一种动感计步手环及其计步方法、体温监测方法技术

本发明专利技术涉及一种动感计步手环及其计步方法、体温监测方法，该计步方法包括：通过用户佩戴的动感计步手环内的三轴加速度传感器获取用户在行走时水平方向以及垂直方向的加速度；根据水平方向以及垂直方向的加速度绘制实时步行运动的曲线轨迹图；在曲线轨迹图中，根据水平前进方向和垂直方向的加速度周期性的变化数，得到运动的周期；将运动的周期数乘以2得到步行的步数，实现计步。本发明专利技术的精度相对于机械式以及GPS信号处理有很大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种动感计步手环及其计步方法、体温监测方法
本专利技术涉及手环计步
，特别是涉及一种动感计步手环及其计步方法、体温监测方法。
技术介绍
随着科技的发展，生活的方方面面都变得越来越便利，手机点外卖、手机网购，网络电视看电影……足不出户就可以完成几乎所有的活动。然后随之而来的，是人类世界要面临着一个严峻的挑战，那就是肥胖问题，据相关数据统计，全球肥胖人数已在2015年达到6.82亿人。多食而少动的现代生活静态工作及生活方式很大程度上引发了以肥胖症为代表的各种慢性病，对身体健康状况带来巨大负担。通过一些便携式的运动检测设备检测日常的运动可以确保运动量的适量性，避免出现运动欠缺影响身体健康。目前市面上有着各式各样的计步器可供人们选择。1965年日本商用市场出现用于体育运动和分析的机械式计步器manpo-meter，这种记不起利用钟摆原理作为计步技术，采用加重的机械开关检测步伐。自20世纪八十年代中后期，随着微电机系统的迅速发展，机械式计步器退出历史舞台，由电子计步器取代。微机电系统是微电路和微机械按照一定的功能要求在芯片上的集成，尺寸通常在毫米级和微米级，拥有体积小、重量轻、功耗低、价格低廉、稳定性高等优点，使元件、传感器等设备更利于安装和佩戴，延长工作时间，同时在封装尺寸缩小的实现批量生产的大背景下，进一步降低了生产成本。目前，大部分的计数器原理都是通过GPS信号来测算运动距离，再通过算法推算出运动的步数，这种方法是有效的，但是在室内或者GPS信号弱的地方，设备就无法采集到所需的数据，同时该方法对于GPS的精度要求很大。因此，行业内急需研发一种测算精度更高且功能更全面的运动测算方法或者设备。
技术实现思路
基于此，有必要针对室内或者GPS信号弱的地方，GPS的精度差的问题，提供一种动感计步手环及其计步方法、体温监测方法。一种动感计步手环，包括：供用户佩戴在手腕部的手环本体，手环本体内置六轴传感器和微处理器；六轴传感器包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器和温度传感器；手环本体还包括显示器和LED灯；其中三轴加速度传感器、温度传感器、三轴陀螺仪传感器和微处理器均连接，微处理器还和显示器、LED灯连接。优选地，六轴传感器的型号为MPU6050。一种基于上述动感计步手环的计步方法，包括：通过用户佩戴的动感计步手环内的三轴加速度传感器获取用户在行走时水平方向以及垂直方向的加速度；根据水平方向以及垂直方向的加速度绘制实时步行运动的曲线轨迹图；在曲线轨迹图中，根据水平前进方向和垂直方向的加速度周期性的变化数，得到运动的周期；将运动的周期数乘以2得到步行的步数，实现计步。优选地，水平方向以x轴、y轴表示，垂直方向以z轴表示。优选地，所述计步方法还包括当计步步数为1时，在预设监测时间段内，若计步步数增量为0时，判断为久坐；当连续的久坐次数到达预设值时，手环将通过震动的方式反馈给用户，提醒用户停止工作，起身锻炼。优选地，通过用户佩戴的动感计步手环内的三轴陀螺仪传感器获取获取用户在跑步时手环的俯仰角、横滚角、航向角，通过俯仰角、横滚角、航向角的变化调节PWM占空比，进而控制R、G、B，最后通过灰度值处理，通过灰度值来控制LED灯的色彩变化。优选地，灰度值处理公式为：Gray＝0.299*R+0.587*G+0.144*BGray为灰度值，R为红光，G为绿光，B为蓝光。一种基于上述动感计步手环的体温监测方法，其特征在于，通过用户佩戴的动感计步手环内的温度传感器获取用户的温度数据，并显示化；若用户体温异常，手环输出红色呼吸灯的警示用户。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利通过用户佩戴的动感计步手环内的三轴加速度传感器获取用户在行走时水平方向以及垂直方向的加速度，根据水平前进方向和垂直方向的加速度周期性的变化数，得到运动的周期；将运动的周期数乘以2得到步行的步数，实现计步，在对计步功能的优化过程中，减少了外部干扰的影响，该方法精度相对于机械式以及GPS信号处理有很大提高。此外还针对当前背景下大多数计步器单一的功能，在提高计步器计数精度的前提下，更专注于数据处理结果的反馈，充分考虑计步器设计的兼容性、可佩戴性、舒适度、外观等参考因素，将MPU6050的更多资源投入应用，在计步器功能上，继而拓展实时体温监测以及久坐监测等功能。附图说明图1为本实施例的动感计步手环的功能图。图2为本实施例的六轴传感器的示意性结构图。图3为本实施例的动感计步手环的计步方法的示意性流程图。图4为本实施例的步行周期加速度变化规律图。图5为本实施例的加速度曲线轨迹图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，一种动感计步手环，包括：供用户佩戴在手腕部的手环本体，手环本体内置六轴传感器和微处理器；六轴传感器包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器和温度传感器；手环本体还包括显示器和LED灯；其中三轴加速度传感器、温度传感器、三轴陀螺仪传感器和微处理器均连接，微处理器还和显示器、LED灯连接。在本实施例，参见图2，六轴传感器的型号为MPU6050。参见图3，基于上述的动感计步手环的计步方法，包括：S1，通过用户佩戴的动感计步手环内的三轴加速度传感器获取用户在行走时水平方向以及垂直方向的加速度；水平方向以x轴、y轴表示，垂直方向以z轴表示。S2，根据水平方向以及垂直方向的加速度绘制实时步行运动的曲线轨迹图；S3，在曲线轨迹图中，根据水平前进方向和垂直方向的加速度周期性的变化数，得到运动的周期；将运动的周期数乘以2得到步行的步数，实现计步。其中步骤S2和S3在微处理器的数字运动处理单元中完成。上述的动感计步手环的计步原理如下：在人类均匀步行运动中，人体的重心在水平前进方向和竖直方向的加速度会呈现周期性的变化规律，完成一个周期的正常步行动作，包括抬脚、迈步、身体移动、收脚。图4展示了正常人一个步行周期的垂直方向加速度和水平前进方向加速度的变化规律，在一个迈步周期中，步行抬脚的动作中，单只脚触地，重心上移动，垂直方向加速度呈正向增加的趋势，之后身体向前移动，重心逐渐下降直到两脚同时触低，此时垂直方向加速度减少，收脚是垂直方向上重心增加则加速度向上增加；水平加速度在迈步是呈正向增加，收脚时减小，之后迈出另一只脚，加速度变化趋势相同。如图5所示，当将采集到的三轴加速度(水平方向以及垂直方向的加速度)绘制成为折线统计图，可以看到垂直和水平前进方向上的加速度都呈现周期变化。这种加速度周期变化的数据特点可以代表人运动步数。同时，人在步行时一个步行动作周期较长，而跑步时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动感计步手环，其特征在于，包括：供用户佩戴在手腕部的手环本体，手环本体内置六轴传感器和微处理器；六轴传感器包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器和温度传感器；手环本体还包括显示器和LED灯；/n其中三轴加速度传感器、温度传感器、三轴陀螺仪传感器和微处理器均连接，微处理器还和显示器、LED灯连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种动感计步手环，其特征在于，包括：供用户佩戴在手腕部的手环本体，手环本体内置六轴传感器和微处理器；六轴传感器包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器和温度传感器；手环本体还包括显示器和LED灯；
其中三轴加速度传感器、温度传感器、三轴陀螺仪传感器和微处理器均连接，微处理器还和显示器、LED灯连接。


2.根据权利要求1所述的动感计步手环，其特征在于，六轴传感器的型号为MPU6050。


3.一种基于权利要求1或2任一项所述的动感计步手环的计步方法，其特征在于，包括：
通过用户佩戴的动感计步手环内的三轴加速度传感器获取用户在行走时水平方向以及垂直方向的加速度；
根据水平方向以及垂直方向的加速度绘制实时步行运动的曲线轨迹图；
在曲线轨迹图中，根据水平前进方向和垂直方向的加速度周期性的变化数，得到运动的周期；
将运动的周期数乘以2得到步行的步数，实现计步。


4.根据权利要求3所述的计步方法，其特征在于，水平方向以x轴、y轴表示，垂直方向以z轴表示。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹瑞典，秦亚东，高怀恩，黄宏敏，
申请(专利权)人：佛山芯珠微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44