CN104606847A - 一种基于物联网智能控制及监测的电动摇摆健身器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网智能控制及监测的电动摇摆健身器，包括含摇摆振动系统的电动摇摆健身器提供运动数据、健身器物联网智能装置监测运动数据、云端服务器分析计算数据、手机App实时展现运动效果及远程无线控制开关机，所述的健身器物联网智能装置的结构是，由市电电源供电，通过电子陀螺仪模块采集运动数据，中央处理模块将数据转换成数字信号，再由WiFi模块发送到云端服务器；健身器云端服务器内有自编的云计算程序，运算出各种运动健身指标，展现在安卓或苹果两个系统版本的手机App上，并远程无线控制开关机；本发明实现了电动摇摆健身器运动数据智能监测采集，健身效果科学评估、实时传送到使用者手机App上并无线控制开关机的功能。

Description

一种基于物联网智能控制及监测的电动摇摆健身器

技术领域

本发明属于电动摇摆健身器智能控制及监测技术领域，涉及一种基于物联网的运动数据监测、同步传送到移动互联网实时展示在使用者手机App上、并通过手机App远程无线控制开关机的系统及方法。

背景技术

传统的电动摇摆健身器、电动健身器、非电动健身器等，人们在使用时只能感知到身体发热，不知道使用这些健身器能给自身带来哪些锻炼健身的量化效果，也没有科学的运动数据分析，使用者看不到运动结果。某些电动摇摆健身器加装了随机显示装置，但其显示项目不全面，而且很难记录并统计使用者的历史数据，且无法进行数据量化分析。本技术适用于电动摇摆健身器，实时智能监测、传送运动数据，并在手机App同步展现。

传统的电动健身器使用室内电源作为动力，在机身上有开关按键，摇摆健身时开、关机不是很方便，健身时间不好把握。本技术通过手机App远程控制电动摇摆健身器开机、关机，还可实现在手机App上设定运动时间，即定时开关机。

传统的电动健身器在家里或办公室使用率并不高，因为枯燥的运动很难坚持，由于缺乏互动的趣味性，造成人与机的粘度较低，无法实现健身器材的健身价值，若不是被迫需要锻炼，很难坚持主动去使用电动健身器。

随着互联网科技的高速发展，尤其是智能手机的普及，让电动健身器与使用者之间建立更加紧密的联系具备了技术条件。本技术应用于电动摇摆健身器领域，基于物联网把使用时间及运动数据即时传送到云端服务器，利用云端服务器计算统计数据、分析锻炼效果，通过WiFi移动互联网同步、即时传送到使用者的手机App上。提升电动摇摆健身器与使用者之间的粘度，在实现通过电动摇摆健身器强身健体的同时，使枯燥的健身变得有趣和愉悦，从而推动电动摇摆健身器的普及使用，为全民健身创造条件，达到改善及提升国民体质的目的。尤其是当今，被互联网牢套的人越来越多，上班面对电脑，下班面对手机，出门不是坐车就是开车，缺少运动，出现肥胖、颈椎病等亚健康状态，本技术的应用让人们在有趣和愉悦心境下，简单、随时、随地使用电动摇摆健身器，远离亚健康。本技术尤其对消耗腹部、臀部、腿部等部位脂肪有帮助，且效果在手机上实时可见。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于物联网的电动摇摆健身器运动数据智能监测、同步传送到移动互联网并展示在使用者手机App上、并通过手机App控制开关机的系统及方法，让电动摇摆健身器的使用者对锻炼数据及健身效果实时可见，并在手机App上远程无线控制开关机，从而提升电动摇摆健身器的使用率，让健身运动具有趣味性。

本发明所采用的技术方案是，借助安装在电动摇摆健身器内的健身器物联网智能装置实时采集运动数据，并通过WiFi移动互联网传送到健身器云端服务器，云端服务器经过运算后，将数据指标传送并展现在使用者的手机App上，这些数据指标包括：运动时间、运动公里数、消耗的卡路里、当前的体重、心率、离健康指标的差距等，储存使用者的历史数据，与其它使用者的数据PK，下次运动时间提醒，以及锻炼健身计划及指标的设定。在手机App上下达开、关机指令及定时指令，通过智能远程控制模块控制电动摇摆健身器开启、关闭电源，实现远程智能无线控制。

所述的电动摇摆健身器的结构及工作原理是，使用市电电源（即室内电源）作为动力，通过机身内置的变频振动电机带动设有传动曲轴的装置左右、上下律动，曲轴与坐垫内部的弧形凹槽咬合紧密相联，进而使坐垫进行规律匀速摇摆，此结构称之为摇摆振动系统。内设电源管理模块，控制及分配电源，与机身坐面侧沿下方的按钮相连，用于开关电源、LED显示灯、调节电机转动速度，分别可将电机调节为低、中、高三种转速，即三种摇摆强度。健身器物联网智能装置与电源管理模块相联，用于采集运动数据并传送到互联网。坐垫根据人体曲线设计，附有橡胶软皮层，用于减震防滑增加舒适度，人体运动部位贴合在坐垫上。机身底座安装有四个橡皮支撑点，使本机在运动时稳固不滑动。机身底座下部有散热槽孔，便于电机运转散发热量。使用者的臀或腰或腿等部位，贴合在电动摇摆健身器的坐垫上，插上电源通过手机启动摇摆运动，随着产品惯性摇摆运动，可以达到如下健身效果：训练协调性、锻炼肌肉、消耗脂肪、活动关节、调整骨盆、矫正脊椎、摇摆颈椎、缓解疲劳等，起到瘦身、美体、预防椎部疾病等功效。

所述的健身器物联网智能装置的结构是，包括电源管理模块、电子陀螺仪模块、WiFi模块、中央处理模块、智能控制模块、LED显示灯等。健身器物联网智能装置在电动摇摆健身器内，通过电子陀螺仪模块采集运动数据，中央处理模块将运动数据转换成数字信号，通过WiFi模块将数字信号发送到云端服务器。盒子上标贴二维码，使用者扫描该二维码实现与云端服务器和手机App的帐号匹配联通。中央处理模块的程序由本技术自编程序，实现数据采集、转换、运算、传送等功能。

所述的智能远程控制模块的结构及工作原理是，手机App通过云服务器提供的固定端口，通过WiFi模块将手机的控制信号转发到智能远程控制模块，模块接收服务器发来的开、关及时间指令，进行相应解析并控制继电器的开、关，实现手机远程无线操作电动摇摆健身器的电源开关。

所述的健身器云端服务器是，本技术自编云计算程序，当使用者扫描智能盒上的二维码后，在同一WiFi移动互联网环境下，实现健身器物联网智能装置与云端服务器帐号匹配对接。云端服务器一方面接受来自于健身器物联网智能装置的数字信号，另一方面接受来自于手机App上的人体体重、身高、性别等参数，通过健身器云端服务器，运算出各种指标，存储在云端服务器内，展现到手机App上。

所述的手机App是，分Android安卓和Apple苹果两个系统版本，但数据来自同一个健身器云端服务器。是使用者实现与电动摇摆健身器运动数据“对话”的纽带，即一方面输送人体体重、身高、性别等参数，另一方面展现自己的锻炼结果，即：运动时间、换算成运动公里数、消耗的卡路里、当前的体重、心率、离健康指标的差距等，历史数据查询，与其它使用者的数据PK，下次运动时间提醒，以及锻炼健身计划及指标的设定。使用者通过扫描Android安卓或Apple苹果两个二维码安装手机App，也可在Android市场、App Store搜索“马上运动”下载安装到自已的手机。手机App界面的设计采用了游戏关卡、卡通人物、地图等有趣及直观元素。

本发明的有益效果是：利用WiFi移动互联网技术，电动摇摆健身器的使用者通过手机上网登陆，实现物联网实时同步监测自已的运动数据，评估锻炼效果，实现手机上控制电动摇摆健身器的电源开关，大力提升人与电动摇摆健身器的粘度，提升使用者的兴趣度，提升电动摇摆健身器的使用率，让运动健身变得有趣味。从而实现全民健身、提升国民体质的目的，有较高的应用和推广价值，能产生广泛的社会效应。

1）电动摇摆健身器的设计小巧，面积比臀部稍大，摇摆振动系统完成运动工作，线路及模块设计紧凑合理，电路绝缘保障性强，工作电压均为不危害人身安全的低电压设计，外观根据人体工程学设计，舒适无障碍，摇摆速度三档可调，适合不同体形人群使用，本产品适合家庭、办公室、健身中心等场所使用。

2）健身器物联网智能装置的结构精密，与电动摇摆健身器内部结构融为一体，内部元器件布局采用集成方式，并用热熔硅胶固定，在运动时，元器件不会松动、脱落，保障了健身器物联网智能装置的长期正常工作，电子陀螺仪模块与本装置及产品融为一体，随着电动摇摆健身器一起运动，精准采集运动数据。本装置的WiFi模块与手机的无线对接距离是50米左右。本装置与电动摇摆健身器共用电源，LED灯显示WiFi联接状态。

3）健身器云端服务器采用阿里云服务器，保障数据及使用者信息的安全及足够的可延展容量空间，其云端运算软件由本技术自编的复杂能量转换计算系统，使用者以唯一帐号与健身器物联网智能盒及手机App相匹配，从而实现数据及信息归结、分析与共享。

4）手机App设计的界面独特、新颖、有趣，在基于移动互联网环境下，与健身器物联网智能装置的有效对接距离是50米左右，即电动摇摆健身器的使用者既可以把手机放在身上，也可以放在室内。使用者初次使用时，下载安装本App，注册帐号，扫描健身器物联网智能盒随机二维码，实现互联互通。以后使用只需在手机上登陆本App即可。当运动时，系统随之启动，停止运动时，手机App上智能展现锻炼结果，并实现手机远程无线操作电动摇摆健身器的电源开关，使用简单方便。

附图说明

图1是本发明的电动摇摆健身器智能控制及监测物联网系统的示意图；

图2是本发明的电动摇摆健身器的结构示意图；

图3是本发明的健身器物联网智能装置结构示意图；

图4是本发明的健身器物联网智能装置初次连接互联网设置示意图；

图5是本发明的帐号注册及系统匹配示意图；

图6是本发明的运动数据采集及传送原理示意图；

图7是本发明的智能远程控制模块原理图。

图中，1.电动摇摆健身器，2.WiFi移动互联网，3.健身器云端服务器，4.Android安卓系统手机，5.Apple苹果系统手机，6.机器底座，7.座面，8.座垫，9.电源LED指示灯，10.电源手动开关，11.摇摆强度按钮，12.WiFi状态LED指示灯，13.市电电源线，14.恢复出厂设置按键，15.摇摆振动系统，16.继电器，17.健身器物联网智能装置， 18.电源管理模块，19.智能远程控制模块，20.中央处理模块，21.电子陀螺仪模块，22.WiFi模块，23.两个滚珠开关，24.安卓系统手机App二维码，25.苹果系统手机App二维码，26.物联网二维码。

具体实施方式

本发明的要点是电动摇摆健身器在摇摆运动时的动能数据通过电子陀螺仪模块记载并传输至中央处理模块，将动能数据转换成数字信号，通过WiFi模块发送至云端服务器，经软件程序运算，健身结果实时展现在使用者的手机App上，还可通过手机App远程无线控制电动摇摆健身器开、关机。

本发明的系统是，运动数据智能监测采集，基于移动互联网的信号传送，云端运算健身效果，手机App实时展现运动健身结果，及手机App远程无线控制。

本发明的工作方法是，插上电动摇摆健身器的外接电源，使用者通过扫描二维码、下载App、注册等步骤实现人机对话，通过手机App启动摇摆运动，系统自动智能启动运动数据监测；当使用者通过手机App停止摇摆运动时，系统自动智能停止监测统计，通过健身器云端服务器的运算，实时在手机App上展现此时段的锻炼效果，并保存历史纪录。

参照图1，本发明中基于物联网的系统及实施方案是，电动摇摆健身器（1）开始运动，机器内发出的信号，通过WiFi移动互联网(2)传送到健身器云端服务器（3），运算数据被手机App接收并即时展现，Android安卓系统手机（4）或Apple苹果系统手机（5）均可单独使用，本系统的正常工作是基于同一WiFi移动互联网(2)环境。通俗地说该系统实现了人机对话。

参照图2，本发明中电动摇摆健身器通过市电电源线(13)提供动力，由机器底座(6)、座面(7)、座垫(8)组成，使用者在座面(7)上运动，当开启电源手动开关(10)或在手机App上启动开关时，远程控制启动继电器(16)，摇摆振动系统(15)开始工作，身体与座面(7)一起摇摆运动，健身器物联网智能装置(17)开始采集运动数据，本产品的座面(7)上有电源LED指示灯(9)、摇摆强度按钮(11)、WiFi状态LED指示灯(12)、 恢复出厂设置按键(14)。恢复出厂设置按键(14)用于WiFi移动互联网(2)环境发生变化时，使用者重新设置人机联通及对话。

参照图3，本发明中健身器物联网智能装置利用同一市电电源线(13)，通过电源管理模块（18）降压并分配电源及保障各元器件正常工作，电源LED指示灯(9)、WiFi状态LED指示灯(12)在产品座面(7)展现，手机App上启动开机时，智能远程控制模块(19)开始工作，指令到继电器(16)，启动摇摆运动，电子陀螺仪模块(21) 同步运动，实时监测运动数据。在此之前两个滚珠开关（23）因位移的作用原理启动中央处理模块（20），当电动摇摆健身器开始运动时滚珠开关开启数据采集，当停止运动15秒时，滚珠开关关闭数据采集，本系统巧妙地设计了两个滚珠开关，便于电动摇摆健身器放在不同方位使用，均可实施开、闭数据采集工作。WiFi模块(22)把中央处理模块（20）的数据发出。为了让同一台电动摇摆健身器在不同的WiFi移动互联网环境下使用，本系统还特別装配了恢复出厂设置按键（14）。

参照图4，本发明中健身器物联网智能装置(17)初次连接互联网设置是，电动摇摆健身器放置在可连上互联网的WiFi移动互联网(2)环境下，该WiFi可以是室内路由器发出的，也可以是公共WiFi，手机的3G、4G网络热点连接也可以。若有多种WiFi源，只能选择一种。在产品面板WiFi状态LED指示灯（12）上可看到是否连接到互联网。

若使用者是Android安卓系统手机（4），扫描安卓系统手机App二维码（24），下载并安装该App，也可以到安卓市场及其相关应用市场搜索“马上运动”，下载并安装；在手机上找到WiFi模块（22）的热点信号（本系统将该信号的帐号设置为：IM+数字和字母组合，共计6个字符，每个盒子的字符是不相同的）；再在手机上配置可连上互联网的WiFi移动互联网(2)环境，配置时自动弹出该WiFi帐号，只需输入该WiFi密码，确定即可；至此完成了WiFi模块（22）与可连上互联网的WiFi移动互联网(2)环境之间的匹配。完成健身器物联网智能装置(17)初次连接互联网设置仅需一分钟。

若使用者是Apple苹果系统手机（5），扫描苹果系统手机App二维码（25），下载并安装该App，也可以到安卓市场及其相关应用市场搜索“马上运动”，下载并安装；在手机上找到WiFi模块（22）的热点信号（本系统将该信号的帐号设置为：IM+数字和字母组合，共计6个字符，每个盒子的字符是不相同的）；再在手机上配置可连上互联网的WiFi移动互联网(2)环境，配置时自动弹出该WiFi帐号，只需输入该WiFi密码，确定即可；至此完成了WiFi模块（22）与可连上互联网的WiFi移动互联网(2)环境之间的匹配。完成健身器物联网智能装置(17)初次连接互联网设置仅需一分钟。

若互联网环境发生变化（如：用户家WiFi帐号及密码发生变化、将产品拿到办公室使用、将产品赠送给朋友等），需将恢复出厂设置按键（14）常按5秒。再重复以上流程，进行健身器物联网智能装置(17)初次连接互联网设置。

参照图5，本发明中帐号注册及系统匹配是，使用者先在手机App上进行简单的个人信息注册，用手机扫描机身上的物联网智能盒二维码（26），按弹出窗口的确定键，实现了健身器物联网智能装置(17)、健身器云端服务器（3）、Android安卓系统手机(4)或Apple苹果系统手机(5) App三者之间的帐号匹配联通，即可开始运动健身，此时展现的是使用者的个人运动数据和锻炼健身效果。

物联网智能盒二维码（26）是一机一码，在给中央处理模块（20）写本系统自编程序时随机生成，粘贴在机身上。该二维码是实现物联网的入口。

健身器云端服务器（3）接受来自于两方面的数据：一方面是手机App上的使用者信息参数；另一方面是健身器物联网智能装置(17)上实时监测到运动数据。

同一互联网环境下，不同的使用者，只需扫物联网智能盒二维码（26），注册自己的账号登陆即可。

本系统在上层由一个简易的web服务器完成，通过url直接访问WiFi模块（22）并进行设置，与健身器云端服务器（3）进行通讯时实现了通过http协议的方式访问。

参照图6，本发明中运动数据采集及传送原理是，电子陀螺仪模块（21）U2采用GY-521型号，采用一块单芯片集成的6轴陀螺仪MPU6050，ESP-12模块内部的CPU通过电子陀螺仪的角加速度数据，由自编程序经过公式与条件判断得到运动数据。电子陀螺仪模块（21）采用3.3V电压元器件集成。

WiFi模块（22）U1采用ESP8266型号的wifi芯片，主要功能是提供链接路由器，并访问健身器云端服务器(3)及手机App的功能，为健身器物联网智能装置(17)提供访问服务器并上传数据的能力。同时利用自身内部的CPU功能模块利用I2C协议与电子陀螺仪模块（21）通信并获取运动信息，通过获取到的信息可以进一步的判断出运动数据。WiFi模块（22）采用3.3V电压元器件集成。

健身器物联网智能装置(17)在电动摇摆健身器（1）内，与摇摆振动系统(15)紧密相联、同步运动，保证了电子陀螺仪模块（21）采集及监测的数据与使用者实际运动数据同步。

参照图7，本发明中智能远程控制模块(19)与WiFi模块(22)集成，U3采用ESP8267型号的芯片，主要功能是解析来自WiFi模块(22)的指令，通过电源管理模块(18)控制继电器(16)的闭、合，继电器(16)与市电电源线(13)相联。即在Android安卓系统手机(4)或Apple苹果系统手机(5)上输入开机、关机、定时指令，通过移动互联网传送到健身器云端服务器(3)，WiFi模块(22)接收来自健身器云端服务器(3)的信号，通过智能远程控制模块(19)作相应的解析，由继电器(16)控制电源连接或断开，从而实现手机App远程无线控制产品开、关机。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (22)

1.一种基于物联网智能控制及监测的电动摇摆健身器，其特征在于：包括电动摇摆健身器摇摆振动系统、健身器物联网智能装置、健身器云端服务器、手机App展现及远程无线控制开关机等系统及实施方法。

2.所述的电动摇摆健身器系统是，由摇摆振动系统（15）实施摇摆健身并提供运动数据，借助安装在电动摇摆健身器（1）内的健身器物联网智能装置（17）实时采集运动数据，并通过WiFi移动互联网（2）传送到健身器云端服务器（3），云端服务器经过运算后，将数据指标传送并展现在使用者的手机App上，这些数据指标包括：运动时间、运动公里数、消耗的卡路里、当前的体重、心率、离健康指标的差距等，储存使用者的历史数据，与其它使用者的数据PK，下次运动时间提醒，以及锻炼健身计划及指标的设定。

3.在手机App上下达开、关机指令及定时指令，通过智能远程控制模块（19）控制电动摇摆健身器（1）开启、关闭电源，实现远程智能无线控制。

4.所述的电动摇摆健身器的结构及工作原理是，使用市电电源（13）（即室内电源）作为动力，通过机身内置的变频振动电机带动设有传动曲轴的装置左右、上下律动，曲轴与坐垫内部的弧形凹槽咬合紧密相联，进而使坐垫进行规律匀速摇摆，此结构称之为摇摆振动系统（15）。

5.内设电源管理模块（18），控制及分配电源，与机身坐面侧沿下方的按钮（10）相连，用于开关电源、LED显示灯、调节电机转动速度，分别可将电机调节为低、中、高三种转速，即三种摇摆强度。

6.健身器物联网智能装置（17）与电源管理模块（18）相联，用于采集运动数据并传送到互联网。

7.坐垫（8）根据人体曲线设计，附有橡胶软皮层，用于减震防滑增加舒适度，人体运动部位贴合在坐垫上。

8.机身底座安装有四个橡皮支撑点，使本机在运动时稳固不滑动。

9.机身底座下部有散热槽孔，便于电机运转散发热量。

10.使用者的臀或腰或腿等部位，贴合在电动摇摆健身器的坐垫上，插上电源通过手机启动摇摆运动，随着产品惯性摇摆运动。

11.所述的健身器物联网智能装置的结构是，包括电源管理模块（18）、电子陀螺仪模块（21）、WiFi模块（22）、中央处理模块（20）、智能控制模块（19）、LED显示灯（12）等。

12.健身器物联网智能装置（17）在电动摇摆健身器（1）内，通过电子陀螺仪模块（21）采集运动数据，中央处理模块（20）将运动数据转换成数字信号，通过WiFi模块（22）将数字信号发送到云端服务器（3）。

13.盒子上标贴二维码，使用者扫描该二维码实现与云端服务器（3）和手机App的帐号匹配联通。

14.中央处理模块（20）的程序由本技术自编程序，实现数据采集、转换、运算、传送等功能。

15.所述的健身器云端服务器是，本技术自编云计算程序，当使用者扫描智能盒上的二维码后，在同一WiFi移动互联网（2）环境下，实现健身器物联网智能装置（17）与云端服务器（3）帐号匹配对接。

16.云端服务器（3）一方面接受来自于健身器物联网智能装置（17）的数字信号，另一方面接受来自于手机App上的人体体重、身高、性别等参数，通过健身器云端服务器，运算出各种指标，即：运动时间、换算成运动公里数、消耗的卡路里、当前的体重、心率、离健康指标的差距等，历史数据查询，与其它使用者的数据PK，下次运动时间提醒，以及锻炼健身计划及指标的设定。

17.存储在云端服务器内，展现到手机App上。

18.所述的手机App是，分Android安卓和Apple苹果两个系统版本，但数据来自同一个健身器云端服务器（3）。

19.是使用者实现与电动摇摆健身器（1）运动数据“对话”的纽带，即一方面输送人体体重、身高、性别等参数，另一方面展现自己的锻炼结果，即：运动时间、换算成运动公里数、消耗的卡路里、当前的体重、心率、离健康指标的差距等，历史数据查询，与其它使用者的数据PK，下次运动时间提醒，以及锻炼健身计划及指标的设定。

20.使用者通过扫描Android安卓或Apple苹果两个二维码安装手机App，也可在Android市场、App Store搜索“马上运动”下载安装到自已的手机。

21.手机App界面的设计采用了游戏关卡、卡通人物、地图等有趣及直观元素。

22.所述的智能远程控制模块的结构及工作原理是，手机App通过云服务器提供的固定端口，通过WiFi模块（22）将手机的控制信号转发到智能远程控制模块（19），模块接收服务器发来的开、关及时间指令，进行相应解析并控制继电器（16）的开、关，实现手机远程无线操作电动摇摆健身器的电源开关。