專利名稱：一種大規(guī)模運(yùn)動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大規(guī)模運(yùn)動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，尤其是針對大規(guī)模人群的體力活動采集系統(tǒng)，特別涉及一種利用ZigBee無線通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)的大規(guī)模運(yùn)動健康數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
大量科學(xué)研究證明，每個人的健康狀況與其個人的體力活動直接相關(guān)，科學(xué)有效的體力運(yùn)動可以提高平衡力，反應(yīng)和協(xié)調(diào)能力，經(jīng)常參加運(yùn)動，能增強(qiáng)人的體質(zhì)，而健全的精神來源于健康的身體。體力運(yùn)動可以促進(jìn)青少年的身體、智力和心理等方面的發(fā)育與成長，科學(xué)的運(yùn)動也可以預(yù)防、改善和治療青少年的慢性疾病，青少年的健康狀況與他們的體力活動直接相關(guān)，目前，國內(nèi)外已有部分科研院所進(jìn)行了基于多種傳感器檢測技術(shù)的人體活動監(jiān)測平臺的研究。但是由于技術(shù)條件的限制，大部分針對體力活動的監(jiān)測平臺還處于實(shí)驗(yàn)室研究狀態(tài)。市場上存在的面向個人用戶的運(yùn)動檢測裝置如計(jì)步器，采用加速度傳感器的人體姿態(tài)捕捉功能，利用簡單的計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)人體運(yùn)動的步數(shù)監(jiān)測等。但是這些產(chǎn)品反映的人體運(yùn)動參數(shù)比較單一，無法通過單一的運(yùn)動參數(shù)判斷用戶的身體健康狀態(tài)。此外，市場上現(xiàn)存的人體運(yùn)動采集裝置不能滿足校園人群或者大規(guī)模企業(yè)人群的特點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)針對大規(guī)模人群運(yùn)動健康數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集和管理?，F(xiàn)有技術(shù)中，針對大規(guī)模人群例如校園青少年運(yùn)動健康數(shù)據(jù)采集的需求，目前市場中的相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)主要存在如下不足1)缺乏應(yīng)用對象為大規(guī)模人群例如青少年學(xué)生人群的運(yùn)動監(jiān)測裝置；2)運(yùn)動采集終端的采集參數(shù)單一 ；3)運(yùn)動采集終端的姿勢識別單一 ；4)運(yùn)動采集終端無法長時間持續(xù)監(jiān)測和記錄用戶的運(yùn)動狀態(tài)；5)無法滿足運(yùn)動數(shù)據(jù)的自動上傳；6)缺乏大規(guī)模運(yùn)動數(shù)據(jù)被同時采集的功能。因此，迫切的需要一種設(shè)備和方法來解決上述技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種大規(guī)模運(yùn)動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及采集方法，本發(fā)明采用三維加速度傳感器檢測青少年的多種運(yùn)動姿態(tài)，利用不同運(yùn)動模式計(jì)算相應(yīng)體力活動的頻率，幅度，時間以及姿態(tài)數(shù)目等參數(shù)，量化測量人體日常體力活動狀況，并利用ZigBee無線傳輸技術(shù)，結(jié)合大規(guī)模數(shù)據(jù)自動接收算法，實(shí)現(xiàn)自動化、規(guī)?；瘮?shù)據(jù)米集。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種大規(guī)模運(yùn)動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述采集系統(tǒng)包括體力活動監(jiān)測終端，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，所述體力活動監(jiān)測終端通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)相連；數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)通過有線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器相連。作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述體力活動監(jiān)測終端包括CPU中央處理模塊，三維加速度傳感器模塊，光照采集模塊，無線通信模塊，數(shù)據(jù)保存模塊，電源模塊，運(yùn)動量顯示模塊，電源檢測與提示模塊，上述各個模塊將采集的信息匯總到CPU中央處理模塊。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述CPU中央處理模塊包括微處理器，姿態(tài)計(jì)算模塊，光照計(jì)算模塊，無線喚醒模塊，運(yùn)動量計(jì)算模塊以及電源電量計(jì)算模塊。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)包括CPU中央處理模塊，ZigBee通信模塊，電源模塊，天線，數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)上傳模塊，上述各個模塊將采集的信息匯總到CPU中央處理模塊。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述三維加速度傳感器模塊由一個能夠?qū)崟r檢測和輸出三維方向加速度的傳感器原件及其周圍電路元件組成，三維加速度傳感器模塊實(shí)時捕獲運(yùn)動加速度，通過CPU中央處理模塊內(nèi)部的姿態(tài)計(jì)算模塊分析當(dāng)前的運(yùn)動姿態(tài)，并將運(yùn)動的時間和姿態(tài)信息保存到數(shù)據(jù)保存模塊中。三維加速度傳感器模塊探測學(xué)生在行走、跑跳等各種運(yùn)動中不同角度和方向下的加速度值，實(shí)時輸出人體運(yùn)動過程中的三維空間的加速度數(shù)值。三維加速度傳感器模塊與CPU中央處理模塊的IO接口相連，被測學(xué)生在任意時刻的運(yùn)動加速度數(shù)值實(shí)時地傳送給CPU中央處理模塊，利用CPU中央處理模塊內(nèi)部的運(yùn)動姿態(tài)分析算法，解析運(yùn)動過程，同步保存學(xué)生的運(yùn)動形式，頻率，時間，運(yùn)動步數(shù)和幅度等參數(shù)。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述光照采集模塊集成了光照傳感器，利用CPU中央處理模塊的IO 口實(shí)時監(jiān)測是否在陽光環(huán)境中，并將監(jiān)測結(jié)果以數(shù)字量方式傳送到CPU中央處理模塊110，利用CPU中央處理模塊的光照強(qiáng)度算法計(jì)算光照強(qiáng)度并保存持續(xù)時間。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，運(yùn)動量顯示模塊170集成了 5個LED燈，利用CPU中央處理模塊的IO 口控制LED燈的點(diǎn)亮個數(shù)。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，電源檢測與提示模塊集成了可充電鋰電池與電源電量指示燈，電源電量指示LED燈與CPU中央處理模塊的IO 口相連，LED燈會在監(jiān)測終端大于5秒靜止?fàn)顟B(tài)之后的相對運(yùn)動時，通過顏色的變化提示電源電量狀態(tài)。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的無線通信模塊采用無線喚醒機(jī)制，在ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)全自動數(shù)據(jù)上傳。無線通信模塊基于ZigBee無線傳輸技術(shù),集成了 ZigBee模土夾，與CPU中央處理模塊相連，當(dāng)體力活動監(jiān)測終端處在ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)中，利用CPU中央處理模塊通過ZigBee自動傳輸保存的運(yùn)動數(shù)據(jù)。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)包括CPU中央處理模塊，ZigBee通信模塊，電源模塊，天線，數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)上傳模塊。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，ZigBee通信模塊與CPU中央處理模塊相連，與多個體力活動監(jiān)測終端組成ZigBee網(wǎng)絡(luò)，利用CPU中央處理模塊中的防碰撞算法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模體力活動監(jiān)測終端數(shù)據(jù)的自動讀取,并將批量數(shù)據(jù)保存到CPU中央處理模塊中。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，數(shù)據(jù)上傳模塊通過CPU中央處理模塊命令，通過有線的網(wǎng)絡(luò)連接將人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)采集到的批量數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，通過將設(shè)置有上述采集系統(tǒng)的載體設(shè)置在人體身上，進(jìn)行運(yùn)動數(shù)據(jù)的采集。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述載體為胸牌或者手環(huán)或者徽章。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下，多參數(shù)輸出的體力活動監(jiān)測終端，避免了單一參數(shù)的采集，為大規(guī)模人群，例如青少年學(xué)生的運(yùn)動健康數(shù)據(jù)分析提供了數(shù)據(jù)支持；體力活動監(jiān)測終端集成了多種運(yùn)動模式的測量算法，能夠識別學(xué)生的不同運(yùn)動狀態(tài)；基于動靜態(tài)結(jié)合的電源檢測與提示模塊，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的低功耗；實(shí)現(xiàn)了對隨機(jī)離散終端的透明化無用戶干涉的自動數(shù)據(jù)接收；實(shí)現(xiàn)了體力活動監(jiān)測終端與人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)的相對非靜止的數(shù)據(jù)接收；完成大規(guī)模、短時間內(nèi)的批量數(shù)據(jù)采集,增加了 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量。

圖1針對大規(guī)模人群的體力活動測量系統(tǒng)示意圖；圖2體力活動監(jiān)測終端結(jié)構(gòu)框圖；圖3人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖4體力活動監(jiān)測終端姿態(tài)計(jì)算算法流程圖；圖5無線喚醒機(jī)制圖。實(shí)施方式為了加深對本發(fā)明的理解，
以下結(jié)合附圖1-5對本發(fā)明做詳細(xì)的說明。實(shí)施例1 :采用徽章式載體對青少年學(xué)生運(yùn)動健康數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。如圖1所示，整個大規(guī)模人群的體力活動測量系統(tǒng)包括徽章式體力活動監(jiān)測終端100，人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)200以及數(shù)據(jù)處理服務(wù)器300。針對大規(guī)模人群采用多個體力活動監(jiān)測終端100，組成大規(guī)模體力活動監(jiān)測終端600。多個徽章式體力活動監(jiān)測終端100組成了大規(guī)模活動監(jiān)測終端600 ;徽章式體力活動監(jiān)測終端100通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)400與人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)200相連；人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)200通過有線網(wǎng)絡(luò)連接500與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器300相連?；照率襟w力活動監(jiān)測終端100采集到的運(yùn)動健康數(shù)據(jù)，通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)400傳輸給人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)200，利用有線網(wǎng)絡(luò)連接500將保存在人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)200中的大量不同運(yùn)動健康數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器300，利用上位機(jī)觀察和分析數(shù)據(jù)。如圖2所示，徽章式體力活動監(jiān)測終端100包括CPU中央處理模塊110，三維加速度傳感器模塊120，光照采集模塊130，無線通信模塊140，數(shù)據(jù)保存模塊150，電源模塊160，運(yùn)動量顯示模塊170，電源檢測與提示模塊180。其中，CPU中央處理模塊110包括微處理器111，姿態(tài)計(jì)算模塊112，光照計(jì)算模塊113，無線喚醒模塊114，運(yùn)動量計(jì)算模塊115以及電源電量計(jì)算模塊116。為完成運(yùn)動信息的監(jiān)測，三維加速度傳感器模塊120是由一個能夠?qū)崟r檢測和輸出三維方向加速度的傳感器原件及周圍電路組成。當(dāng)三維加速度傳感器模塊120實(shí)時捕獲學(xué)生的運(yùn)動加速度時，通過CPU中央處理模塊110內(nèi)部的姿態(tài)計(jì)算模塊112分析當(dāng)前的運(yùn)動姿態(tài)，并將運(yùn)動的時間和姿態(tài)信息保存到數(shù)據(jù)保存模塊150中。在加速度傳感器數(shù)據(jù)提取完成后，需要判定學(xué)生的運(yùn)動和姿態(tài)形式?；照率襟w力活動監(jiān)測終端100利用三維加速度傳感器模塊120，每隔25毫秒讀取一次加速度測量值，并進(jìn)行如圖4所示的計(jì)算處理首先通過低通數(shù)字濾波器，去除加速度數(shù)據(jù)中穩(wěn)定不變的直流分量，以及變化緩慢即頻率小于O.1赫茲的部分。再通過高通濾波器，去除數(shù)據(jù)中高頻分量即大于12.5Hz。然后，分析比較X，Z，Y三個空間軸的數(shù)據(jù)變化的峰峰值。獲取最大值Max，和最小值Min，找出三個軸中峰峰值最大的一個軸，作為主要目標(biāo)軸,根據(jù)目標(biāo)軸的數(shù)據(jù)變化特征，判斷是否滿足運(yùn)動步伐的條件。最后，再判斷運(yùn)動部分在時間域上是否滿足條件步頻應(yīng)該在人的正常步頻范圍即O. 5Hf 5Hz，且有效步伐持續(xù)10次以上。滿足上述條件時認(rèn)為檢測出有效的運(yùn)動步伐，進(jìn)而方便的判斷運(yùn)動形式和記錄時間段內(nèi)的步數(shù)累積。為了使運(yùn)動監(jiān)測的數(shù)據(jù)透明化，徽章式體力活動監(jiān)測終端100加入了運(yùn)動量顯示模塊170。所述運(yùn)動量顯示模塊170是由5個LED燈組成，通過CPU中央處理模塊110內(nèi)部的運(yùn)動量計(jì)算模塊115衡量存儲的運(yùn)動信息和數(shù)據(jù)是否達(dá)到預(yù)定額度，以及相應(yīng)的比例值，將該比例值反映到LED等的點(diǎn)亮個數(shù)上，從而讓當(dāng)前運(yùn)動量的積累值透明化。除了學(xué)生的運(yùn)動信息，還需要包含對學(xué)生光照時間信息的提取。光照采集模塊130由一個能夠捕捉當(dāng)前環(huán)境的照度即單位面積上的光通量的光照傳感器組成，通過CPU中央處理模塊110內(nèi)部的光照計(jì)算模塊113根據(jù)不同環(huán)境下的照度值設(shè)定閾值，篩選和識別當(dāng)前條件下的光照環(huán)境，并將得出的光照環(huán)境信息保存至數(shù)據(jù)保存模塊150中?；照率襟w力活動監(jiān)測終端100作為移動便攜式終端設(shè)備，需要定時補(bǔ)給電源能量，所以電源檢測與提示模塊180利用紅色LED燈顯示當(dāng)前的電源電量。通過CPU中央處理模塊110內(nèi)部的電源電量計(jì)算模塊捕獲當(dāng)前的終端電源剩余電量，當(dāng)剩余電量小于設(shè)定閾值時，利用驅(qū)動電源檢測與提示模塊180內(nèi)的LED燈快速閃爍，告訴用戶電量不足的狀態(tài)。在充電過程中，設(shè)定了電源檢測與提示模塊180內(nèi)的LED燈以慢速閃爍作為充電過程提示，以常亮作為充電已滿狀態(tài)。為了完成徽章式體力活動監(jiān)測終端100利用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)400與人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)200進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，徽章式體力活動監(jiān)測終端100中包含了無線通信模塊140，作為ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，利用CPU中央處理模塊110中的無線喚醒模塊114，實(shí)現(xiàn)無線通信模塊140與人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)200之間的網(wǎng)絡(luò)連接，由于終端的電池供電能力有限，而無線通訊無論是接收還是發(fā)送都需要消耗大量電流。為節(jié)省電池能耗，在通訊過程中設(shè)計(jì)了 4種狀態(tài)沉默態(tài)，休眠態(tài)，偵聽?wèi)B(tài)，通訊態(tài)。如圖5所示，沉默態(tài)中，通訊功能即接收，發(fā)送完全關(guān)閉，無電源消耗，該狀態(tài)中所有的通訊功能全部關(guān)閉，直到等待時間到，再轉(zhuǎn)入休眠態(tài)中；休眠態(tài)中，終端休眠，定時喚醒并短時間監(jiān)聽采集器信號，如收到喚醒信號，轉(zhuǎn)跳到偵聽?wèi)B(tài)，即通訊的接收功能定時短暫開啟，其余時間關(guān)閉，少量電源消耗；偵聽?wèi)B(tài)中連續(xù)偵聽采集器的信號，等待采集器允許進(jìn)行通訊，如果收到允許，轉(zhuǎn)到通訊狀態(tài)，如果沒有成功通訊再轉(zhuǎn)入休眠態(tài)，即該狀態(tài)中通訊的接收持續(xù)開啟，較大電源消耗；通訊態(tài)中:與采集器雙向通訊，發(fā)出測量數(shù)據(jù)，接受下傳數(shù)據(jù)，完成后轉(zhuǎn)入沉默態(tài)，如果通訊非正常結(jié)束，轉(zhuǎn)到休眠態(tài)，即通訊的接收、發(fā)送功能均持續(xù)開啟，電源消耗達(dá)到最大。單個徽章式體力活動監(jiān)測終端100采用休眠態(tài)、沉默態(tài)、偵聽?wèi)B(tài)和通訊態(tài)四種狀態(tài)之間的識別和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對無線通信模塊140的控制和數(shù)據(jù)傳輸。在數(shù)據(jù)發(fā)送過程中，以分段數(shù)據(jù)發(fā)送和實(shí)時接收反饋的形式安全傳輸數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)的丟失。如圖3所示，人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)200由CPU中央處理模塊210，ZigBee通信模塊220，電源模塊230，天線240，數(shù)據(jù)存儲模塊250和數(shù)據(jù)上傳模塊260組成。其中，CPU中央處理模塊210包含微處理器211和大規(guī)模數(shù)據(jù)采集算法模塊212。ZigBee通信模塊220集成了 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的基站，負(fù)責(zé)采集在其區(qū)域內(nèi)的所有ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信息。ZigBee通信模塊220不斷的發(fā)出喚醒信號，當(dāng)學(xué)生佩戴徽章式體力活動監(jiān)測終端100出現(xiàn)在ZigBee通信模塊220的采集區(qū)域內(nèi)時，徽章式體力活動監(jiān)測終端100的無線通信模塊140接收到此喚醒信號則觸發(fā)通訊狀態(tài)，與人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)200的ZigBee通信模塊220進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，將徽章式體力活動監(jiān)測終端100中的數(shù)據(jù)存儲模塊150內(nèi)的信息和數(shù)據(jù)傳送給人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)200的數(shù)據(jù)存儲模塊250，從而完成信息的無線傳輸。當(dāng)多個徽章式體力活動監(jiān)測終端100共同出現(xiàn)時，組成了大規(guī)模活動監(jiān)測終端600。為了保證大規(guī)模活動監(jiān)測終端600在同一時段內(nèi)完成數(shù)據(jù)的接收，設(shè)計(jì)了 CPU中央處理模塊210內(nèi)的大規(guī)模數(shù)據(jù)采集算法模塊212。所述的大規(guī)模數(shù)據(jù)采集算法模塊212采用大規(guī)模數(shù)據(jù)采集信道選擇機(jī)制。不同的徽章式體力活動監(jiān)測終端100出現(xiàn)在采集區(qū)域時，通過采用時隙機(jī)制進(jìn)行防碰撞處理，保證每一個被喚醒的徽章式體力活動監(jiān)測終端100利用爭搶時隙的方式完成數(shù)據(jù)上傳，從而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模活動監(jiān)測終端600的人群數(shù)據(jù)的短時間內(nèi)安全上傳。由于ZigBee通信模塊220采用了 2. 4GHZ的通信頻段，所以，針對同一時段內(nèi)的大規(guī)?；顒颖O(jiān)測終端600的數(shù)據(jù)采集，需保證喚醒信道與2. 4GHZ的通信頻段的較大頻率間隔，避免喚醒信道和通訊頻段的干擾，實(shí)現(xiàn)喚醒信號發(fā)送過程不影響其他徽章式體力活動監(jiān)測終端100的數(shù)據(jù)與人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)200之間的通訊。學(xué)生每天的運(yùn)動數(shù)據(jù)通過人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)200自動提取后，可以長期的保存在數(shù)據(jù)存儲模塊250中。數(shù)據(jù)上傳模塊260將保存在數(shù)據(jù)存儲模塊250的大量學(xué)生的運(yùn)動健康數(shù)據(jù)通過有線網(wǎng)絡(luò)連接的形式傳送給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器300，為觀測運(yùn)動數(shù)據(jù)和分析學(xué)生的健康狀態(tài)提供前提。本發(fā)明在完善三維加速度傳感器的使用上，實(shí)現(xiàn)學(xué)生體力活動健康數(shù)據(jù)的跟蹤采集。在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)200上，設(shè)計(jì)了大規(guī)模數(shù)據(jù)同時段采集的模塊和算法，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的批量采集。設(shè)計(jì)的徽章式體力活動監(jiān)測終端100便于攜帶，在校園內(nèi)多處安裝人群數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)200，即可完成全校學(xué)生活動健康數(shù)據(jù)的全自動準(zhǔn)確提取。實(shí)施例2 所述載體為手環(huán)或者胸牌，其他優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。需要說明的是，上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并沒有限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，在上述結(jié)構(gòu)上所做的等同替換或者改變均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種大規(guī)模運(yùn)動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述采集系統(tǒng)包括體力活動監(jiān)測終端(100)，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)(200)以及數(shù)據(jù)處理服務(wù)器(300)，所述體力活動監(jiān)測終端(100)通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)(400)與數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)(200)相連；數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)(200)通過有線網(wǎng)絡(luò)(500)與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器(300)相連；所述體力活動監(jiān)測終端(100)包括CPU中央處理模塊(110)，三維加速度傳感器模塊(120)，光照采集模塊(130)，無線通信模塊(140)，數(shù)據(jù)保存模塊(150)，電源模塊(160)，運(yùn)動量顯示模塊(170)，電源檢測與提示模塊(180)，所述三維加速度傳感器模塊(120)、光照采集模塊(130)、無線通信模塊(140)、數(shù)據(jù)保存模塊(150)、電源模塊(160)、運(yùn)動量顯示模塊(170)和電源檢測與提示模塊(180)將采集的信息匯總到CPU中央處理模塊(110)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述CPU中央處理模塊(110)包括微處理器(111)，姿態(tài)計(jì)算模塊(112)，光照計(jì)算模塊(113)，無線喚醒模塊(114)，運(yùn)動量計(jì)算模塊(115)以及電源電量計(jì)算模塊(116)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的運(yùn)動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)(200)包括CPU中央處理模塊(210)，ZigBee通信模塊(220)，電源模塊(230)，天線(240)，數(shù)據(jù)存儲模塊(250)和數(shù)據(jù)上傳模塊(260)，所述ZigBee通信模塊(220)，電源模塊(230 )，天線(240 )，數(shù)據(jù)存儲模塊(250 )和數(shù)據(jù)上傳模塊(260 )將采集的信息匯總到CPU中央處理模塊(210)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的運(yùn)動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述三維加速度傳感器模塊(120)由一個能夠?qū)崟r檢測和輸出三維方向加速度的傳感器原件及其周圍電路元件組成，三維加速度傳感器模塊(120)實(shí)時捕獲運(yùn)動加速度，通過CPU中央處理模塊(110)內(nèi)部的姿態(tài)計(jì)算模塊(112)分析當(dāng)前的運(yùn)動姿態(tài)，并將運(yùn)動的時間和姿態(tài)信息保存到數(shù)據(jù)保存模塊(150)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述光照采集模塊(130)集成了光照傳感器，利用CPU中央處理模塊(110)的IO 口實(shí)時監(jiān)測是否在陽光環(huán)境中，并將監(jiān)測結(jié)果以數(shù)字量方式傳送到CPU中央處理模塊(110)，利用CPU中央處理模塊的光照強(qiáng)度算法計(jì)算光照強(qiáng)度并保存持續(xù)時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，運(yùn)動量顯示模塊(170)集成了 5個LED燈，利用CPU中央處理模塊的IO 口控制LED燈的點(diǎn)亮個數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，電源檢測與提示模塊(180)集成了可充電鋰電池與電源電量指示燈，電源電量指示LED燈與CPU中央處理模塊(110 )的IO 口相連，LED燈通過顏色的變化提示電源電量狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的運(yùn)動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述的無線通信模塊(140)采用無線喚醒機(jī)制，在ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)全自動數(shù)據(jù)上傳。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種大規(guī)模運(yùn)動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述采集系統(tǒng)包括體力活動監(jiān)測終端，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，所述體力活動監(jiān)測終端通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)相連；數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測系統(tǒng)通過有線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理服務(wù)器相連。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了多參數(shù)輸出的體力活動監(jiān)測終端，避免了單一參數(shù)的采集，為大規(guī)模人群運(yùn)動健康數(shù)據(jù)分析提供了數(shù)據(jù)支持；基于動靜態(tài)結(jié)合的電源檢測與提示模塊，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的低功耗；完成大規(guī)模、短時間內(nèi)的批量數(shù)據(jù)采集，增加了ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量。
文檔編號H04W84/18GK202887420SQ20122045349
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者張啟剛, 朱為模, 吳威, 楊艷 申請人:南京合一健康咨詢服務(wù)有限公司