與自身跑步機的距離是否超出設(shè)定的安全距離，如果是，則發(fā)出報警信號。

所述運動指令發(fā)送模塊包括語音播報器和智能診斷專家數(shù)據(jù)庫，所述智能診斷專家數(shù)據(jù)庫存儲有跑步者的身份信息及鍛煉計劃，用于使用前進行跑步者身份認證并根據(jù)鍛煉計劃對跑步者的衣著、準備活動、跑步姿勢及呼吸節(jié)奏進行分析，并將分析結(jié)果通過所述語音播報器進行播報，自動指導(dǎo)跑步者進行科學(xué)安全的鍛煉。語音播報采用LD3320芯片。

該系統(tǒng)還包括顯示模塊，與所述處理模塊連接，用于顯示跑步機自身運行參數(shù)和其他跑步機的跑步機自身運行參數(shù)，當(dāng)跑步者想更換跑步機時，根據(jù)當(dāng)前跑步機的顯示模塊所顯示的內(nèi)容即可知道有哪些跑步機不在運行中，以便進行快速的選擇，避免了跑步者逐個跑步機查看，使跑步者有更多的時間運動。顯示模塊包括跑步機自帶的顯示屏和/或智能終端的屏幕。智能終端通過無線wifi或者藍牙與處理模塊通信，智能終端可為手機、PAD等終端設(shè)備。

所述運動員行為報告模塊包括智能檢測帶、速度傳感器、安裝在所述跑步帶下方的重力傳感器及鞋夾傳感器，所述重力傳感器用于測量跑步者的體重，所述智能檢測帶系帶在跑步者的胸部，用于監(jiān)測跑步者的心率、血壓、體溫及肺活量，所述速度傳感器安裝在所述速度電機的飛輪邊，用于測量跑步速度，所述鞋夾傳感器用于檢測跑步者的步幅和步頻。

所述跑步機狀況自報告模塊包括與跑步機的揚升電機連接的行程電阻，用于獲取跑步機的坡度信號。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用信息智能化技術(shù)，所述通過全面采集自身運行狀況參數(shù)、運動員行為參數(shù)及周圍跑步機運行狀況參數(shù)并作出分析處理，提高處理分析準確度，并結(jié)合監(jiān)控技術(shù)，執(zhí)行模塊根據(jù)所述處理結(jié)果或所述跑步控制指令執(zhí)行跑步機運動控制動作，形成多重判斷基礎(chǔ)，確保健身環(huán)境安全并及時發(fā)現(xiàn)運動員身體健康參數(shù)的異常，調(diào)整跑步參數(shù)，改善運動強度達到智能健身的效果，實現(xiàn)健身行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的智能跑步機系統(tǒng)，安裝在跑步機中，跑步機包括金屬框架、跑步帶、變頻器、揚升電機及速度電機，通過揚升電機調(diào)整跑步機的坡度，速度電機調(diào)整跑步機的速度，變頻器用于控制速度電機的快慢和揚升電機的坡度大小。

智能跑步機系統(tǒng)包括跑步機狀況自報告模塊、運動員行為報告模塊、跑步機狀況接收模塊、監(jiān)視模塊、運動指令發(fā)送模塊、處理模塊及執(zhí)行模塊，

跑步機狀況自報告模塊用于采集跑步機自身運行參數(shù)，并將該運行參數(shù)發(fā)送給處理模塊，并無線傳輸至其他跑步機的跑步機狀況接收模塊，跑步機自身運行參數(shù)包括跑步機的運行速度、斜坡坡度及運行時間；跑步機狀況自報告模塊的實現(xiàn)主要通過在跑步機上安裝運動監(jiān)測器，例如在揚升電機上安裝行程電阻來獲取跑步帶的坡度信號測定坡度的變化。參數(shù)的采集和傳輸都要依靠傳感器，傳感器采集的模擬信號通過信號調(diào)理放大電路和濾波后將脈沖信號送給微控制器將傳感器的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并通過微控制器的串行口傳輸?shù)絋CP/IP串口服務(wù)器上，微處理器把跑步機上傳感器數(shù)據(jù)信號通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)給PC機同時接受來自PC機的控制指令所有的數(shù)據(jù)傳輸通過TCP/IP以太網(wǎng)連接。

跑步機狀況自報告模塊還將跑步機自身參數(shù)發(fā)送給移動通信基站和運動器械監(jiān)控站點，移動通信基站或運動器械監(jiān)控站點將收到的跑步機自身參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)到信號覆蓋范圍，比如發(fā)送給健身中心管理系統(tǒng)。

運動員行為報告模塊用于采集運動員行為參數(shù)，并將該參數(shù)發(fā)送給處理模塊，并無線傳輸至其他跑步機的跑步機狀況接收模塊，運動員行為參數(shù)主要為心率，因為心率的變化能夠直接反映人體的運動強度、能量消耗、呼吸程度及身體狀況。運動員行為報告模塊包括智能檢測帶、速度傳感器、安裝在跑步帶下方的重力傳感器及鞋夾傳感器，重力傳感器用于測量跑步者的體重，智能檢測帶系帶在跑步者的胸部，用于監(jiān)測跑步者的心率、血壓、體溫及肺活量等生理數(shù)據(jù)，速度傳感器安裝在速度電機的飛輪邊，用于測量跑步速度，鞋夾傳感器用于檢測跑步者的步幅和步頻，另外跑步帶上還設(shè)有用于收集落足點、蹬力、蹬地面積等數(shù)據(jù)的傳感器。

運動員行為參數(shù)的發(fā)送可以借助藍牙協(xié)議實現(xiàn)。

跑步機狀況接收模塊用于接收其他跑步機的跑步機自身運行參數(shù)和運動員行為參數(shù)，并將該些參數(shù)發(fā)送給處理模塊；

監(jiān)視模塊用于監(jiān)視其他跑步機的運行狀態(tài)，具體監(jiān)視其他跑步機的硬件系統(tǒng)是否正常運轉(zhuǎn)，得到監(jiān)視結(jié)果，并將監(jiān)視結(jié)果發(fā)送給處理模塊；

運動指令發(fā)送模塊，根據(jù)監(jiān)視結(jié)果，向跑步者播報相應(yīng)的語音信息并向執(zhí)行模塊發(fā)送跑步機控制指令；運動指令發(fā)送模塊包括語音播報器和智能診斷專家數(shù)據(jù)庫，智能診斷專家數(shù)據(jù)庫存儲有跑步者的身份信息、個人檔案及鍛煉計劃等信息，用于使用前進行身份認證并根據(jù)運動員自身參數(shù)和鍛煉計劃對跑步者的衣著、準備活動、跑步姿勢及呼吸節(jié)奏進行分析，并將分析結(jié)果通過語音播報器進行播報，自動指導(dǎo)跑步者進行科學(xué)安全的鍛煉，通過語音播報可以避免在鍛煉過程中伸手操作時的身體失衡。

處理模塊用于根據(jù)其接收的其他模塊的信息，作出分析處理，得到處理結(jié)果；

執(zhí)行模塊根據(jù)跑步機控制指令和處理結(jié)果控制跑步機運行，包括控制跑步機運動強度變更、停止、跑步模式切換或危險預(yù)警提示。

該系統(tǒng)還包括安全預(yù)警模塊，根據(jù)監(jiān)視結(jié)果，判斷其他跑步機的運行狀態(tài)是否超出安全范圍，一旦超出安全范圍，則發(fā)出報警信號。比如，設(shè)定其他跑步機與本跑步機的運行健康狀況經(jīng)各項指標評定均為良好，低于良好指標時均顯示安全預(yù)警信號。本發(fā)明對具體的安全范圍的內(nèi)容和大小不作限定。該模塊主要判斷其他跑步機的位置和狀態(tài)是否發(fā)生變化，例如有些跑步機運行故障時一些零件飛出，這時本跑步機就要判斷飛出零件與自身的距離并及時語音提醒運動員注意防范，安全距離事先設(shè)定，其次，判斷其他跑步機的無線網(wǎng)絡(luò)傳遞信號是否對本跑步機信號造成干擾。

該系統(tǒng)還包括顯示模塊，與處理模塊連接，用于顯示跑步機自身運行參數(shù)和其他跑步機的跑步機自身運行參數(shù)。顯示模塊包括跑步機自帶的顯示屏和/或智能終端的屏幕。智能終端可以為智能手機，或者Pad等電子智能設(shè)備，智能終端通過無線網(wǎng)絡(luò)或者藍牙方式與智能跑步機系統(tǒng)進行連接。

下面以一具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

本實施例中，以三臺跑步機為例對智能跑步機系統(tǒng)進行進一步說明：一號跑步機、二號跑步機和三號跑步機內(nèi)均安裝有智能跑步機系統(tǒng)，對于單臺跑步機來說，一號跑步機的智能跑步機系統(tǒng)內(nèi)的跑步機狀況自報告模塊和運動員行為報告模塊將一號跑步機的速度、斜坡坡度及跑步者的心率、步幅、步頻等參數(shù)實時發(fā)送到一號跑步機的處理模塊、移動通信基站和衛(wèi)星定位系統(tǒng)，由處理模塊進行運算并分析，若分析得到一號跑步機的運行狀態(tài)處于異常，如轉(zhuǎn)速超出正常標準范圍，或者跑步者心率處于異常范圍，則向執(zhí)行模塊發(fā)送緊急停機指令，移動通信基站和衛(wèi)星定位系統(tǒng)將接收的數(shù)據(jù)發(fā)送至急救中心和機械故障維修部門，急救中心人員判斷出跑步者心率處于異常范圍時，則組織醫(yī)護人員進行急救，機械故障維修部門的人員判斷出一號跑步機運行異常時，則組織維修人員進行維修。械故障維修部門對每一臺跑步機的運行狀況都可以記錄，方便后續(xù)查詢和追溯，實現(xiàn)更完善的跑步機管理機制。

一號跑步機可以通過跑步機狀況接收模塊，實時獲取二號跑步機和三號跑步機的實時運行狀態(tài)，發(fā)送給處理模塊并通過顯示模塊顯示出來，比如：一號跑步機的智能跑步機系統(tǒng)的處理模塊分析得到二號跑步機處于故障中，則一號跑步機的執(zhí)行模塊執(zhí)行自檢測；當(dāng)一號跑步機上的跑步者想更換跑步機時，通過顯示模塊可以看出二號跑步機和三號跑步機是否空閑，如果有跑步機空閑且一切正常，則可以選擇空閑的跑步機。

一號跑步機的監(jiān)測模塊實時監(jiān)測二號跑步機和三號跑步機的硬件系統(tǒng)是否正常，比如，當(dāng)一號跑步機的監(jiān)測模塊監(jiān)測到三號跑步機的固定栓斷裂飛出時，安全預(yù)警模塊判斷斷裂飛出的固定栓與一號跑步機的距離是否超出設(shè)定的安全距離0.5米，如果是，則立即發(fā)出警示，提示相關(guān)人員。

本發(fā)明的智能跑步機系統(tǒng)利用信息智能化技術(shù)，通過全面采集自身跑步機運行狀況參數(shù)、運動員行為參數(shù)及周圍跑步機運行狀況參數(shù)，提高處理分析準確度，并結(jié)合監(jiān)控技術(shù)，形成多重判斷基礎(chǔ)，以及時有效地對跑步機執(zhí)行控制動作，大幅度提高跑步機健身安全，并實現(xiàn)健身行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，提高國民身體健康水平。

以上所揭露的僅為本發(fā)明的幾種較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。