CN102545970B

CN102545970B - 一种手表利用超低功耗蓝牙传输运动信息到云端的方法

Info

Publication number: CN102545970B
Application number: CN201110458701.6A
Authority: CN
Inventors: 陈祖元; 王一军
Original assignee: FUZHOU EMAX ELECTRONIC Co Ltd
Current assignee: FUJIAN EZON INFORMATION TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2031-12-31
Also published as: CN102545970A

Abstract

本发明公开了一种手表利用超低功耗蓝牙传输运动信息到云端的方法，主要包括GPS附件接收电路、GPS附件蓝牙电路、MCU电路、手表蓝牙电路、显示电路，所述的GPS附件接收电路将接收到的GPS信号传送给GPS附件蓝牙电路，MCU电路随即启动与手表蓝牙电路之间的通信；手表蓝牙电路用来接收GPS附件蓝牙电路的GPS数据，然后传送输出给MCU电路读取；MCU电路将速度等资料传送给显示电路显示；本发明具有结构简单、操作简便、具有测量心跳GPS定位及蓝牙传输功能、超低功耗的优点。

Description

一种手表利用超低功耗蓝牙传输运动信息到云端的方法

技术领域

本发明涉及手表领域，尤其涉及到一种具有一种手表利用超低功耗蓝牙传输运动信息到云端的方法。

背景技术

登山运动表是指集高度、气压、指南针、天气预报、温度等测量于一体的多功能手表。其原理是：手表内置压力、温度和指南针传感器，压力传感器检测环境的大气压力，再根据国际民航组织(ICAO)关于气压与高度的关系，计算出海拔高度。根据过去一段时间气压的变化趋势可以对未来的天气进行预报，温度传感器可以检测出环境温度，指南针传感器根据地磁原理能够识别东南西北方位。有了上述功能，可以对用户在野外登山提供基本的指导。

训练运动表是指集心跳、计步等测量于一体的多功能手表。其原理是：利用佩戴在胸腔上的心跳带，检测用户的心跳信号，通过蓝牙技术，实时传输给手表，位于手表内部的三轴加速度传感器检测用户的步行信号，换算成步数。根据用户的基本资料：如性别、年龄、身高、体重、步长等，计算出运动的速度、距离、平均心率、最大心率、卡路里消耗等；还能根据用户的体质进行训练指导。

GPS附件是指利用GPS技术做成的能实时接收GPS卫星信号并通过蓝牙技术发送给手表的产品。GPS附件在户外实时接收时间、经纬度、海拔等资料，通过蓝牙技术，并传送给手表。手表可以用来授时，借助于个人电脑，还可以用来追踪、导航等。

目前蓝牙技术拥有极低的运行和待机功耗，使用一粒纽扣电池甚至可连续工作数年之久。同时还拥有低成本，跨厂商互操作性，3毫秒低延迟、100米以上超长距离、AES-128加密等诸多特色，可以用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网等众多领域，大大扩展蓝牙技术的应用范围。

目前的普通运动手表相对比较孤立，数据处理能力比较弱。不能与电脑、手机、互联网、云计算机很好的连接。GPS和蓝牙运动手表由于功耗太大，待机时间短，大多采用充电电池。充电接口造成防水性能不好。GPS模块在手表内部，造成手表体积庞大。我们把GPS做成一个附件，负责处理GPS信号，而且采用了超低功耗蓝牙技术，可以直接使用纽扣电池供电，待机时间可以达到一年，很好的解决了数据处理能，体积，功耗之间的相互矛盾。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种结构简单、操作方便、利用超低功耗蓝牙传输运动信息到云端的方法。

本发明是通过如下方式实现的：

一种手表利用超低功耗蓝牙传输运动信息到云端的方法，其特征在于：包括有压力检测电路A、指南针检测电路B、计步器检测电路C、按键电路D、时钟电路E、复位电路F、MCU电路G、显示电路H、手表蓝牙电路I、声音电路J、背光电路K、心跳带蓝牙电路L、心跳带检测电路M、GPS附件蓝牙电路N、GPS附件接收电路O；其中：

(一)、当MCU电路G收到按键电路D送出的压力、高度、或温度测量指令，MCU电路G随即启动与压力检测电路A之间的通信，并送出一个指令信号给压力检测电路A，压力检测电路A被激活；压力检测电路A用来检测大气压力或者环境温度，检测到的压力或温度信号经过内部集成的A/D转换器换成数字信号，然后传输出给MCU电路G读取；MCU电路G经过计算、加工处理得出气压、高度及温度值；MCU电路G将气压、高度及温度信息传送给显示电路H显示，同时还送出指令给压力检测电路A回到睡眠状态；

(二)、当MCU电路G收到按键电路D送出指南针测量指令，MCU电路G随即启动与指南针检测电路B之间的通信，并送出一个指令信号给指南针检测电路B，指南针检测电路B被激活；指南针检测电路B用来检测地磁场度，检测到的地磁场度模拟信号经过地磁传感器内部集成的A/D转换器换成数字信号，然后传输出给MCU电路G读取；MCU电路G经过处理确定磁北和方位角度；MCU电路G将磁北和方位角度信息传送给显示电路H显示，同时还送出指令给指南针检测电路B回到睡眠状态；

(三)、当MCU电路G收到按键电路D送出计步测量指令，MCU电路G随即启动与计步器检测电路C之间的通信，并送出一个指令信号给计步器检测电路C，计步器检测电路C被激活；计步器检测电路C用来检测XYZ三个轴方向的加速度，然后传送输出给MCU电路G读取；MCU电路G经过计算、加工处理得出步数值；MCU电路G将步数值传送给显示电路H显示，MCU电路G根据步数值的累加，再结合用户的步长参数计算出用户的步行距离、速度、卡路里消耗等资料，MCU电路G将步行距离、速度、卡路里消耗等资料传送给显示电路H显示；如果停止步行，用户发送停止指令给按键电路D，按键电路D向MCU电路G发送停止指令，MCU电路G送出指令给计步器检测电路C回到睡眠状态；

(四)、心跳带检测电路M自动检测心率信号，心跳带检测电路M将检测到的心率信号传送给心跳带蓝牙电路L，运动时，用户发送指令给按键电路D，MCU电路G随即启动与手表蓝牙电路I之间的通信，并送出一个指令信号给手表蓝牙电路I，手表蓝牙电路I被激活；手表蓝牙电路I用来接收心跳带蓝牙电路L心跳数据，然后传送输出给MCU电路G读取；MCU电路G经过计算、加工处理得出心率值；MCU电路G将心率值传送给显示电路H显示，MCU电路G根据心率值的累加，再结合用户的体重、身高等参数计算出用户的最大心率、平均心率、卡路里消耗等资料，MCU电路G将最大心率、平均心率、卡路里消耗等资料传送给显示电路H显示；如果停止运动，用户发送停止指令给按键电路D，按键电路D向MCU电路G发送停止指令，MCU电路G送出指令给手表蓝牙电路I回到睡眠状态；同时，心跳带检测电路M和心跳带蓝牙电路L自动停止工作，回到睡眠状态；

(五)、GPS附件接收电路O自动搜索GPS信号，如：时间、经纬度、海拔等信息，GPS附件接收电路O将接收到的GPS信号传送给GPS附件蓝牙电路N，用户发送指令给按键电路D，MCU电路G随即启动与手表蓝牙电路I之间的通信，并送出一个指令信号给手表蓝牙电路I，手表蓝牙电路I被激活；手表蓝牙电路I用来接收GPS附件蓝牙电路N的GPS数据，然后传送输出给MCU电路G读取；MCU电路G经过计算、加工处理得出时间、经纬度、海拔等信息；MCU电路G将信息传送给显示电路H显示，MCU电路G根据多次接收GPS附件蓝牙电路N计算出用户的运动轨迹、速度、距离等，MCU电路G将运动轨迹、速度、距离等资料传送给显示电路H显示；如果停止运动，用户发送停止指令给按键电路D，按键电路D向MCU电路G发送停止指令，MCU电路G送出指令给手表蓝牙电路I回到睡眠状态；同时，GPS附件接收电路O和GPS附件蓝牙电路N自动停止工作，回到睡眠状态；

(六)、按键电路D开启背光电路K；其过程是：按键电路D传送指令给MCU电路G，MCU电路G根据逻辑判断，再送出信号背光驱动电路K；

(七)、在按键操作过程中，MCU电路G会根据按键是否合法有效判断，如果是有效按键，MCU电路G送出键音信号给声音电路J，声音电路J把键音信号转化为按键音。

所述的压力检测电路A上设有SEN1压力传感器，所述的SEN1压力传感器把气压信号转化为微弱的电信号，然后将其放大后传送给其内部的模拟/数字转换器转换成数字信号，最后把数字信号传送给MCU电路G。

所述的指南针检测电路B上设有SEN2指南针传感器，所述的SEN2指南针传感器把磁场信号转化为微弱的电信号，然后将其放大后传送给其内部的模拟/数字转换器转换成数字信号，最后把数字信号传送给MCU电路G。

所述的计步器检测电路C上设有SEN3三轴加速度传感器，所述的SEN3三轴加速度传感器把速度信号转化为微弱的电信号，然后将其放大后传送给其内部的模拟/数字转换器转换成数字信号，再进行数字滤波，最后把加速度信号传送给MCU电路G。

本发明的优点在于：采用蓝牙技术，可以在低功耗处理方面的卓越表现，再借助电脑、手机、互联网、云计算机强大的数据处理能，使便携式户外装备如：手表、心跳带、GPS附件等真正智能化；很好的解决了目前的运动手表数据处理能，体积，功耗之间的相互矛盾。

附图说明

图1本发明电路框图；

图2本发明显示电路H、MCU电路G、时钟电路E电路图；

图3本发明压力检测电路A、指南针检测电路B、计步器检测电路C、按键电路D、声音电路J、复位电路F、背光电路K、GPS附件蓝牙电路N、GPS附件接收电路O电路图；

图4本发明手表蓝牙电路I、心跳带蓝牙电路L、心跳带检测电路M电路图。

具体实施方式

现结合附图，详述本发明具体实施方式：

如图1、图2、图3、图4所示，本发明是通过如下方式实现的：一种手表利用超低功耗蓝牙传输运动信息到云端的方法，其特征在于：包括有压力检测电路A、指南针检测电路B、计步器检测电路C、按键电路D、时钟电路E、复位电路F、MCU电路G、显示电路H、手表蓝牙电路I、声音电路J、背光电路K、心跳带蓝牙电路L、心跳带检测电路M、GPS附件蓝牙电路N、GPS附件接收电路O；其中：

(六)、按键电路D开启背光电路K；其过程是：按键电路D传送指令给MCU电路G，MCU电路G根据逻辑判断，再送出信号驱动背光电路K；

压力检测电路A：将大气压力信号转化成数字电平信号；

指南针检测电路B：将空中地磁信号转化成数字电平信号；

计步器检测电路C：将人体的位移信号转化成数字电平信号；

按键电路D：输入各种用户指令给MCU电路G；

时钟电路E：提供稳定的时钟给MCU电路G；

复位电路F：提供稳定的复位给MCU电路G；

MCU电路G：根据各种输入信号，进行算术、逻辑运算，加工分析，输出信号给显示电路H、声音电路J、背光电路K等；

显示电路H：输出显示信息；

声音电路J：输出音频信号；

背光电路K：提供背光信号；

手表蓝牙电路I：发送或者接收无线数据；

心跳带蓝牙电路L：发送或者接收无线数据；

心跳带检测电路M：检测人体心率信号；

GPS附件接收电路O：接收GPS数据；

GPS附件蓝牙电路N：发送或者接收无线数据。

在平常状态，每个单元电路都处于睡眠状态，达到节能目的。MCU电路G只保持时间功能，送出时间信息给显示电路H显示时间信息。

当MCU电路G收到按键电路D送出指南针测量指令，MCU电路G随即启动与指南针检测电路B之间的通信，并送出一个指令信号给指南针检测电路B，指南针检测电路B被激活；指南针检测电路B用来检测地磁场度，检测到的地磁场度模拟信号经过地磁传感器内部集成的A/D转换器换成数字信号，然后传输出给MCU电路G读取；MCU电路G经过处理确定磁北和方位角度。MCU电路G将磁北和方位角度信息传送给显示电路H显示，同时还送出指令给指南针检测电路B回到睡眠状态。

当MCU电路G收到按键电路D送出的压力、高度、或温度测量指令，MCU电路G随即启动与压力检测电路A之间的通信，并送出一个指令信号给压力检测电路A，压力检测电路A被激活；压力检测电路A用来检测大气压力或者环境温度，检测到的压力或温度信号经过内部集成的A/D转换器换成数字信号，然后传输出给MCU电路G读取；MCU电路G经过计算、加工处理得出气压、高度及温度值。MCU电路G将气压、高度及温度信息传送给显示电路H显示，同时还送出指令给压力检测电路A回到睡眠状态。

MCU电路G根据程序定时的测量大气压力，并将数据保存，多次测量后，得出一连串数据，根据数据的变化规律，也就是气压的变化规律，来预测未来24小时的天气趋势。MCU电路G将天气趋势信息传送给显示电路H显示，也就实现了天气预报功能。

当MCU电路G收到按键电路D送出计步测量指令，MCU电路G随即启动与计步器检测电路C之间的通信，并送出一个指令信号给计步器检测电路C，计步器检测电路C被激活；计步器检测电路C用来检测XYZ三个轴方向的加速度，然后传送输出给MCU电路G读取；MCU电路G经过计算、加工处理得出步数值；MCU电路G将步数值传送给显示电路H显示，MCU电路G根据步数值的累加，再结合用户的步长参数计算出用户的步行距离、速度、卡路里消耗等资料，MCU电路G将步行距离、速度、卡路里消耗等资料传送给显示电路H显示。如果停止步行，用户发送停止指令给按键电路D，按键电路D向MCU电路G发送停止指令，MCU电路G送出指令给计步器检测电路C回到睡眠状态。

用户佩戴好心跳带，心跳带检测电路M自动检测心率信号，心跳带检测电路M将检测到的心率信号传送给心跳带蓝牙电路L，运动时，用户发送指令给按键电路D，MCU电路G随即启动与手表蓝牙电路I之间的通信，并送出一个指令信号给手表蓝牙电路I，手表蓝牙电路I被激活；手表蓝牙电路I用来接收心跳带蓝牙电路L心跳数据，然后传送输出给MCU电路G读取；MCU电路G经过计算、加工处理得出心率值。MCU电路G将心率值传送给显示电路H显示，MCU电路G根据心率值的累加，再结合用户的体重、身高等参数计算出用户的最大心率、平均心率、卡路里消耗等资料，MCU电路G将最大心率、平均心率、卡路里消耗等资料传送给显示电路H显示。如果停止运动，用户发送停止指令给按键电路D，按键电路D向MCU电路G发送停止指令，MCU电路G送出指令给手表蓝牙电路I回到睡眠状态。用户脱下心跳带，心跳带检测电路M和心跳带蓝牙电路L自动停止工作，回到睡眠状态。

用户佩戴好并开启GPS附件，GPS附件接收电路O自动搜索GPS信号如：时间、经纬度、海拔等信息，GPS附件接收电路O将接收到的GPS信号传送给GPS附件蓝牙电路N，用户发送指令给按键电路D，MCU电路G随即启动与手表蓝牙电路I之间的通信，并送出一个指令信号给手表蓝牙电路I，手表蓝牙电路I被激活；手表蓝牙电路I用来接收GPS附件蓝牙电路N的GPS数据，然后传送输出给MCU电路G读取；MCU电路G经过计算、加工处理得出时间、经纬度、海拔等信息。MCU电路G将信息传送给显示电路H显示，MCU电路G根据多次接收GPS附件蓝牙电路N计算出用户的运动轨迹、速度、距离等，MCU电路G将运动轨迹、速度、距离等资料传送给显示电路H显示。如果停止运动，用户发送停止指令给按键电路D，按键电路D向MCU电路G发送停止指令，MCU电路G送出指令给手表蓝牙电路I回到睡眠状态。用户同时关闭GPS附件，GPS附件接收电路O和GPS附件蓝牙电路N自动停止工作，回到睡眠状态。

完成户外运动后，用户发送指令给按键电路D，MCU电路G随即启动与手表蓝牙电路I之间的通信，并送出一个指令信号给手表蓝牙电路I，手表蓝牙电路I被激活，手表蓝牙电路I可以与手机或者电脑通信，MCU电路G把运动中产生地数据通过手表蓝牙电路I发送给手机或者电脑，借助手机或者电脑强大的数据处理能力，建立各种运动图表，提供训练指导，再通过互联网与好友分享。

在上述的各个使用状态，用户可通过按键电路D打开背光电路K；其过程是：按键电路D传送指令给MCU电路G，MCU电路G根据逻辑判断，再送出信号驱动背光电路K。

在上述按键操作过程中，MCU电路G会根据按键是否合法有效判断，如果是有效按键，MCU电路G送出键音信号给声音电路J，声音电路J把键音信号转化为按键音。

Claims

1.一种手表利用超低功耗蓝牙传输运动信息到云端的方法，其特征在于：包括有压力检测电路(A)、指南针检测电路(B)、计步器检测电路(C)、按键电路(D)、时钟电路(E)、复位电路(F)、MCU电路(G)、显示电路(H)、手表蓝牙电路(I)、声音电路(J)、背光电路(K)、心跳带蓝牙电路(L)、心跳带检测电路(M)、GPS附件蓝牙电路(N)、GPS附件接收电路(O)；其中：

(一)、当MCU电路(G)收到按键电路(D)送出的压力、高度、或温度测量指令，MCU电路(G)随即启动与压力检测电路(A)之间的通信，并送出一个指令信号给压力检测电路(A)，压力检测电路(A)被激活；压力检测电路(A)用来检测大气压力或者环境温度，检测到的压力或温度信号经过内部集成的A/D转换器换成数字信号，然后传输出给MCU电路(G)读取；MCU电路(G)经过计算、加工处理得出气压、高度及温度值；MCU电路(G)将气压、高度及温度信息传送给显示电路(H)显示，同时还送出指令给压力检测电路(A)回到睡眠状态；

(二)、当MCU电路(G)收到按键电路(D)送出指南针测量指令，MCU电路(G)随即启动与指南针检测电路(B)之间的通信，并送出一个指令信号给指南针检测电路(B)，指南针检测电路(B)被激活；指南针检测电路(B)用来检测地磁场度，检测到的地磁场度模拟信号经过地磁传感器内部集成的A/D转换器换成数字信号，然后传输出给MCU电路(G)读取；MCU电路(G)经过处理确定磁北和方位角度；MCU电路(G)将磁北和方位角度信息传送给显示电路(H)显示，同时还送出指令给指南针检测电路(B)回到睡眠状态；

(三)、当MCU电路(G)收到按键电路(D)送出计步测量指令，MCU电路(G)随即启动与计步器检测电路(C)之间的通信，并送出一个指令信号给计步器检测电路(C)，计步器检测电路(C)被激活；计步器检测电路(C)用来检测XYZ三个轴方向的加速度，然后传送输出给MCU电路(G)读取；MCU电路(G)经过计算、加工处理得出步数值；MCU电路(G)将步数值传送给显示电路(H)显示，MCU电路(G)根据步数值的累加，再结合用户的步长参数计算出用户的步行距离、速度、卡路里消耗资料，MCU电路(G)将步行距离、速度、卡路里消耗资料传送给显示电路(H)显示；如果停止步行，用户发送停止指令给按键电路(D)，按键电路(D)向MCU电路(G)发送停止指令，MCU电路(G)送出指令给计步器检测电路(C)回到睡眠状态；

(四)、心跳带检测电路(M)自动检测心率信号，心跳带检测电路(M)将检测到的心率信号传送给心跳带蓝牙电路(L)，运动时，用户发送指令给按键电路(D)，MCU电路(G)随即启动与手表蓝牙电路(I)之间的通信，并送出一个指令信号给手表蓝牙电路(I)，手表蓝牙电路(I)被激活；手表蓝牙电路(I)用来接收心跳带蓝牙电路(L)心跳数据，然后传送输出给MCU电路(G)读取；MCU电路(G)经过计算、加工处理得出心率值；MCU电路(G)将心率值传送给显示电路(H)显示，MCU电路(G)根据心率值的累加，再结合用户的体重、身高参数计算出用户的最大心率、平均心率、卡路里消耗资料，MCU电路(G)将最大心率、平均心率、卡路里消耗资料传送给显示电路(H)显示；如果停止运动，用户发送停止指令给按键电路(D)，按键电路(D)向MCU电路(G)发送停止指令，MCU电路(G)送出指令给手表蓝牙电路(I)回到睡眠状态；同时，心跳带检测电路(M)和心跳带蓝牙电路(L)自动停止工作，回到睡眠状态；

(五)、GPS附件接收电路(O)自动搜索GPS信号，如：时间、经纬度、海拔信息，GPS附件接收电路(O)将接收到的GPS信号传送给GPS附件蓝牙电路(N)，用户发送指令给按键电路(D)，MCU电路(G)随即启动与手表蓝牙电路(I)之间的通信，并送出一个指令信号给手表蓝牙电路(I)，手表蓝牙电路(I)被激活；手表蓝牙电路(I)用来接收GPS附件蓝牙电路(N)的GPS数据，然后传送输出给MCU电路(G)读取；MCU电路(G)经过计算、加工处理得出时间、经纬度、海拔信息；MCU电路(G)将信息传送给显示电路(H)显示，MCU电路(G)根据多次接收GPS附件蓝牙电路(N)计算出用户的运动轨迹、速度、距离，MCU电路(G)将运动轨迹、速度、距离资料传送给显示电路(H)显示；如果停止运动，用户发送停止指令给按键电路(D)，按键电路(D)向MCU电路(G)发送停止指令，MCU电路(G)送出指令给手表蓝牙电路(I)回到睡眠状态；同时，GPS附件接收电路(O)和GPS附件蓝牙电路(N)自动停止工作，回到睡眠状态；

(六)、按键电路(D)开启背光电路(K)；其过程是：按键电路(D)传送指令给MCU电路(G)，MCU电路(G)根据逻辑判断，再送出信号驱动背光电路(K)；

(七)、在按键操作过程中，MCU电路(G)会根据按键是否合法有效判断，如果是有效按键，MCU电路(G)送出键音信号给声音电路(J)，声音电路(J)把键音信号转化为按键音，所述的压力检测电路(A)上设有SEN1压力传感器，所述的SEN1压力传感器把气压信号转化为微弱的电信号，然后将其放大后传送给其内部的模拟/数字转换器转换成数字信号，最后把数字信号传送给MCU电路(G)，所述的计步器检测电路(C)上设有SEN3三轴加速度传感器，所述的SEN3三轴加速度传感器把速度信号转化为微弱的电信号，然后将其放大后传送给其内部的模拟/数字转换器转换成数字信号，再进行数字滤波，最后把加速度信号传送给MCU电路(G)；

完成户外运动后，发送指令给按键电路(D)，MCU电路(G)随即启动与手表蓝牙电路(I)之间的通信，并送出一个指令信号给手表蓝牙电路(I)，手表蓝牙电路(I)被激活，手表蓝牙电路(I)可以与手机或者电脑通信，MCU电路(G)把运动中产生的数据通过手表蓝牙电路(I)发送给手机或者电脑，借助手机或者电脑的数据处理能力，建立运动图表，提供训练指导。

2.根据权利要求1所述的一种手表利用超低功耗蓝牙传输运动信息到云端的方法，其特征在于：所述的指南针检测电路(B)上设有SEN2指南针传感器，所述的SEN2指南针传感器把磁场信号转化为微弱的电信号，然后将其放大后传送给其内部的模拟/数字转换器转换成数字信号，最后把数字信号传送给MCU电路(G)。