一種帶有人體運動監(jiān)測功能的音響系統(tǒng)及音響裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及音響設備領域，具體涉及一種帶有人體運動監(jiān)測功能的音響系統(tǒng)，包括用于播放音頻信號的音頻播放單元，還包括處理器單元、用于監(jiān)測人體運動狀態(tài)的智能運動單元，所述智能運動單元包括用于采集人體三維加速度信息的加速度傳感器，所述處理器單元分別與加速度傳感器和音頻播放單元連接,接收加速度傳感器采集的人體三維加速度信息，將其轉化為音頻信號并輸出至音頻播放單元。本實用新型將智能運動單元和音頻播放單元通過處理器單元有效得結合在一起，形成一完整的產(chǎn)品，滿足用戶在健身中享受音樂帶來的樂趣，又能科學掌握自身運動情況，提高用戶的使用興趣。
【專利說明】 一種帶有人體運動監(jiān)測功能的音響系統(tǒng)及音響裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及音響設備領域，具體涉及一種帶有人體運動監(jiān)測功能的音響系統(tǒng)及音響裝置。

【背景技術】
[0002]隨著影音技術的發(fā)展，“便攜式”音源產(chǎn)品呈現(xiàn)出多元化的趨勢，針對不同的用戶、不同的使用環(huán)境而出現(xiàn)了分體式、組合式、臺式、便攜式等多種類型。體積小巧、功能強大、功耗很低的便攜式音響產(chǎn)品越來越受到歡迎，并且逐漸成為一種消費時尚。在戶外運動中，越來越多的人喜歡隨身攜帶一個便攜式音響，在健身的同時享受音樂帶來的樂趣。同時，由于隨著智能運動腕表等運動監(jiān)測設備的越來越普遍，人們在運動健身時還會攜帶一個智能運動腕表，用于監(jiān)測當前人體運動狀態(tài)。
[0003]但現(xiàn)有的便攜式音響和運動監(jiān)測設備的功能單一，已經(jīng)無法滿足消費者的需求，也吸引不到消費者的注意，大大降低這類產(chǎn)品與消費者的粘性，并且由于運動監(jiān)測設備和便攜式音響需要分別單獨購買，大大提高運動健身的投入成本。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種帶有人體運動監(jiān)測功能的音響系統(tǒng)及音響裝置，便于將運動監(jiān)測設備與便攜式音響的有效結合。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種帶有人體運動監(jiān)測功能的音響系統(tǒng)，包括用于播放音頻信號的音頻播放單元，還包括處理器單元、用于監(jiān)測人體運動狀態(tài)的智能運動單元，所述智能運動單元包括用于采集人體三維加速度信息的加速度傳感器，所述處理器單元分別與加速度傳感器和音頻播放單元連接，接收加速度傳感器采集的人體三維加速度信息，將其轉化為音頻信號并輸出至音頻播放單元。
[0006]其中，較佳方案是:所述的加速度傳感器為三維加速度傳感器或若干一維加速度傳感器的組合。
[0007]其中，較佳方案是:所述音響系統(tǒng)還包括與處理器單元連接的控制單元，所述控制單元包括用于控制智能運動單元的運動按鍵組和用于控制音頻播放單元的音頻按鍵組。
[0008]其中，較佳方案是:所述音響系統(tǒng)還包括與處理器單元連接的通信單元，所述通信單元包括用于與外部設備無線連接的無線通信單元和用于與外部設備有線連接的有線通信單元。
[0009]其中，較佳方案是:所述控制單元包括用于控制智能運動單元的運動按鍵組和用于控制音頻播放單元的音頻按鍵組。
[0010]其中，較佳方案是:所述音響系統(tǒng)還包括用于顯示當前人體運動狀態(tài)和音頻信息的顯示單元，所述顯示單元與處理器單元連接。
[0011]其中，較佳方案是:所述音響系統(tǒng)還包括用于發(fā)送求救信號的SOS單元，所述SOS單元與處理器單元連接。
[0012]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種帶有人體運動監(jiān)測功能的音響裝置，包括殼體和設置在殼體內部的音箱，還包括設置在殼體內部的處理器和計步器，所述處理器分別與計步器和音箱連接，接收計步器采集的人體三維加速度信息，將其轉化為音頻信號并輸出至音箱；所述音響裝置還包括設置在殼體表面的控制按鍵和顯示屏，所述控制按鍵和顯示屏分別與處理器連接。
[0013]其中，較佳方案是:所述顯示屏設置在殼體的頂部。
[0014]其中，較佳方案是:所述音響裝置還包括設在殼體側面的若干接口，所述接口包括充電接口、音頻輸入接口和TF卡接口，所述音頻輸入接口和TF卡接口分別與處理器連接。
[0015]其中，較佳方案是:所述音響裝置還包括設在殼體背面的卡扣結構。
[0016]本實用新型的有益效果在于，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型通過設計一種帶有人體運動監(jiān)測功能的音響系統(tǒng)及裝置，將智能運動單元和音頻播放單元通過處理器單元有效得結合在一起，形成一完整的產(chǎn)品，滿足用戶在健身中享受音樂帶來的樂趣，又能科學掌握自身運動情況，提高用戶的使用興趣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0018]圖1是本實用新型音頻系統(tǒng)的結構示意圖；
[0019]圖2是本實用新型智能運動單元的電路圖；
[0020]圖3是本實用新型處理器單元的電路圖；
[0021]圖4是本實用新型音頻裝置的正面結構示意圖；
[0022]圖5是本實用新型音頻裝置的背面結構示意圖。

【具體實施方式】
[0023]現(xiàn)結合附圖，對本實用新型的較佳實施例作詳細說明。
[0024]如圖1、2、3所示，提供一種帶有人體運動監(jiān)測功能的音響系統(tǒng)的優(yōu)選實施例。
[0025]一種帶有人體運動監(jiān)測功能的音響系統(tǒng)，包括處理器單元10、智能運動單元20和音頻播放單元30，智能運動單元20包括加速度傳感器21，處理器單元10分別與加速度傳感器21和音頻播放單元30連接，接收加速度傳感器21采集的人體三維加速度信息，將其轉化為音頻信號并輸出至音頻播放單元30。其中，處理器單元10用于處理接收到的信號或控制音響系統(tǒng)；智能運動單元20用于監(jiān)測人體運動狀態(tài)，加速度傳感器21用于監(jiān)測人體運動狀態(tài)；音頻播放單元30用于播放音頻信號。
[0026]進一步地，智能運動單元20還包括用于將從加速度傳感器21采集到的人體三維加速度信息轉化成數(shù)字信號的模數(shù)轉化器22，模數(shù)轉化器22分別與加速度傳感器21和處理器單元10連接。
[0027]智能運動單元20工作時，包括兩種工作狀態(tài)，分別是第一工作狀態(tài)和第二工作狀態(tài)，這兩種工作狀態(tài)都有各自特有的主要任務和次要任務。
[0028]具體地，第一工作狀態(tài)最主要的任務是搜索人的比較穩(wěn)定的靜止狀態(tài)，并存儲靜止狀態(tài)的起始時間；第一工作狀態(tài)次要的任務是監(jiān)測人體的活動幅度，如果發(fā)現(xiàn)人體的活動幅度低于靜止與運動的臨界值，那么就累計人體靜止狀態(tài)的持續(xù)時間，如果發(fā)現(xiàn)人體的活動幅度超過靜止與運動的臨界值的次數(shù)達到一定程度時，那么會計算出靜止狀態(tài)的終止時間以及這個過程中人所消耗的能量，同時就由第一工作狀態(tài)進入第二工作狀態(tài)。這里所說的人的靜止狀態(tài)主要包括人坐著時的無規(guī)則運動、躺著時的無規(guī)則運動、以及一些其他的輕微抖動。其中，靜止與運動的臨界值是指加速度傳感器21采集到的人體運動狀態(tài)的振幅大小的預設值，當加速度傳感器21采集到的人體運動狀態(tài)的振幅大于預設值，即表示用戶在運動，反之為靜止；靜止與運動的臨界值的次數(shù)優(yōu)選15-20次。
[0029]第二工作狀態(tài)的最要任務是搜索比較穩(wěn)定的重復性運動，當發(fā)現(xiàn)重復性的運動時推算出這種運動開始的時間；第二工作狀態(tài)次要的任務是監(jiān)測人體的活動幅度，如果發(fā)現(xiàn)人體的活動幅度低于靜止與運動的臨界值的次數(shù)達到一定程度時，那么會由第二工作狀態(tài)進入第一工作狀態(tài)。優(yōu)選的，智能運動單元20發(fā)現(xiàn)重復性的運動時推算出這種運動開始的時間并識別出這種運動的運動類型，智能運動單元20 —般根據(jù)擺動的速度、振幅或已預設的擺動類型進行識別。
[0030]如用戶可以通過操作，預設擺動類型，如選擇跑步，智能運動單元20會根據(jù)擺動的速度、振幅，識別出當前是走路還是跑步。
[0031]其中，模數(shù)轉化器22將從加速度傳感器21采集到的模擬信號轉化成數(shù)字信號，模擬信號一般是指擺動的速度、振幅和運動時間，模數(shù)轉化器22將數(shù)字信號發(fā)送到處理器單元10進行數(shù)據(jù)處理，計算出運動距離、消耗的熱量(卡路里)，并將計算結果轉化成用于傳輸?shù)男盘枖?shù)據(jù)或用于音頻播放的音頻信號。
[0032]參考圖2，提供智能運動單元的電路圖。
[0033]智能運動單元20包括加速度傳感器21和模數(shù)轉化器22，加速度傳感器21優(yōu)選芯片為MS3029、模數(shù)轉化器22優(yōu)選芯片MC6C227或MC6C228，當然，加速度傳感器21和模數(shù)轉化器22也可以用功能類似的芯片或數(shù)模電路代替，芯片MS3029與芯片MC6C227連接，芯片MC6C227與處理器單元10連接，芯片MS3029通過引腳2的SDI 口將人體運動信息發(fā)送到芯片MC6C227的引腳5接口，通過引腳12的SCLK 口將時鐘信號發(fā)送到芯片MC6C227的引腳6接口，芯片MC6C227接收到芯片MS3029發(fā)送的人體運動信息和時鐘信號，通過芯片MC6C227的內部處理器進行數(shù)據(jù)分析、處理，將人體運動信息和時鐘信號轉化成具有高低平的數(shù)字信號，并通過引腳2的I2C_SC1、引腳3的STED_0UT和引腳7的I2C_SDA與處理器單元10連接。
[0034]進一步地，加速度傳感器21為可同時采集三個正交方向的人體三維加速度信息的三維加速度傳感器或若干可采集單一方向加速度信息的一維加速度傳感器組合。
[0035]參考圖3，提供處理器單元的電路圖。
[0036]處理器單元10優(yōu)選芯片為AK-7797，當然，處理器單元10也可以用功能類似的芯片或數(shù)模電路代替，芯片AK-7797設有最小工作系統(tǒng)，芯片AK-7797通過各引腳控制音響系統(tǒng)中各功能模塊，并通過各引腳與音響系統(tǒng)中各功能模塊進行數(shù)據(jù)交換；如芯片AK-7797通過引腳35的I2C_SC1、引腳63的STED_0UT和引腳34的I2C_SDA與芯片MC6C227連接，這些引腳部分用于數(shù)據(jù)交換，芯片AK-7797還能通過部分引腳控制芯片MC6C227 ;如芯片AK-7797通過引腳28ALN、引腳VDDTO與存儲器連接，存儲器優(yōu)選為TF卡。
[0037]本實用新型進一步提供一較佳實施例，音響系統(tǒng)還包括控制單元40，控制單元40與處理器單元10連接。
[0038]具體地，控制單元40包括用于控制智能運動單元20的運動按鍵組41和用于控制音頻播放單元30的音頻按鍵組42。其中，運動按鍵組41包括用于開啟智能運動單元20的運動開啟鍵、用于設置運動模式的運動模式選擇鍵、用于播放當前運動信息的運動語音開啟鍵，音頻按鍵組42包括用于接聽電話或停止播放的接聽電話或停止播放鍵、用于調節(jié)聲音大小的音量調節(jié)鍵、用于播放上下首歌曲的歌曲選擇鍵等；還設有一些功能按鍵，如用于開啟音響系統(tǒng)的開啟關閉鍵、用于調節(jié)顯示屏狀態(tài)的顯示屏調節(jié)鍵等。
[0039]本實用新型進一步提供一較佳實施例,音響系統(tǒng)還包括通信單元50,通信單元50包括用于與外部設備無線連接的無線通信單元51和用于與外部設備有線連接的有線通信單元52，無線通信單元51和有線通信單元52分別與處理器單元10連接。
[0040]具體地，無線通信單元51為WIFI設備，或藍牙設備，或射頻設備，或紅外設備，音響系統(tǒng)可通過無線通信與外部設備，如手機、電腦、pad等，進行數(shù)據(jù)傳輸或者進行遠程操作或者進行遠程音頻播放；數(shù)據(jù)傳輸是用于將處理器單元10中的運動信息和音頻信息與外部設備交換，同時外部設備安裝有專門的運動APP，用于存儲記錄運動信息，外部設備還能通過運動APP將運動信息上傳到網(wǎng)絡，與朋友分享，運動APP還能進行數(shù)據(jù)分析，根據(jù)用戶的自身情況，如身高、體重等，選擇最適合用戶健身的方案；遠程操作是通過外部設備對音響系統(tǒng)進行參數(shù)設置，如顯示屏亮度、顯示字體等，或者通過外部設備對音響系統(tǒng)進行軟件升級，提高音響系統(tǒng)的功能與前瞻性；遠程音頻播放是通過與外部設備遠程連接，進行音頻播放，優(yōu)選與手機藍牙連接并播放音樂。
[0041]其中，有線通信單元52包括串行接口，用于直接與外部設備連接，并進行數(shù)據(jù)傳輸或者進行相關操作。
[0042]其中，無線通信單元51和有線通信單元52與處理器單元10連接之間，設置有一數(shù)據(jù)處理芯片，數(shù)據(jù)處理芯片優(yōu)選LM321，芯片LM321用于對處理器單元10中的數(shù)據(jù)信息進行處理，獲得可用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息。
[0043]其中，對于智能運動單元20與音頻播放單元30的有效結合，音響系統(tǒng)還能存儲特制的音樂，根據(jù)用戶的運動情況，音頻播放單元30播放處有節(jié)奏的特制音樂。
[0044]本實用新型進一步提供一較佳實施例，音響系統(tǒng)還包括用于顯示當前人體運動狀態(tài)和音頻信息的顯示單元60，顯示單元60與處理器單元10連接。
[0045]顯示單元60為液晶顯示屏或LED顯示屏，顯示屏上顯示當前運動狀態(tài)、音頻播放狀態(tài)、當前時間、電量等信息。
[0046]本實用新型進一步提供一較佳實施例，音響系統(tǒng)還包括用于發(fā)送求救信號的SOS單元70，SOS單元70與處理器單元10連接。SOS單元70包括用于遠程報警的遠程通信模塊，或者衛(wèi)星通信模塊，在用戶遇到危險時，及時通過SOS單元70進行求救報警。
[0047]本實用新型進一步提供一較佳實施例，音響系統(tǒng)還包括電源80，電源80提供音響系統(tǒng)各功能模塊的電量需求，當然各功能模塊還能與處理器單元10連接時，處理器單元10通過串行接口提供各功能模塊的電量需求；電源80優(yōu)選為鋰電池，音響系統(tǒng)包括一充電插口，用于對鋰電池進行充電。
[0048]如圖4、5所示，提供一種帶有人體運動監(jiān)測功能的音響裝置的較佳實施例。
[0049]一種帶有人體運動監(jiān)測功能的音響裝置，包括殼體91和設置在殼體91內部的音頻播放單元30，音頻播放單元30包括設置在殼體91表面的音箱92，音頻播放單元30將音頻信號通過音箱92進行播放。
[0050]音響裝置還包括設置在殼體91內部的處理器(圖中未顯示)和計步器(圖中未顯示)，處理器分別與計步器和音箱92連接，接收計步器采集的人體三維加速度信息，將其轉化為音頻信號并輸出至音頻播放單元30，其中處理器包括控制單元40、計步器包括智能運動單元20。
[0051 ] 音響裝置還包括設置在殼體91表面的控制按鍵93和顯示屏94，控制按鍵93和顯示屏94分別與處理器連接。
[0052]其中，控制按鍵93包括設置在殼體91側面的運動模式按鍵931、開機/關機/模式轉換按鍵932、接聽電話/播放暫停按鍵933、上一曲按鍵934、下一曲按鍵935、S0S緊急呼叫按鍵936等，控制單元40包括若干控制按鍵93。
[0053]其中，顯示屏94設置在殼體91頂部,優(yōu)選為液晶顯示屏或LED顯示屏,顯示屏上顯示當前運動狀態(tài)、音頻播放狀態(tài)、當前時間、電量等信息，便于用戶在運動中查看顯示屏94的顯示內容,顯示單元60包括顯示屏94。
[0054]進一步地，音響裝置還包括設在殼體91的外側的若干接口，接口包括與電源80連接的充電接口 951、音頻輸入接口 952和TF卡接口 953，音頻輸入接口 952和TF卡接口 953分別與處理器連接；處理器讀取音頻輸入接口 952或TF卡接口 953的數(shù)據(jù)，并通過音箱92進行音頻播放。音頻播放的優(yōu)選等于由高到低為:運動音頻信號、外部設備音頻播放信號、TF卡中的音頻播放信號；音頻輸入接口 952還可以用于連接耳機。其中，還包括用于連接麥克風的麥克風接口。
[0055]進一步地，音響裝置還包括設在殼體91的外側的卡扣結構96，用于夾緊音響裝置，便于音響裝置的攜帶。
[0056]以上所述者，僅為本實用新型最佳實施例而已，并非用于限制本實用新型的范圍，凡依本實用新型申請專利范圍所作的等效變化或修飾，皆為本實用新型所涵蓋。
【權利要求】
1.一種帶有人體運動監(jiān)測功能的音響系統(tǒng)，包括用于播放音頻信號的音頻播放單元，其特征在于:還包括處理器單元、用于監(jiān)測人體運動狀態(tài)的智能運動單元，所述智能運動單元包括用于采集人體三維加速度信息的加速度傳感器，所述處理器單元分別與加速度傳感器和音頻播放單元連接，接收加速度傳感器采集的人體三維加速度信息，將其轉化為音頻信號并輸出至音頻播放單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的音響系統(tǒng)，其特征在于:所述的加速度傳感器為三維加速度傳感器或若干一維加速度傳感器的組合。
3.根據(jù)權利要求1所述的音響系統(tǒng)，其特征在于:所述音響系統(tǒng)還包括與處理器單元連接的控制單元，所述控制單元包括用于控制智能運動單元的運動按鍵組和用于控制音頻播放單元的音頻按鍵組。
4.根據(jù)權利要求1所述的音響系統(tǒng)，其特征在于:所述音響系統(tǒng)還包括與處理器單元連接的通信單元，所述通信單元包括用于與外部設備無線連接的無線通信單元和用于與外部設備有線連接的有線通信單元。
5.根據(jù)權利要求1所述的音響系統(tǒng)，其特征在于:所述音響系統(tǒng)還包括用于顯示當前人體運動狀態(tài)和音頻信息的顯示單元，所述顯示單元與處理器單元連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的音響系統(tǒng)，其特征在于:所述音響系統(tǒng)還包括用于發(fā)送求救信號的SOS單元，所述SOS單元與處理器單元連接。
7.一種帶有人體運動監(jiān)測功能的音響裝置，包括殼體和設置在殼體內部的音箱，其特征在于:還包括設置在殼體內部的處理器和計步器，所述處理器分別與計步器和音箱連接，接收計步器采集的人體三維加速度信息，將其轉化為音頻信號并輸出至音箱；所述音響裝置還包括設置在殼體表面的控制按鍵和顯示屏，所述控制按鍵和顯示屏分別與處理器連接。
8.根據(jù)權利要求7所述的音響裝置，其特征在于:所述顯示屏設置在殼體的頂部。
9.根據(jù)權利要求7所述的音響裝置，其特征在于:所述音響裝置還包括設在殼體側面的若干接口，所述接口包括充電接口、音頻輸入接口和TF卡接口，所述音頻輸入接口和TF卡接口分別與處理器連接。
10.根據(jù)權利要求7所述的音響裝置，其特征在于:所述音響裝置還包括設在殼體背面的卡扣結構。
【文檔編號】H04R3/00GK203942634SQ201420393820
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權日:2014年7月16日
【發(fā)明者】柴安康, 葉峰 申請人:深圳萬德仕科技發(fā)展有限公司