CN101269265A

CN101269265A - 健身器械虚拟实景控制方法

Info

Publication number: CN101269265A
Application number: CNA2008100448633A
Authority: CN
Inventors: 颜顺
Original assignee: SICHUAN LELEJIAN SPORTS GOODS CO Ltd
Current assignee: SICHUAN LELEJIAN SPORTS GOODS CO Ltd
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2008-09-24

Abstract

本发明公开了一种健身器械虚拟实景控制方法，包括a.健身器械上设置的传感器产生开关量和脉冲信号；b.将输入的开关量信号进行幅度限制和滤波处理，将输入信号限制在控制器接受的幅度范围内；c.对输入信号进行实时采样，将采样的开关量信号转换为数字信号后传送给上位机，完成信号采样；d.对脉冲信号进行高频采样，并将采样的脉冲个数发送给上位机，上位机将控制器连续发送的脉冲数相加得到段时间内的总脉冲数；e.对每个健身设备加上不同的地址编码；f.将处理封装后的数据发送给上位机，上位机显示出健身者在健身器械上的运动状态信息。本发明将各种健身参数直接显示到电脑上，并通过网络的连接与其他使用者共同分享运动健身的乐趣。

Description

健身器械虚拟实景控制方法

技术领域

本发明涉及一种虚拟健身控制方法，尤其涉及一种健身器械虚拟实景控制方法。

背景技术

目前国内健身行业和消费市场发展得较快，借助于现有互联网和通讯技术的发展，现有的健身场所也相应地建立起内部网络环境，锻炼者可以在某一会员制公司旗下的任一场馆进行训练，同时还可进行上网浏览、办理各种手续和累计积分等操作，从而在身体训练的同时享受网络带来的便利和快捷。

传统的互动娱乐输入装置使用时仅限于手指、手腕活动，身体相对静止，不但缺乏真实感，而且使用者或操控者的颈椎、腰部、手腕等部位长时间的僵持，对健康也较为不利。而且对于特殊的互动娱乐比如模拟击剑、拳击以及模拟钓鱼等计算机程序，现有产品输入方式，难于感受互动娱乐想要表达的虚拟现实的境界。

虽然现有的健身场所建立起内部网络环境，但大多是提供终端界面、或是通过第三方伺服器与上位机串联形成网络连接，多台健身器械相互间、或是健身器械与管理工具之间的直接连接还是空白。因此，使用现有的健身器材并不能根据健身者的实际情况、或是训练程序内容的更新变化进行自动调整和改变。健身者的身体状况会随着周期性和连续性的锻练而变化。对于现有健身器材来说，其所存储的训练程序是传统的固化程序，这种固有程序的反复使用难以适应身体状况的变化，训练效率大大折扣。当需要改变训练程序、或是进行程序升级时，对于现有传统健身器材来说是相当困难的。以心率功能为例，锻练时健身者的心率变化是一个变量，对锻练强度、锻练时间、锻练条件等的确定具有直接影响。而且通过测量正在使用健身器械锻练的心率来调节，必须由专业教练给出方案并随机指导。而现有的健身器械相互间、或是健身器械与管理工具大多不具有直接连接，因而这种在线指导就难以实现。

另外，现有的健身器械也有通过IC卡等作载体与终端机连接进行使用的，但是Ic卡使用时必须配置读卡器等硬件，其通用性较差而对健身者具有诸多限制，生产健身器械的成本也较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有虚拟健身器械存在的上述问题，提供一种健身器械虚拟实景控制方法。本发明能使人在虚拟环境中运动，使人在虚拟场景中获得如同在真实环境中健身的体验，能将原有健身器材仅能将各种参数显示在健身器上的方式改变为直接显示到电脑上，并通过网络的连接与其他使用者共同分享运动健身的乐趣。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种健身器械虚拟实景控制方法，其特征在于：包括如下步骤a、健身者在健身器械上运动时，健身器械上设置的传感器产生开关量和脉冲信号；b、信号调理，将输入的开关量和脉冲信号进行幅度限制和滤波处理，将输入信号限制在控制器接受的幅度范围内；c、信号采样，对输入信号进行实时采样，将采样的开关量信号转换为数字信号后传送给上位机，完成信号采样；d、脉冲计数，对脉冲信号进行高频采样，并将采样的脉冲个数发送给上位机，上位机将控制器连续发送的脉冲数相加得到段时间内的总脉冲数；e、地址编码，对每个健身设备加上不同的地址编码；f、将处理封装后的数据发送给上位机，上位机显示出健身者在健身器械上的运动状态信息。

所述信号调理中，开关量输入匹配电路滤除易使控制器误采样的高频脉冲信号。

所述信号采样中，在上位机向健身设备发出传输数据命令时，将控制器所采样的开关量信号电平的高低转换为数字信号后，传送到上位机。

所述脉冲计数中，控制器对脉冲信号进行高频采样，对其上升沿的个数进行计数，将计数的值缓存在控制器内，在收到上位机发出的数据传输命令后，将脉冲个数的数据发送给上位机，同时清0缓存的数据，开始下一次采样，上位机通过连续不断的取数据命令，将每次脉冲数相加，得到段时间内的总脉冲数。

所述地址编码中，控制器的两位地址编码输入位表示不同类型的设备，上位机通过不同的地址，识别是哪个控制设备发出的数据，将地址信息加载在控制器向上位机传送的每个数据包中。

所述处理封装后的数据通过Usb接口芯片发送到上位机。

采用本发明的优点在于：

一、本发明将原有健身器材仅能将各种参数显示在健身器上的方式改变为直接将这些数据显示到电脑上，并通过网络的连接与其他使用者共同分享运动健身的乐趣。

二、将数字健身的概念运用在运动健身类产品中，将健身与互联网融合到一起，并结合数字处理的优越性，增加了运动健身器械的功能。

三、本发明由于结合网络环境，使健身者能与其他使用者共同竞技娱乐，增加了健身器械的趣味性。

四、使用方便，对使用环境要求不高，随时都能得到健身体验，当需要增加训练项目时，操作简单方便，易于推广和普及。

五、使健身者更直观的了解自己的健身参数，方便健身者根据健身参数来调整健身计划。

附图说明

图1为本发明流程结构示意图

图2为本发明电路原理结构示意图

图3为本发明电路结构示意图

图4为本发明Usb接口芯片工作流程结构示意图

具体实施方式

一种健身器械虚拟实景控制方法，包括如下步骤a、健身者在健身器械上运动时，健身器械上设置的传感器产生开关量和脉冲信号；b、信号调理，将输入的开关量和脉冲信号进行幅度限制和滤波处理，将输入信号限制在控制器接受的幅度范围内；c、信号采样，单片机对输入信号进行实时采样，控制器将采样的开关量信号转换为数字信号后传送给上位机，完成信号采样；d、脉冲计数，控制器对脉冲信号进行高频采样，并将采样的脉冲个数发送给上位机，上位机将控制器连续发送的脉冲数相加得到段时间内的总脉冲数；e、地址编码，控制器对每个健身设备加上不同的地址编码；f、将处理封装后的数据发送给上位机，上位机显示出健身者在健身器械上的运动状态信息。

信号调理中，开关量输入匹配电路滤除易使控制器误采样的高频脉冲信号。信号采样中，在上位机向健身设备发出传输数据命令时，将控制器所采样的开关量信号电平的高低转换为数字信号后，传送到上位机。脉冲计数中，控制器对脉冲信号进行高频采样，对其上升沿的个数进行计数，将计数的值缓存在控制器内，在收到上位机发出的数据传输命令后，将脉冲个数的数据发送给上位机，同时清0缓存的数据，开始下一次采样，上位机通过连续不断的取数据命令，将每次脉冲数相加，得到段时间内的总脉冲数。地址编码中，控制器的两位地址编码输入位用于表示不同类型的设备，上位机通过不同的地址，识别是哪个控制设备发出的数据，地址信息加载在控制器向上位机传送的每个数据包中。单片机将处理封装后的数据通过Usb接口芯片发送到上位机，由控制器控制Usb接口芯片向上样机发送数据。

本发明将健身设备与pc机相连并通过网络技术进行基于网络平台的健身运动。硬件的实现主要在于能正确的把健身器上各种传感器数据如自行车运动速度、健身者心率、划船器速度等，通过usb接口芯片传到pc机。

本发明应用在健身自行车中时，通过4路开关量及一路脉冲量进行健身自行车运动速度的采样，由于自行车转盘转动快慢的不同，使4路开关量产生的高电平次数也有快与慢的不同，通过对这种高低电平的0/1转换后，如果转盘转速快则使0/1转换后的数据值比转速慢的数据值大，从而形成了采集的运动速度大小的不同，再加上脉冲量的检测就能模拟出相对运动速度。速度数据采集完成后，通过单片机将速度数据进行协议格式的封装，通过8位数据总线传入usb接口芯片。Usb接口芯片将接收到的上位机传出的健身自行车运动速度数据通过通用usb接口传入上位机，如pc机。

数据传到pc机之后，通过设备的专用usb驱动将传感器的数据如运动速度等提供给网络虚拟健身平台，此平台直接使用传感器的数据模拟出相应的运动状态，并实现无地域限制的共同运动场景。

在实现各种设备连接pc机时，使用两个地址区分接口分别代表不同的设备。不同的设备运行时接不同的区分接口，设备区分接口产生相应单片机接口的高电平信号，在单片机传输数据时，根据这个信号在数据封装时产生不同的设备地址。在上位机接收到封装的数据时，将数据解包后，通过地址的区分就可以区别不同的设备。

本发明中设置Usb接口板用于采集4路开关量，1路脉冲信号，并通过USB接口传送给上位机。USB接口板内置地址设置，可将同一条USB线上挂不同地址的健身器械，实现了多一个USB口多个外设。USB接口板采用了USB接口芯片PDIUSB12，控制器采用STC12C5410AD。

本发明的工作原理如下：健身者在划船器、跑步机、健身自行车等健身器械上运动时，使传感器产生开关量和脉冲信号，经过信号调理得到较好的采样信号，由单片机进行信号采样，并将数据转换成上位机需要的数据格式，再由单片机程序加入设备的地址编码，单片机再将处理封装好的数据通过Usb接口芯片发至上位机。由上位机显示出使用者的运动速度，状态等信息。

Claims

1、一种健身器械虚拟实景控制方法，其特征在于：包括如下步骤a、健身者在健身器械上运动时，健身器械上设置的传感器产生开关量和脉冲信号；b、信号调理，将输入的开关量和脉冲信号进行幅度限制和滤波处理，将输入信号限制在控制器接受的幅度范围内；c、信号采样，对输入信号进行实时采样，将采样的开关量信号转换为数字信号后传送给上位机，完成信号采样；d、脉冲计数，对脉冲信号进行高频采样，并将采样的脉冲个数发送给上位机，上位机将控制器连续发送的脉冲数相加得到段时间内的总脉冲数；e、地址编码，对每个健身设备加上不同的地址编码；f、将处理封装后的数据发送给上位机，上位机显示出健身者在健身器械上的运动状态信息。

2、根据权利要求1所述的健身器械虚拟实景控制方法，其特征在于：所述信号调理中，开关量输入匹配电路滤除易使控制器误采样的高频脉冲信号。

3、根据权利要求1所述的健身器械虚拟实景控制方法，其特征在于：所述信号采样中，在上位机向健身设备发出传输数据命令时，将控制器所采样的开关量信号电平的高低转换为数字信号后，传送到上位机。

4、根据权利要求1所述的健身器械虚拟实景控制方法，其特征在于：所述脉冲计数中，控制器对脉冲信号进行高频采样，对其上升沿的个数进行计数，将计数的值缓存在控制器内，在收到上位机发出的数据传输命令后，将脉冲个数的数据发送给上位机，同时清0缓存的数据，开始下一次采样，上位机通过连续不断的取数据命令，将每次脉冲数相加，得到段时间内的总脉冲数。

5、根据权利要求1所述的健身器械虚拟实景控制方法，其特征在于：所述地址编码中，控制器的两位地址编码输入位表示不同类型的设备，上位机通过不同的地址，识别是哪个控制设备发出的数据，将地址信息加载在控制器向上位机传送的每个数据包中。

6、根据权利要求1、2、3、4或5所述的健身器械虚拟实景控制方法，其特征在于：所述处理封装后的数据通过Usb接口芯片发送到上位机。