CN103727956B - 一种计步器 - Google Patents

Abstract

本发明为了克服现有计步器不能全面、科学地对人的完整运动周期进行监测的缺陷，提供了一种计步器，包括供电单元、体动状态采集单元、存储单元、计算单元、光线传感单元和控制单元，供电单元为计步器提供正常工作所需的电源，体动状态采集单元用于感应并采集使用者的体动状态信息，计算单元用于根据使用者的体动状态信息获得计步信息，光线传感单元感应计步器使用者所处的环境光强信息，控制单元根据环境光强信息和体动状态信息确定计步器的工作状态，存储单元存储计步器采集到的计步结果。该计步器科学、有效地提高了使用者的锻炼质量和生活品质。

Description

一种计步器

技术领域

本发明涉及计步器技术领域，具体地，涉及一种具有感知光线强度功能的计步器。

背景技术

计步器主要由传感器、计算单元和显示单元组成，传感器用于采集用户步行的步数、步速等使用者的体动状态信息。当用户步行时，用户身体的重心都会上下移动，传感器可以利用平衡锤在上下振动时平衡被破坏使一个触点能出现通/断动作来采集用户的步数，其中，以腰部的上下位移最为明显，所以传感器通常设置在用户的腰部位置。通过用户输入的步幅、体重等使用者的体动状态信息，计算单元可以计算出运动数据，运动数据包括用户步行的时长、步行的距离以及消耗的卡路里等。

在现有技术中，计步器通常只能实时向用户显示当时的运动数据，用户无法查询或检索之前一段时期内的运动数据，不利于用户根据之前的运动数据来调整步速、步幅等，导致步行的运动效果不理想。

更重要的是，现有的计步器在使用者处于休息或睡眠状态时，不能对使用者的健康情况进行随时监控，不能全面、科学地对人的完整生理运动周期进行监测而是只能单一地在用户运动时提供计步服务。这样，计步器不能提供智能化的计步服务。如果换上例如睡眠记录装置，则有如下缺点：第一是切换过程耗时费力，影响使用者休息或睡眠的状态；第二是不能很方便地甚至无法将使用者在休息时的状态作为计步器工作的依据和参考之一。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的上述不足，提供了如下的技术方案：

一种计步器，包括供电单元、体动状态采集单元、存储单元、提示单元，以及计算单元，所述供电单元为计步器提供正常工作所需的电源，所述体动状态采集单元用于感应并采集使用者的体动状态信息，所述计算单元用于根据使用者的体动状态信息获得计步信息，其特征在于，还包括光线传感单元和控制单元，所述光线传感单元感应所述计步器使用者所处的环境光强信息，所述控制单元根据所述环境光强信息和体动状态信息确定计步器的工作状态，所述存储单元存储计步器采集到的计步结果。

进一步地，所述控制单元根据所述光线传感单元输出的比较结果和体动状态信息确定所述计步器的工作状态：当所述体动状态信息表示使用者处于休息状态且所述光线传感单元感应到环境光低于预设阈值时，所述计步器将使用者的体动状态信息作为计步结果记录在所述存储单元；反之，当体动状态信息表示使用者处于休息状态且所述光线传感单元感应到环境光等于或高于预设阈值时，所述计步器将使用者的步数作为计步结果记录在所述存储单元。

进一步地，所述体动状态采集单元包括心率测量单元、温度传感器和运动传感器中的一种或多种。

进一步地，所述运动传感器包括加速计、陀螺仪、电子罗盘和压力传感器。

进一步地，所述计步器还包括：

通信单元，用于向外部终端输出运动数据；

所述计算单元与所述存储单元连接，所述存储单元与所述通信单元连接。

进一步地，所述通信单元的通信方式包括：线缆、USB接口、RS232、蓝牙、2.4G无线通信、红外线、无线网路通信、全球微波互联接入和无载波通信中的至少一种。

进一步地，所述光线传感单元包括光线传感器、A/D转换器、比较器、存储器，以及时钟单元。所述光线传感器感应使用者所处的环境光强信息，将得到的关于该环境光强信息的模拟信号通过A/D转换器转变为数字信号，再通过比较器与存储器中存储的阈值进行比较。

进一步地，所述计步器根据计步结果判断使用者的运动量和睡眠质量。

进一步地，所述计步器还包括提示单元，根据所述计步结果，在使用者运动时，所述计步器通过所述提示单元对使用者进行提示。

本发明中，“光强”一词不仅指“光线的照射强度”，而是指“光强”、“照度”、“色温”中的至少一个。为了简单和易于理解起见，本发明在表述上述概念时一般使用“光强”一词作为代表。本领域技术人员能够在不付出创造性劳动的前提下，增加和/或替换为“光强”、“照度”、“色温”中的至少一个。

本发明的有益效果如下：本发明的计步器能够根据外界光线强度的不同自动改变工作模式，使得不仅在使用计步器时能够辅助使用者锻炼身体，而且能够在使用者进入睡眠状态后通过对睡眠质量的监测，指导使用者苏醒以后的锻炼强度和/或运动量，科学、有效地提高了使用者的锻炼质量和生活品质。

附图说明

附图1示出了根据本发明的一个实施例的结构框图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的计步器100进行详细描述。

计步器100包括供电单元1、体动状态采集单元2、存储单元3，以及计算单元5，可选的，还可以包括提示单元4。所述供电单元1为计步器100提供正常工作所需的电源。

在一个实施例中，电源单元1采用可充电电池，例如锂电池、镍氢电池等。在一个优选的实施例中，电源单元1还包括充电接口及变压稳压装置，例如220V转15V的变压器、充电接口和三端稳压器，稳压器的输出连接电池并给电池充电。在另一个优选的实施例中，电源单元1采用钮扣电池，此时电源单元1不包括充电接口及变压稳压装置。

所述体动状态采集单元2用于感应并采集使用者的体动状态信息。在一个优选的实施例中，使用者的体动状态信息包括身高、年龄、体重和步幅等信息。体动状态采集单元2对身高、年龄、体重等身体参数的采集是通过预先向计步器100的体动状态采集单元2输入相应的身高、年龄、体重等信息实现的。体动状态采集单元2对步幅的采集是通过将GPS芯片集成到体动状态采集单元2实现的，具体而言，计步器100一般采用三维加速度计来测量步数。基于此，体动状态采集单元2根据GPS芯片采集到的位置计算使用者走过的距离，并除以三位加速度计测量得到的步数，进而得到步幅信息。

其中，存储单元3用于存储使用者的体动状态信息，以方便用户查询一段时期内的使用者的体动状态信息，或者将一段时期内的使用者的体动状态信息通过通信单元7发送到外部终端，以利用外部终端来处理计步相关信息，以有利于用户得到更准确的运动数据。

计算单元5可以根据上述的使用者的体动状态信息计算出用户步行的时长、步行的距离以及消耗的卡路里等运动数据。

所述时长根据体动状态采集单元2的GPS获得的起止时间之差获得。步行的距离通过GPS不断采集到的坐标进行累计求和。所述的卡路里的数据是利用使用者的体重、身高、年龄等信息，根据运动学曲线计算和/或预先存储在存储单元3中的经验对照表查询得到的。

本实施例中，通过存储单元3来存储运动数据，用户可以随时通过查询存储在存储单元3的运动数据，方便用户及时调整步幅、步速、步行的时长等，提高步行的运动效果，通过通信单元7将存储单元3中的数据发送至外部终端，可以避免利用数据线传输数据造成的繁琐和不便，提高了用户的使用体验。

在本发明的一个优选的实施例中，还包括光线传感单元6，该光线传感单元6包括光线传感器、A/D转换器、比较器、存储器。所述光线传感器感应使用者所处的环境光强信息，将得到的关于该环境光强信息的模拟信号通过A/D转换器转变为数字信号，再通过比较器与存储器中存储的阈值进行比较。进而得出当前计步器100所处的环境是昏暗的还是明亮的。值得注意的是，本发明中所称的“昏暗”或“明亮”并不是有无自然光造成的，而是可以根据使用者的个人习惯，在体动状态采集单元2中设置的。例如，将在仅开有走廊灯的情况下采集到的光线亮度设置为“昏暗”。在本发明的另一个优选的实施例中，该光线传感单元6还包括时钟单元，该时钟单元计算当前的时刻，作为光线传感单元6根据光线传感器采集的环境光亮度判断“昏暗”或“明亮”的结果的辅助判断因素。

所述控制单元根据所述光线传感单元6输出的比较结果和体动状态信息确定所述计步器100的工作状态：当所述体动状态信息表示使用者处于休息状态且所述光线传感单元6感应到环境光低于预设阈值时，所述计步器100将使用者的体动状态信息作为所述计步结果记录在所述存储单元3。所述体动状态采集单元2包括心率测量单元、温度传感器和运动传感器中的一种或多种。所述运动传感器包括加速计、陀螺仪、电子罗盘和压力传感器。

当所述体动状态信息表示使用者处于休息状态且所述光线传感单元6感应到环境光等于或高于预设阈值时，表明使用者正在处于活动状态，此时，所述计步器100将使用者的步数作为所述计步结果记录在所述存储单元3。

这样，计步器100在当使用者苏醒并进入光亮的环境(例如自然地亮天或人为的开启环境灯光而准备脱离睡眠阶段)以后，能够对使用者计步时的步幅、速度、运动量等信息进行科学合理的监控。

所述计步器100还包括：通信单元7，用于向外部终端输出运动数据；所述计算单元5与所述存储单元3连接，所述存储单元3与所述通信单元7连接。所述通信单元7的通信方式包括：线缆、USB接口、RS232、蓝牙、2.4G无线通信、红外线、无线网路通信、全球微波互联接入和无载波通信中的至少一种。

本发明中，所述体动状态信息表示使用者处于休息状态且所述光线传感单元6感应到环境光低于预设阈值表明使用者正在处于休息状态，例如进入了在休息前关闭环境灯光或调暗环境光，以准备进入睡眠。此时，计步器100如果处于一般的计步状态则是毫无意义的。但如果能够在此时自动切换为对身体健康指标(在本发明中也称为“计步结果”)的监测状态，则能够使使用者在睡眠状态下的健康信息被记录在计步器100的存储单元3中。所述计步器100根据身体健康指标判断使用者的睡眠质量。根据本发明的一个优选的实施例，计步器100还包括血氧仪，用于监测使用者的睡眠状态并获得身体健康指标。

在一个优选的实施例中，所述计算单元5根据世界卫生组织定义的各年龄段、体重等参数条件下的健康睡眠状态，利用在存储单元3中预先存储的各年龄段和体重的人士健康状态下的身体健康指标来判断使用者的睡眠质量。

根据所述计步结果，在使用者运动时，所述计步器100通过所述提示单元4提示使用者进行更多的运动或更少的运动。当使用者在计步器100再次进入计步状态时的运动速度、距离和/或步幅等超过一定阈值时，计步器100通过提示单元4给出提示，并在必要时通过通信单元7向远端救护中心或家庭成员发送报警信号。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种计步器，包括供电单元、体动状态采集单元、存储单元，以及计算单元，所述供电单元为计步器提供正常工作所需的电源，所述体动状态采集单元用于感应并采集使用者的体动状态信息，所述计算单元用于根据使用者的体动状态信息获得计步信息，其特征在于，还包括光线传感单元和控制单元，所述光线传感单元感应所述计步器使用者所处的环境光强信息，所述控制单元根据所述环境光强信息和体动状态信息确定计步器的工作状态，所述存储单元存储计步器采集到的计步结果，当所述体动状态信息表示使用者处于休息状态且所述光线传感单元感应到环境光低于预设阈值时，所述计步器将使用者的体动状态信息作为计步结果记录在所述存储单元；当体动状态信息表示使用者处于休息状态且所述光线传感单元感应到环境光等于或高于预设阈值时，所述计步器将使用者的步数作为计步结果记录在所述存储单元。

2.根据权利要求1所述的计步器，其特征在于，所述体动状态采集单元包括心率测量单元、温度传感器和运动传感器中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的计步器，其特征在于，所述运动传感器包括加速计、陀螺仪、电子罗盘或压力传感器。

4.根据权利要求1所述的计步器，其特征在于，所述计步器还包括：

通信单元，用于向外部终端输出运动数据；

所述计算单元与所述存储单元连接，所述存储单元与所述通信单元连接。

5.根据权利要求4所述的计步器，其特征在于，所述通信单元的通信方式包括：线缆、USB接口、RS232、蓝牙、2.4G无线通信、红外线、无线网路通信、全球微波互联接入和无载波通信中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的计步器，其特征在于，所述光线传感单元包括光线传感器、A/D转换器、比较器、存储器，以及时钟单元。

7.根据权利要求1所述的计步器，其特征在于，所述计步器根据计步结果判断使用者的运动量和睡眠质量。

8.根据权利要求1所述的计步器，其特征在于，所述计步器还包括提示单元，根据所述计步结果，在使用者运动时，所述计步器通过所述提示单元对使用者进行提示。