CN103604441A

CN103604441A - 一种计量步伐数的系统、方法及移动终端

Info

Publication number: CN103604441A
Application number: CN201310574635.8A
Authority: CN
Inventors: 李翔宇
Original assignee: Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Current assignee: Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2014-02-26

Abstract

本发明适用于通信技术领域，提供了一种计量步伐数的系统、方法及移动终端。所述系统包括内嵌加速度传感器的蓝牙模块以及移动终端；所述内嵌加速度传感器的蓝牙模块与移动终端通过蓝牙进行无线通信；内嵌加速度传感器的蓝牙模块中的加速度传感器用于采集步伐移动时的加速度值，通过蓝牙将采集到的数据发送给移动终端；移动终端的蓝牙模块接收内嵌加速度传感器的蓝牙模块发送的采集到的步伐移动时的加速度值，处理所述步伐移动时的加速度值，从而得到步伐数。本发明提高了计步器的精度以及使其放置的位置更加灵活。

Description

一种计量步伐数的系统、方法及移动终端

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种计量步伐数的系统、方法及移动终端。

背景技术

计步器可以计量人们步行或者跑步的步数，可以用于人们的日常锻炼。目前的计步器有采用加速度传感器或者距离感应传感器来感应脚步的变化，采用加速度传感器的计步器的实现主要是用户将计步器放置在手上或者放在口袋里，但是误差达到7%，这种计步器是利用人体步行时腰部会有上下移动，通过加速度传感器测量的值中竖直方向的加速度分量会突然增大或者减小，通过采集这些信息，处理之后判断步行的波动的峰值，一般出现一个峰值就认为是走出一步，从而进行计数。随着手机等便携式移动终端的发展，在移动终端上使用计步器软件已经成为一种潮流，这种计步器也可以编成一个应用安装在移动终端里面，但是需要把设备放置在腰间，通过腰部的变化来判断步伐的变化，然而，这种计步器的精度不高，容易产生误判，以及放置位置有限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种计量步伐数的系统、方法及移动终端，旨在解决现有技术的计步器的精度不高，容易产生误判，以及放置位置有限制的问题。

本发明是这样实现的，一种计量步伐数的系统，所述系统包括内嵌加速度传感器的蓝牙模块以及移动终端；所述内嵌加速度传感器的蓝牙模块与移动终端通过蓝牙进行无线通信；

内嵌加速度传感器的蓝牙模块中的加速度传感器用于采集步伐移动时的加速度值，通过蓝牙将采集到的数据发送给移动终端；

移动终端的蓝牙模块接收内嵌加速度传感器的蓝牙模块发送的采集到的步伐移动时的加速度值，处理所述步伐移动时的加速度值，从而得到步伐数。

本发明的另一目的在于提供一种计量步伐数的方法，所述方法包括以下步骤：

移动终端接收内嵌加速度传感器的蓝牙模块发送的采集到的步伐移动时的加速度值；

移动终端处理所述步伐移动时的加速度值，从而得到步伐数。

本发明的另一目的在于提供一种移动终端，所述移动终端包括：

蓝牙模块，用于接收内嵌加速度传感器的蓝牙模块发送的采集到的步伐移动时的加速度值；

计步器，用于处理所述步伐移动时的加速度值，从而得到步伐数。

在本发明中，本发明是提高计步器的精度以及使其放置的位置更加灵活。本发明实施例将内嵌加速度传感器的蓝牙模块置于脚部或者腿部进行采集数据，然后利用蓝牙传送采集到的数据给移动终端，移动终端的程序处理该采集到的数据，从而来得到步伐数。本发明实施例中的移动终端可以放置在身体附近的任何位置。通过放置在脚或者小腿附近的内嵌加速度传感器的蓝牙模块，当步伐移动时，可以准确的测量前后的加速度的值。并且在数据处理的算法中，通过控制两次结果的比较时间和差值来控制计步器的精度，通过设定参数可以实现高精度的计步器测量。另外，由于内嵌加速度传感器的蓝牙模块与移动终端是独立的设备，移动终端摆放的位置不会影响采集的数据的准确度，所以对于用户来说，可以将移动终端放置在自己喜欢的位置，但不影响计步器的精度。再者，由于采用蓝牙通信，蓝牙通信速度快低功耗，十分符合现代倡导的“低碳生活”的口号。

附图说明

图1是本发明实施例提供的计量步伐数的系统的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的计量步伐数的方法的实现流程示意图。

图3是本发明实施例提供的移动终端的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例中，使用内嵌加速度传感器的蓝牙模块，该蓝牙模块可以放置在鞋里或者依靠护膝等缠绕在腿部附近，主要用于监测腿或者脚移动的动作。具体为，使用蓝牙模块中内嵌的加速度传感器实时采集步行数据（采集脚步移动时的加速度值），然后利用蓝牙传送采集到的数据给移动终端，移动终端的程序处理该采集到的数据，从而来得到步伐数。

请参阅图1，为本发明实施例提供的计量步伐数的系统的结构。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。所述计量步伐数的系统包括内嵌加速度传感器的蓝牙模块10以及移动终端20。所述内嵌加速度传感器的蓝牙模块10与移动终端20通过蓝牙进行无线通信。

内嵌加速度传感器的蓝牙模块中的加速度传感器用于采集步伐移动时的加速度值，通过蓝牙将采集到的数据发送给移动终端。

加速度传感器，具体用于对步伐移动前后的加速度进行检测，实时采集步伐移动的加速度值。采集的加速度值适用于空间坐标系，将加速度投影在空间坐标系的各个轴上，该数据用于判断步伐移动前后的状态。

蓝牙模块本身可以和移动终端通信，具体的通信协议如同两部手机进行蓝牙传输数据的模式，无论串行传输数据还是并行传输数据，在人步子移动的情况下，步伐移动频率远小于通信频率，所以采用任何一种方式都可以达到良好的效果。蓝牙模块由于其通信无需网络，也符合低功耗的要求，不仅通信效率高，并且节能，此外，蓝牙模块的大小适合携带，可以放置于鞋子里，或者利用护膝或者护踝等附着在小腿上。

由上可知，加速度传感器内置于蓝牙模块中，由于传感器体积小，放置于蓝牙模块总体的体积也很小，便于携带，因此，可以放置于鞋子里或者通过带子系在小腿上。由于步伐的移动都由脚的移动，所以测试的数据很准确。

在本发明实施例中，移动终端安装有蓝牙模块以及计步器软件。移动终端的蓝牙模块接收内嵌加速度传感器的蓝牙模块发送的采集到的步伐移动时的加速度值，采用计步器软件处理所述步伐移动时的加速度值，从而得到步伐数。通过移动终端屏幕显示得到的步伐数，供用户查看。计步器软件，具体用于将加速度投影到空间坐标系，分别将投影在三个轴上的加速度取绝对值后求其平方和的平均值。可以设定比较两次处理结果的时间间隔，不同的时间间隔就会有不同的精度。由于人步行时的频率大概为5Hz，可以设定处理时间间隔为3Hz，5Hz，7Hz，9Hz等等。计步器软件将两次计算加速度平方和的平均值作差，用这个差值作为判断步伐的标准，如果大于这个值认为是有步伐移动，将步伐数值进行相应值的增加，如果小于这个值，就认为没有步伐移动，步伐数值不变。通过设定这个差值，可以设定不同的精度，并且可以达到高精度准确判断步伐移动。

计步器软件通过比较步伐产生前后的加速度的平方和的均值产生变化来判断步伐移动的动作，由于加入控制两次数据比较的时间以及两次结果的差值可以改变计步器的精度，并且通过放置于脚或者腿附近的内嵌加速度传感器的蓝牙模块采集的数据，能够准确的判别步伐移动的动作，提高了计步器的精度。

在本发明实施例中，蓝牙通信的范围从10m到100m，根据精度需要可以选择不同的蓝牙模块，由于一般人的步伐长度在1m左右，所以选择常用的10m范围通信的蓝牙即可满足需求。

设置移动终端为主设备，内嵌加速度传感器的蓝牙模块为子设备，在使用之前可以完成配对，比起一般的移动终端之间通过蓝牙传输文件省去了每次传输数据前配对的步骤。移动终端通过蓝牙模块接收内嵌加速度传感器的蓝牙模块传输的数据，工作在2.4GHz频带，速度可以达到1Mb/s，传输速度快，由于人步行的频率大概为5Hz，远小于蓝牙的工作频率，所以实时传输数据并且处理数据可以满足需求。

常用的移动终端有手机或者平板电脑，在移动终端上安装上计步器软件，由于移动终端和内嵌加速度传感器的蓝牙模块都被放置于身体周围，不会超过蓝牙的传输距离，并且能实时接受和处理内嵌加速度传感器的蓝牙模块采集的步伐移动时的加速度值。

请参阅图2，为本发明实施例提供的计量步伐数的方法的实现流程，其包括以下步骤：

在步骤S101中，移动终端接收内嵌加速度传感器的蓝牙模块发送的采集到的步伐移动时的加速度值；

在本发明实施例中，在步骤101之前，还包括步骤：

设置移动终端为主设备，内嵌加速度传感器的蓝牙模块为子设备，将所述移动终端与内嵌加速度传感器的蓝牙模块进行配对。

在步骤S102中，移动终端处理所述步伐移动时的加速度值，从而得到步伐数。

作为本发明一实施例，步骤S102具体为：

移动终端将加速度投影到空间坐标系，分别将投影在三个轴上的加速度取绝对值后求其平方和的平均值；移动终端将两次计算加速度平方和的平均值作差，用这个差值作为判断步伐的标准，如果大于这个值认为是有步伐移动，将步伐数值进行相应值的增加，如果小于这个值，就认为没有步伐移动，步伐数值不变。

请参阅图3，为本发明实施例提供的移动终端的结构。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。所述移动终端包括：蓝牙模块101、以及计步器102。

蓝牙模块101，用于接收内嵌加速度传感器的蓝牙模块发送的采集到的步伐移动时的加速度值；

计步器102，用于处理所述步伐移动时的加速度值，从而得到步伐数。

在本发明实施例中，所述移动终端还包括；配对模块。

配对模块，用于设置移动终端为主设备，内嵌加速度传感器的蓝牙模块为子设备，将所述移动终端与内嵌加速度传感器的蓝牙模块进行配对。

作为本发明一实施例

计步器102，具体用于将加速度投影到空间坐标系，分别将投影在三个轴上的加速度取绝对值后求其平方和的平均值；将两次计算加速度平方和的平均值作差，用这个差值作为判断步伐的标准，如果大于这个值认为是有步伐移动，将步伐数值进行相应值的增加，如果小于这个值，就认为没有步伐移动，步伐数值不变。

综上所述，本发明实施例是提高计步器的精度以及使其放置的位置更加灵活。本发明实施例将内嵌加速度传感器的蓝牙模块置于脚部或者腿部进行采集数据，然后利用蓝牙传送采集到的数据给移动终端，移动终端的程序处理该采集到的数据，从而来得到步伐数。本发明实施例中的移动终端可以放置在身体附近的任何位置。通过放置在脚或者小腿附近的内嵌加速度传感器的蓝牙模块，当步伐移动时，可以准确的测量前后的加速度的值。并且在数据处理的算法中，通过控制两次结果的比较时间和差值来控制计步器的精度，通过设定参数可以实现高精度的计步器测量。另外，由于内嵌加速度传感器的蓝牙模块与移动终端是独立的设备，移动终端摆放的位置不会影响采集的数据的准确度，所以对于用户来说，可以将移动终端放置在自己喜欢的位置，但不影响计步器的精度。再者，由于采用蓝牙通信，蓝牙通信速度快低功耗，十分符合现代倡导的“低碳生活”的口号。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种计量步伐数的系统，其特征在于，所述系统包括内嵌加速度传感器的蓝牙模块以及移动终端；所述内嵌加速度传感器的蓝牙模块与移动终端通过蓝牙进行无线通信；

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述加速度传感器，具体用于对步伐移动前后的加速度进行检测，实时采集步伐移动的加速度值；采集的加速度值适用于空间坐标系，将加速度投影在空间坐标系的各个轴上，该数据用于判断步伐移动前后的状态。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，设置移动终端为主设备，内嵌加速度传感器的蓝牙模块为子设备，将所述移动终端与内嵌加速度传感器的蓝牙模块进行配对。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述移动终端，具体用于将加速度投影到空间坐标系，分别将投影在三个轴上的加速度取绝对值后求其平方和的平均值；移动终端将两次计算加速度平方和的平均值作差，用这个差值作为判断步伐的标准，如果大于这个值认为是有步伐移动，将步伐数值进行相应值的增加，如果小于这个值，就认为没有步伐移动，步伐数值不变。

5.一种计量步伐数的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述移动终端接收内嵌加速度传感器的蓝牙模块发送的采集到的步伐移动时的加速度值的步骤之前，还包括步骤：

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述移动终端处理所述步伐移动时的加速度值，从而得到步伐数的步骤，具体为：

8.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括：

9.如权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端还包括：

10.如权利要求8所述的移动终端，其特征在于，

所述计步器，具体用于将加速度投影到空间坐标系，分别将投影在三个轴上的加速度取绝对值后求其平方和的平均值；将两次计算加速度平方和的平均值作差，用这个差值作为判断步伐的标准，如果大于这个值认为是有步伐移动，将步伐数值进行相应值的增加，如果小于这个值，就认为没有步伐移动，步伐数值不变。