CN104055494A

CN104055494A - 一种适用于中老年人的跑步装置

Info

Publication number: CN104055494A
Application number: CN201410278599.5A
Authority: CN
Inventors: 张新瑜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2014-09-24

Abstract

本发明涉及了锻炼设备领域，尤其涉及了一种适用于中老年人的跑步装置。本发明公开的一种适用于中老年人的跑步装置由外壳进行封装，主机单片机、无线接收模块、语音播放控制模块内置于外壳，LED连接电路、蜂鸣器电路、USB电源模块、键盘模块、液晶显示模块设置于外壳表面；所述外壳设置有手环，所述单触摸键采集模块内置于手环；还包括腿环，所述从机单片机、MPU6050采集模块以及无线发送模块内置于腿环内。该跑步装置解决当前计步器无警报提醒、安全的问题，实现实时液晶显示和语音提示，同时设计简单、携带方便、成本低，适用于中老年人跑步锻炼。

Description

一种适用于中老年人的跑步装置

技术领域

本发明涉及了锻炼设备领域，尤其涉及了一种适用于中老年人的跑步装置。

背景技术

当前的电子计步器，人们通过采用行走传感器或者手持打开的计步软件的手机对用户的行走进行探测而进行用户的步数测量。这类电子计步器由于采用钟摆传感器，能够在正常行走中对步数进行测量，在该正常步行中，用户在行走的同时自然的摇摆手臂。然而，在用户将手臂固定在预定位置为没有摇摆手臂时，则不能对步数进行测量。

而且，由于空气环境的污染问题，以及人们长期生活在室内，跑步锻炼成为各个年龄段的所必须的运动，而当前的计步器没有预警的功能，没有对高血压或者心脏病的中老年人进行警报提醒的功能，这样中老年人进行跑步运动时，极易出现安全问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的就在于提供了一种适用于中老年人的跑步装置，解决当前计步器无警报提醒、安全的问题，实现实时液晶显示和语音提示，同时设计简单、携带方便、成本低，适用于中老年人跑步锻炼。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种适用于中老年人的跑步装置，包括主机单片机、无线接收模块、液晶显示模块、语音播放控制模块、LED连接电路、蜂鸣器电路、单触摸键采集模块、键盘模块以及外壳，所述主机单片机与无线接收模块、液晶显示模块、语音播放控制模块、单触摸键采集模块、LED连接电路、蜂鸣器电路以及键盘模块相连，所述语音播放控制模块包括USB电源模块；还包括从机单片机、MPU6050采集模块以及无线发送模块，所述从机单片机与MPU6050采集模块以及无线发送模块相连；所述跑步装置由外壳进行封装，主机单片机、无线接收模块、语音播放控制模块内置于外壳，LED连接电路、蜂鸣器电路、USB电源模块、键盘模块、液晶显示模块设置于外壳表面；所述外壳设置有手环，所述单触摸键采集模块内置于手环；还包括腿环，所述从机单片机、MPU6050采集模块以及无线发送模块内置于腿环内。

作为一种优选方案，所述主机单片机、第一从机单片机采用的是MSP430系列单片机，MSP430系列单片机是一种16位超低功耗的混合信号处理器，称之为混合信号处理器。该单片机的电源电压采用1.8~3.6V低电压，RAM数据保持方式下耗电仅0.1uA，活动模式耗电250pA／MIPS，IO输入端口的漏电流最大仅50nA；其具有独特的时钟系统，包括两个不同的时钟系统：基本时钟系统和DCO 数字振荡器时钟系统；根据系统运行时使用的功能模块不同，芯片的功耗有明显的差异，从而将系统设计为活动模式(AM)和5种低功耗模式(LPM0~LPM4)；MSP430系列单片机用中断请求将CPU唤醒只要6us，既以降低系统功耗，又可以对外部事件请求作出快速响应，另外系统具有强大的处理能力、高性能模拟技术及丰富的片上外围模块、稳定的工作系统、方便高效的开发环境等优点。

作为一种优选方案，所述液晶显示模块为LCD12864液晶显示屏，实时进行显示跑步装置计步结果以及脉搏数，方便中老年人查看。

作为一种优选方案，所述语音播放控制模块为MP3－FLASH－16P语音模块，该MP3－FLASH－16P语音模块集成了MP3、WAV 的硬解码，同时以SPIFLASH 作为存储介质即可完成语音播放等功能；另外该模块也集成了3瓦的功放，外接喇叭即可播放，而且支持10 段语音的指定触发播放和音量可调节的播放。

作为一种优选方案，所述单触摸键采集模块采用TTP223-BA6芯片，TTP223-BA6是触摸键检测IC，提供1个触摸键。触摸检测IC是为了用可变面积的键的广泛使用而设计的，具有低功耗和宽工作电压的特点，适用于低功耗的手持设备。其中，人体触摸检测稳定，在跑步装置等人体触摸的体育器材中，可以持续，稳定的工作。另外，上电之后仅需要约0.5s的稳定时间，灵敏度可调节。因此综合成本低、小巧、性能稳定，非常适用于该跑步装置。

作为一种优选方案，所述MPU6050信号采集模块采用MPU6050芯片，该MPU6050芯片综合了加速度传感器以及角速度传感器。当中老年人进行跑步运动时，MPU6050芯片可以采集中老年人跑步时人体腿部倾角及其变化速率的实时数据，作为跑步计步判决的依据。

作为一种优选方案，所述无线接收模块、无线发送模块采用NRF24L01芯片，所述NRF24L01 芯片系统工作电压为1.9 - 3.6V，待机模式下状态为22uA，掉电模式下为900nA，最高工作速率2Mbps，高效GFSK调制，抗干扰能力强。内置专门稳压电路，使用各种电源包括DC/DC 开关电源均有很好的通信效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1. 利用传感器采集腿部位置数据和手腕处的脉搏跳动，从而提高计步判决准确性以及采集脉搏数，并采用液晶实时显示锻炼结果；

2. 通过语音模块完成语音提示和音乐播放的功能，使中老年人身心放松，增加锻炼趣味性，并且当脉搏数超过一定值时，给予警报，实现人机互动的目的；

3. 该跑步装置体积小、质量轻、携带方便，中老年人可以随时随地进行跑步锻炼。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主机系统结构框图；

图3为本发明的从机系统结构框图；

图4为主机单片机模块电路原理图；

图5为液晶显示模块电路原理图；

图6为语音播放控制模块电路原理图；

图7为LED连接电路电路原理图；

图8为蜂鸣器电路电路原理图；

图9为单触摸键采集模块电路原理图；

图10为键盘模块电路原理图；

图11为USB电源模块电路原理图；

图12为MPU6050采集模块电路原理图；

图13为无线接收模块、无线发送模块电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步说明。

实施例：

如图1、图2、图3所示，一种适用于中老年人的跑步装置，包括主机单片机、无线接收模块、液晶显示模块、语音播放控制模块、LED连接电路、蜂鸣器电路、单触摸键采集模块、键盘模块以及外壳1，所述主机单片机与无线接收模块、液晶显示模块、语音播放控制模块、单触摸键采集模块、LED连接电路、蜂鸣器电路以及键盘模块相连，所述语音播放控制模块包括USB电源模块；还包括从机单片机、MPU6050采集模块以及无线发送模块，所述从机单片机与MPU6050采集模块以及无线发送模块相连；所述跑步装置由外壳1进行封装，主机单片机、无线接收模块、语音播放控制模块内置于外壳，LED连接电路、蜂鸣器电路、USB电源模块、键盘模块、液晶显示模块设置于外壳1表面；所述外壳1设置有手环2，所述单触摸键采集模块内置于手环2；还包括腿环3，所述从机单片机、MPU6050采集模块以及无线发送模块内置于腿环3内。

主机单片机采用的是MSP430系列单片机，其具体电路原理图如图4所示；

液晶显示模块为LCD12864液晶显示屏4，其电路原理图如图5所示。

语音播放控制模块为MP3－FLASH－16P语音模块，所述语音播放控制模块的电路原理图如图6所示。还包括USB电源模块，其电路原理图如图11所示。

主机单片机连接有如图7所示的LED连接电路以及如图8所示的蜂鸣器电路。

单触摸键采集模块采用TTP223-BA6芯片，所述TTP223-BA6芯片的电路原理图如图9所示。

键盘模块的电路原理图如图10所示。

MPU6050信号采集模块采用MPU6050芯片，该MPU6050芯片的电路原理图如图12所示。

无线接收模块和无线发送模块采用NRF24L01芯片，其电路原理图如图13所示。

具体实施时，将手环2带入手腕脉搏处，腿部膝盖处带上腿环3，当中老年人打开系统的电源开关和采集开关便可以进行跑步锻炼，此时通过键盘模块设置的按键8，系统可自动报数或者播放音乐，并在屏幕显示步数，同时单触摸键采集模块采集脉搏的跳动，并在屏幕显示脉搏数，当脉搏数超过设定的安全数值时，LED连接电路的指示灯5点亮，蜂鸣器模块的扬声器6进行发声提醒中来年人停止跑步，所述USB电源模块进行供电，设置有USB插孔7。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种适用于中老年人的跑步装置，其特征在于：包括主机单片机、无线接收模块、液晶显示模块、语音播放控制模块、LED连接电路、蜂鸣器电路、单触摸键采集模块、键盘模块以及外壳（1），所述主机单片机与无线接收模块、液晶显示模块、语音播放控制模块、单触摸键采集模块、LED连接电路、蜂鸣器电路以及键盘模块相连，所述语音播放控制模块包括USB电源模块；还包括从机单片机、MPU6050采集模块以及无线发送模块，所述从机单片机与MPU6050采集模块以及无线发送模块相连；所述跑步装置由外壳（1）进行封装，主机单片机、无线接收模块、语音播放控制模块内置于外壳（1），LED连接电路、蜂鸣器电路、USB电源模块、键盘模块、液晶显示模块设置于外壳（1）表面；所述外壳（1）设置有手环（2），所述单触摸键采集模块内置于手环（2）；还包括腿环（3），所述从机单片机、MPU6050采集模块以及无线发送模块内置于腿环（3）内。

2.根据权利要求1所述的一种适用于中老年人的跑步装置，其特征在于：所述主机单片机、第一从机单片机采用的是MSP430系列单片机。

3.根据权利要求1所述的一种适用于中老年人的跑步装置，其特征在于：所述液晶显示模块为LCD12864液晶显示屏（4）。

4.根据权利要求1所述的一种适用于中老年人的跑步装置，其特征在于：所述语音播放控制模块为MP3－FLASH－16P语音模块。

5.根据权利要求1所述的一种适用于中老年人的跑步装置，其特征在于：所述单触摸键采集模块采用TTP223-BA6芯片。

6.根据权利要求1所述的一种适用于中老年人的跑步装置，其特征在于：所述MPU6050信号采集模块采用MPU6050芯片。

7.根据权利要求1所述的一种适用于中老年人的跑步装置，其特征在于：所述无线接收模块、无线发送模块采用NRF24L01芯片。