CN103148863A

CN103148863A - 一种支持nfc刷卡的计步器设备及其数据传输方法

Info

Publication number: CN103148863A
Application number: CN2013100724028A
Authority: CN
Inventors: 潘日劲; 沈盟; 阮明浩
Original assignee: Nanjing Menglian Information & Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Menglian Information & Technology Co Ltd
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2013-06-12

Abstract

本发明涉及一种计步器设备，特别是一种支持NFC刷卡功能的计步器设备及其数据传输方法。包括计步器主体部分和外部存储部分，所述计步器主体部分包括计步器本体、微处理器、重力加速度传感器、显示器、NFC模块及感应天线、存储模块和功能按键；重力加速度传感器、显示器、NFC模块及感应天线和存储模块设置在计步器本体内；所述功能按键设置在计步器本体上，控制该计步器设备的启动和停止；微处理器的输入端与功能按键相连；重力加速度传感器的输出端与微处理器的输入端相连；存储模块与微处理器相连；显示器的输入端与微处理器的输出端相连；所述NFC模块及感应天线的与微处理器相连。

Description

一种支持NFC刷卡的计步器设备及其数据传输方法

技术领域

本发明涉及一种计步器设备，特别是一种支持NFC刷卡功能的计步器设备及其数据传输方法。

背景技术

随着社会的发展，计步器设备已经逐渐成为人们随身携带的物品。目前，现有计步器是通过获取用户的重力加速度信号，进一步通过处理分析重力加速度信号得到相应步数、路程和热量消耗数据，进一步将结果显示在显示器上，进一步将近期结果存储以便查询或者通过线缆、无线蓝牙传输到外部设备。

然而现有计步器自身的数据存储能力有限，当需要长期存储数据时，则需要通过线缆与外部设备连接，将数据传输至外部设备，而线缆属于易失品，且连接不方便，使用效率比较低；当需要长期存储数据时，则需要通过无线蓝牙与外部设备连接，蓝牙模块成本相对较高，建立连接时间相对较长，功耗相对较大，需要配对的连接方式为用户带来诸多不便。因此，现有计步器设备存在有线传输效率低，使用不便的问题；无线蓝牙传输功耗较高，建立连接时间长，配对连接不快捷，成本相对较高的问题。以上问题制约了计步器的使用。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处，提供一种支持NFC刷卡的计步器设备及其数据传输方法，采用NFC无线连接外部设备，如支持NFC的智能手机、读卡器等，实现数据上传并将数据存储记录在外部设备，以备用户随时查询。

NFC（Near Field Communication）是短距离非接触式的一种通信方式，它结合了非接触式感应以及无线连接技术，作用于13.56Mhz 频带，传输距离大约10CM 左右。传输速度目前为 106Kbit/s、212Kbit/s 或者 424Kbit/s，将来可提高至 1Mb 左右。它不仅符合 ISO18092、ISO21481、ECMA（340，352 以及 356）和 ETSI TS 102190 标准，而且与采用 ISO14443A、B 标准广泛应用的非接触智能卡基础设备兼容。与其它短距离无线通信技术相比，NFC 更安全，反应时间更短。

一种支持NFC刷卡的计步器设备及其数据传输方法是采取以下技术方案实现的：

一种支持NFC刷卡的计步器设备包括计步器主体部分和外部存储部分，所述计步器主体部分包括计步器本体、微处理器、重力加速度传感器、显示器、NFC模块及感应天线、存储模块和功能按键；重力加速度传感器、显示器、NFC模块及感应天线和存储模块设置在计步器本体内；所述功能按键设置在计步器本体上，控制该计步器设备的启动和停止；微处理器的输入端与功能按键相连；重力加速度传感器的输出端与微处理器的输入端相连；存储模块与微处理器相连；显示器的输入端与微处理器的输出端相连；所述NFC模块及感应天线的与微处理器相连。

所述重力加速度传感器通过I2C串行总线与微处理器相连。

所述NFC模块及感应天线通过数据接口和控制接口与微处理器相连，其中数据接口为UART接口或IIC接口；所述控制接口包括VEN接口、EVENT接口和中断请求接口，NFC模块能够支持卡模式、读模式和点对点模式，从而满足外部设备不需要配对即可进行通信的请求。

所述的显示器采用LCD显示器。

所述的NFC模块及感应天线采用市售的意法半导体专用NFC套件。

所述的微处理器采用市售的MSP430处理器。

所述的计步器本体为腕式、臂式和腰式。

工作原理：一种支持NFC刷卡的计步器设备工作时，重力加速度传感器采集用户运动时的重力加速度信号数据，并将该信号数据通过IIC串行总线传输到微处理器，由微处理器对重力加速度信号数据进行重采样、滤波等预处理后，通过峰值检测方法判别运动步数，同时计算出路程和热量消耗等参数，将结果传输到存储模块进行存储，并将结果传输到显示器进行显示。当NFC模块及感应天线中的感应天线感应到支持NFC功能的外部设备时，进行连接，NFC模块及感应天线将连接请求发送给微处理器，微处理器读取存储模块中的记录数据，并通过NFC模块及感应天线以读卡模式无线传输到外部设备，从而实现数据的传输。所述的外部设备为支持NFC功能的智能手机、平板电脑或者NFC读卡器。

一种支持NFC刷卡的计步器设备的数据传输方法，包括如下步骤：

1）按下功能按键，启动计步器设备；

2）重力加速度传感器采集用户运动时的重力加速度信号数据，并将该信号数据通过IIC串行总线传输到微处理器；

3）微处理器对重力加速度信号数据进行重采样、滤波等预处理后，通过峰值检测方法判别运动步数，同时计算出路程和热量消耗等参数，将结果传输到存储模块进行存储，并将结果传输到显示器进行显示；

4）当NFC模块及感应天线中的感应天线感应到支持NFC功能的外部设备时，进行连接；

5）NFC模块及感应天线将连接请求发送给微处理器，微处理器读取存储模块中的记录数据，并通过NFC模块及感应天线以读卡模式无线传输到外部设备。

所述的外部设备为支持NFC功能的智能手机、平板电脑或者NFC读卡器。

本发明一种支持NFC刷卡的计步器设备，在计步器主体部分设置NFC模块及感应天线，可以简单快捷的实现测量数据无线传输到外部支持NFC的设备上。

具有以下优点：

（1）由于采用了无线连接外部设备，实现数据上传和存储，因此本产品可以存储大量数据，针对用户的运动参数进行动态曲线图表显示和分析。

（2）由于采用了NFC无线技术，因此本产品功耗更低，抗干扰性更强，无需配对的连接方式更加方便快捷。

（3）相比蓝牙连接方式，本产品的无线传输部分成本低廉、建立连接速度快、安全性高。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明的工作原理框图。

图中：1、计步器主体部分，1-1、计步器本体，1-2、微处理器，1-3、重力加速度传感器，1-4、显示器，1-5、NFC模块及感应天线，1-6、存储模块，1-7、功能按键，2、外部存储部分，2-1、外部设备。

具体实施方式

参照附图1，本发明一种支持NFC刷卡的计步器设备包括计步器主体部分1和外部存储部分3，所述计步器主体部分1包括计步器本体1-1、微处理器1-2、重力加速度传感器1-3、显示器1-4、NFC模块及感应天线1-5、存储模块1-6和功能按键1-7；重力加速度传感器1-3、显示器1-4、NFC模块及感应天线1-5和存储模块1-6设置在计步器本体1-1内；所述功能按键1-7设置在计步器本体1-1上，控制该计步器设备的启动和停止；微处理器1-2的输入端与功能按键1-7相连；重力加速度传感器1-3的输出端与微处理器1-2的输入端相连；存储模块1-6与微处理器1-2相连；显示器1-4的输入端与微处理器1-2的输出端相连；所述NFC模块及感应天线1-5的与微处理器1-2相连。

所述重力加速度传感器1-3通过I2C串行总线与微处理器1-2相连。

所述NFC模块及感应天线1-5通过数据接口和控制接口与微处理器1-2相连，其中数据接口为UART接口或IIC接口；所述控制接口包括VEN接口、EVENT接口和中断请求接口，NFC模块能够支持卡模式、读模式和点对点模式，从而满足外部设备不需要配对即可进行通信的请求。

所述的显示器1-4采用LCD显示器。

所述的NFC模块及感应天线1-5采用意法半导体专用NFC套件。

所述的微处理器1-2采用市售的MSP430处理器。

所述的计步器本体1-1为腕式、臂式和腰式。

工作原理：一种支持NFC刷卡的计步器设备工作时，重力加速度传感器1-3采集用户运动时的重力加速度信号数据，并将该信号数据通过IIC串行总线传输到微处理器1-2，由微处理器1-2对重力加速度信号数据进行重采样、滤波等预处理后，通过峰值检测方法判别运动步数，同时计算出路程和热量消耗等参数，将结果传输到存储模块1-6进行存储，并将结果传输到显示器1-4进行显示。当NFC模块及感应天线1-5中的感应天线感应到支持NFC功能的外部设备2-1时，进行连接，NFC模块及感应天线1-5将连接请求发送给微处理器1-2，微处理器1-2读取存储模块1-6中的记录数据，并通过NFC模块及感应天线1-5以读卡模式无线传输到外部设备2-1，从而实现数据的传输。所述的外部设备2-1为支持NFC功能的智能手机、平板电脑或者NFC读卡器。

1）按下功能按键，启动计步器设备；

2）重力加速度传感器1-3采集用户运动时的重力加速度信号数据，并将该信号数据通过IIC串行总线传输到微处理器1-2；

3）微处理器1-2对重力加速度信号数据进行重采样、滤波等预处理后，通过峰值检测方法判别运动步数，同时计算出路程和热量消耗等参数，将结果传输到存储模块1-6进行存储，并将结果传输到显示器1-4进行显示；

4）当NFC模块及感应天线1-5中的感应天线感应到支持NFC功能的外部设备2-1时，进行连接；

5）NFC模块及感应天线1-5将连接请求发送给微处理器1-2，微处理器1-2读取存储模块1-6中的记录数据，并通过NFC模块及感应天线1-5以读卡模式无线传输到外部设备2-1。

所述的外部设备2-1为支持NFC功能的智能手机、平板电脑或者NFC读卡器。

下面以臂式计步器为例进行说明。

使用过程开始时，将本发明设备实施例佩戴在用户上臂，通过操作功能按键开启，用户即可开始运动计步监测。计步器通过重力加速度传感器1-3采集用户运动时的运动信号，通过IIC串行总线把数据传输到微处理器1-2，经过处理计算求得步数、距离和热量消耗；通过SPI接口把结果存储到存储模块1-6，同时在显示器1-4上以图文形式显示结果动态变化的结果；运动结束时，会把最终结果存储在存储模块1-6并在显示器1-4上显示最终运动结果。当运动结束或者多次运动后，可以通过支持NFC的外部设备2-1把储存模块1-6中的历史记录无线上传到外部设备2-1，进行长时间存储、比对、分析等操作。当支持NFC功能的设备，如智能手机、平板电脑、读卡器等，靠近计步器在有效范围内（小于10cm），历史记录会自动传输到外部设备2-1。可以快速的实现把存储在存储模块的测量数据记录上传到外部设备2-1，方便进行长时间的大量存储记录和运动参量的动态分析。这种传输方式方便快捷，功耗极低。最大限度的方便了用户，提高了用户体验。

以上所述仅是本发明的实施方式之一，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种支持NFC刷卡的计步器设备，其特征在于：包括计步器主体部分和外部存储部分，所述计步器主体部分包括计步器本体、微处理器、重力加速度传感器、显示器、NFC模块及感应天线、存储模块和功能按键；重力加速度传感器、显示器、NFC模块及感应天线和存储模块设置在计步器本体内；所述功能按键设置在计步器本体上，控制该计步器设备的启动和停止；微处理器的输入端与功能按键相连；重力加速度传感器的输出端与微处理器的输入端相连；存储模块与微处理器相连；显示器的输入端与微处理器的输出端相连；所述NFC模块及感应天线的与微处理器相连。

2.根据权利要求1所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备，其特征在于：所述重力加速度传感器通过I2C串行总线与微处理器相连。

3.根据权利要求1所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备，其特征在于：所述NFC模块及感应天线通过数据接口和控制接口与微处理器相连，其中数据接口为UART接口或IIC接口；所述控制接口包括VEN接口、EVENT接口和中断请求接口，NFC模块能够支持卡模式、读模式和点对点模式。

4.根据权利要求1所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备，其特征在于：所述的显示器采用LCD显示器。

5.根据权利要求1所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备，其特征在于：所述的NFC模块及感应天线采用意法半导体专用NFC套件。

6.根据权利要求1所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备，其特征在于：所述的微处理器采用MSP430处理器。

7.根据权利要求1所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备，其特征在于：所述的计步器本体为腕式、臂式和腰式。

8.权利要求1所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备的数据传输方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）按下功能按键，启动计步器设备；

9.根据权利要求8所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备的数据传输方法，其特征在于：所述的外部设备为支持NFC功能的智能手机、平板电脑或者NFC读卡器。