運動消耗卡路里測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種運動消耗卡路里測量裝置，佩戴于運動者腰部，包括微處理器、與微處理器雙向連接的加速度傳感器、USB接口模塊和顯示模塊，其中所述USB接口模塊一端與微處理器雙向連接，另一端連接USB接口，所述顯示模塊的輸入端與微處理器的輸出端相連。與采用傳統(tǒng)機械計步器計算卡路里消耗的裝置相比，本實用新型計步精度得到很大提升，由此得到的卡路里消耗量也更加精確；實現(xiàn)簡單，集成度高，可嵌入可穿戴智能設(shè)備中，攜帶方便。
【專利說明】運動消耗卡路里測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及人體運動消耗卡路里測量領(lǐng)域，尤其是一種便攜式運動消耗卡路里測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]計步器作為一種受歡迎的日常鍛煉監(jiān)控設(shè)備，得到廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)有技術(shù)中的計步器，通過統(tǒng)計步數(shù)、距離、速度、時間等數(shù)據(jù)，測算卡路里或熱量消耗，用以掌控運動量，防止運動量不足或運動過量。機械式的計步器成本比較低，但它的準(zhǔn)確性和靈敏度很低，因此使用傳統(tǒng)的機械式計步器很難得到準(zhǔn)確的卡路里消耗量。
實用新型內(nèi)容
[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型提供一種便攜式運動消耗卡路里測量裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的準(zhǔn)確性和靈敏度低等問題，精確獲得人跑步的步數(shù)，從而進(jìn)一步獲得人體消耗的卡路里量。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:運動消耗卡路里測量裝置，佩戴于運動者腰部，包括微處理器、與微處理器雙向連接的加速度傳感器、USB接口模塊和顯示模塊，其中所述USB接口模塊一端與微處理器雙向連接，另一端連接USB接口，所述顯示模塊的輸入端與微處理器的輸出端相連。我們知道從腳的加速度來檢測步數(shù)是最準(zhǔn)確的，但是考慮到攜帶的方便，本實用新型利用腰部的運動來檢測步數(shù)。行走時腰部有上下的垂直運動，每步開始時會有一個比較大的加速度，利用對加速度的峰值檢測就可以得到行走的步數(shù)。
[0005]進(jìn)一步，所述顯示模塊為四位一體數(shù)碼管。
[0006]進(jìn)一步，所述加速度傳感器采用加速度測量芯片MMA7361。
[0007]更進(jìn)一步，本實用新型還包括5V電源，為所述微處理器、所述加速度傳感器和所述顯示模塊提供電能。
[0008]本實用新型達(dá)到以下有益效果:計步精度得到很大提升，由此得到的卡路里消耗量也更加精確；實現(xiàn)簡單，集成度高，可嵌入可穿戴智能設(shè)備中，攜帶方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型原理框圖；
[0010]圖2為人走路方向分析及垂直加速度圖；
[0011]圖3為本實用新型實施例中加速度傳感器MM7361接口圖；
[0012]圖4為對本實用新型計步精度測試的數(shù)據(jù)表。

【具體實施方式】
[0013]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0014]本實用新型包括微處理器、USB接口模塊、加速度傳感器、顯示模塊以及電源，連接關(guān)系如圖1所示。實施例中由單片機AT89S52作為微處理器、加速度測量芯片MMA7361采集模塊、USB2.0功能設(shè)備芯片CY7C68013接口模塊、四位一體數(shù)碼管顯示模塊組成。以AT89S52單片機為控制單元，用三軸加速度傳感器收集加速度數(shù)據(jù)，經(jīng)過相應(yīng)算法計算得到卡路里消耗量，利用LED四位一體數(shù)碼管顯示其值，同時通過USB接口與上位機進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。
[0015]當(dāng)人行走時，腳、腿、腰部和手臂都在運動，它們的運動會產(chǎn)生相應(yīng)的加速度，并且會在某個點產(chǎn)生一個峰值。我們知道從腳的加速度來檢測步數(shù)是最準(zhǔn)確的，但是考慮到攜帶的方便，選擇利用腰部的運動來檢測步數(shù)。行走時腰部有上下的垂直運動，每步開始時會有一個比較大的加速度，利用對加速度的峰值檢測就可以得到行走的步數(shù)，如圖2所示。確定了人行進(jìn)的步數(shù)后，便可以通過計算得到人體消耗的卡路里量。
[0016]MMA7361是一種電容式的加速度傳感器，它具有單極過濾器，溫度補償，自我測試，能探測線性自由落體的零重力探測器，以及能在兩個靈敏性之間做出選擇的重力選擇器。如圖3所示，該電路主要功能是用做MMA7361加速度傳感器的轉(zhuǎn)接口，產(chǎn)生相應(yīng)的變化值。相當(dāng)于整個系統(tǒng)的信號產(chǎn)生模塊。在MMA7361每一路信號輸出端都接了 RC低通濾波器，從而在硬件上做到減小高頻噪聲干擾。
[0017]為了檢測本實用新型的精確度，我們做了以下實驗:將本實用新型安裝在腰帶上靠右的位置，按照傳感器的不同方位，使加速度傳感器MMA7361的三軸(X、Y、Z)、(Y、Z、X)和(Z、X、Y)的正方向分別指向人體的正左方、人體的正上方和人前進(jìn)的方向，共進(jìn)行7次實驗，實驗數(shù)據(jù)如圖4所示。實驗中，對所有測試對象的X、Y和Z軸3個方向的數(shù)據(jù)都采用相同的方式進(jìn)行處理。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，可得計步器的精度達(dá)到95%，此精度已經(jīng)非常理想。
[0018]本實用新型方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1.運動消耗卡路里測量裝置，佩戴于運動者腰部，其特征在于:包括微處理器、與微處理器雙向連接的加速度傳感器、USB接口模塊和顯示模塊，其中所述USB接口模塊一端與微處理器雙向連接，另一端連接USB接口，所述顯示模塊的輸入端與微處理器的輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動消耗卡路里測量裝置，其特征在于:所述顯示模塊為四位一體數(shù)碼管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動消耗卡路里測量裝置，其特征在于:所述加速度傳感器采用加速度測量芯片MMA7361。
4.根據(jù)權(quán)利要求f3任一項所述的運動消耗卡路里測量裝置，其特征在于:還包括5V電源，為所述微處理器、所述加速度傳感器和所述顯示模塊提供電能。
【文檔編號】G01C22/00GK204133436SQ201420609189
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】周先春, 宋安, 孫文榮, 嵇亞婷, 尤天羽 申請人:南京信息工程大學(xué)