CN104635598A - 一种智能的游泳穿戴设备及游泳监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能的游泳穿戴设备及游泳监控系统，该游泳穿戴设备包括：传感器模块及处理模块，其中传感器模块用于采集用户游泳的动作数据，并根据动作数据还原用户当前的运动动作模型；处理模块，与传感器模块连接，用于获取当前的运动动作模型，并将当前的运动动作模型与预设的标准动作模型进行比较，若当前的运动动作模型与标准动作模型存在差异，则处理模块通知用户矫正游泳动作。通过以上方式，本发明能够在用户游泳后还原用户的当前运动动作模型，提醒用户矫正不标准的运动动作，提高用户游泳健身质量。

Description

一种智能的游泳穿戴设备及游泳监控系统

技术领域

本发明涉及穿戴设备技术领域，特别是涉及一种智能的游泳穿戴设备及游泳监控系统。

背景技术

游泳是当今人们非常热爱的一种全身型运动健身方式，而作为一种健身运动，人们在游泳后往往希望得知自己当前的运动数据信息，如游泳动作是否规范、游泳的距离、消耗的卡路里等，以便对自己的运动情况进行调整，同时由于游泳环境的限制，游泳过程中出现的问题却未能得到较好的解决，比如，储物柜钥匙的随身携带性和安全性较差、游泳环境的安全性及自身安全的保护等等。

现今的游泳配套设备，只是单一的实现存储物品的功能，安全性低，作用单一；而对于游泳安全问题，往往是安排救生员或安置摄像头，不仅需要大量的人力、物力，而且往往导致救援不及时、救援效率低等问题；而在游泳后，用户对于当前的运动数据信息，更是无从知晓。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种便携式的智能的游泳穿戴设备，以实现在游泳后还原用户当前的运动动作模型。

本发明提供一种智能的游泳穿戴设备，包括：传感器模块，用于采集用户游泳的动作数据，并根据动作数据还原用户当前的运动动作模型；处理模块，与传感器模块连接，用于获取当前的运动动作模型，并将当前的运动动作模型与预设的标准动作模型进行比较，若当前的运动动作模型与标准动作模型存在差异，则处理模块通知用户矫正游泳动作。

其中，传感器模块根据当前的运动动作模型获取用户的游泳速度、游泳距离以及消耗的卡路里。

其中，游泳穿戴设备还包括监测模块，与处理模块连接，用于监测用户游泳环境的温度值和压力值，监测模块包括压力传感器和温度传感器，压力传感器用于获取压力值，温度传感器用于获取温度值，处理模块从监测模块获取压力值和温度值。

其中，游泳穿戴设备还包括报警模块，与处理模块连接，报警模块用于产生报警。

其中，处理模块判断温度值是否符合预设的温度阈值；若否，则处理模块判断当前的温度值不适合用户游泳，并控制报警模块产生报警。

其中，处理模块判断压力值是否符合预设的压力阈值；若否，则处理模块判断用户游泳不安全，并控制报警模块产生报警。

其中，游泳穿戴设备还包括通讯模块，与处理模块连接，用于与终端进行通讯，处理模块还判断压力值超过压力阈值的时间是否大于预设的时间阈值；若是，则处理模块判断用户溺水，并通过通讯模块向终端产生求救信号。

其中，通讯模块包括NFC通讯模块，用于存储用户信息，游泳穿戴设备通过NFC通讯模块与其他NFC终端进行数据通讯。

其中，游泳穿戴设备还包括GPS定位模块，用于记录用户当前的位置信息。

本发明还提供一种智能的游泳监控系统，包括上述游泳穿戴设备，游泳监控系统还包括终端，终端游泳与穿戴设备连接，终端通过游泳穿戴设备实现游泳监控。

通过上述方案，本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明的智能游泳穿戴设备通过传感器模块采集用户游泳的动作数据，并根据动作数据还原用户当前的运动动作模型；处理模块获取当前的运动动作模型与预设的标准动作模型进行比较，若当前运动动作模型与标准动作模型存在差异，则通知用户矫正游泳动作，因此，本发明的游泳穿戴设备能在用户游泳后还原用户当前的运动动作模型，矫正不正确的游泳动作，并获知运动数据信息，提高用户游泳健身质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本发明智能的游泳穿戴设备第一实施方式的结构示意图；

图2是本发明智能的游泳穿戴设备第二实施方式的结构示意图；

图3是本发明智能的游泳监控系统的框架示意图；

图4是本发明智能的游泳监控系统进行游泳监控的实施方式流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

请参看图1，图1是本发明智能的游泳穿戴设备第一实施方式的结构示意图。本实施方式揭示的智能游泳穿戴设备能在用户游泳后还原当前的运动动作模型，获知当前游泳的速度、距离及消耗的卡路里，帮助用户了解自己的游泳数据；并且，还可以将当前的运动动作模型与游泳的标准动作模型进行比较，从而帮助用户矫正游泳动作，从而实现智能的提高用户游泳质量。如图1所示，本发明揭示的智能游泳穿戴设备1包括传感器模块11、处理模块12及通讯模块13。其中，传感器模块11用于采集用户游泳的动作数据，并根据该动作数据还原用户当前的运动动作模型；处理模块12与传感器模块11连接，用于获取用户当前的运动动作模型，并将当前的运动动作模型与预设的标准动作模型进行比较，若当前的运动动作模型与标准动作模型存在差异，则处理模块12通知用户矫正游泳动作。

在本实施方式中，智能游泳穿戴设备1为手环，具有超级防水功能，且方便用户随身佩戴。智能游泳穿戴设备1的传感器模块11包括加速度计111和陀螺仪112，加速度计111和陀螺仪112在用户游泳过程中采集用户的当前游泳动作数据，传感器模块11对这些动作数据进行过滤和数据融合，将处理后的数据进行相关的算法分析，还原用户当前的游泳运动动作模型，并根据用户当前的游泳运动动作模型获得用户的游泳速度、游泳距离及消耗的卡路里信息，帮助用户了解自己的运动状况。

此外，智能游泳穿戴设备1的处理模块12通过通讯模块13与终端2连接，这里的连接可以为蓝牙连接或WIFI连接，终端2可以为手机、IPad或个人电子计算机等电子设备。智能游泳穿戴设备1中存储有预设的游泳标准动作模型，处理模块12从传感器模块11获取当前的运动动作模型，并将当前的运动动作模型与预设的标准动作模型进行比较，若当前的运动动作模型与标准动作模型存在差异，则得出用户须改进的动作内容，处理模块12将用户当前的运动动作模型和标准动作模型及须改进的动作内容通过图像和语音的方式通过通讯模块13传送给终端2，在终端2中对用户进行动作的校准和指导。在其他实施方式中，还可以在终端2中预设游泳标准动作模型，处理模块12将用户当前的运动动作模型通过信息编码的方式传送至终端2，终端2中的处理器(图未示)对信息编码进行解码，还原用户的运动动作模型，并与预设游泳标准动作模型进行比较，将用户的游泳动作与标准动作的差异通过语音或图像的方式对用户进行指导和校准。

因此，区别于现有技术，本实施方式所揭示的智能游泳穿戴设备1利用传感器模块11获取用户当前的游泳动作数据，并根据该动作数据获取个人的游泳信息，帮助用户了解自己的运动状况；并且，处理12将当前动作模型与预设的标准动作模型比较，并将差异部分通过终端2对用户进行校准和指导，可有效地提高用户的游泳健身质量。

请进一步参看图2，图2是本发明智能的游泳穿戴设备第二实施方式的结构示意图，其在第一实施方式所揭示的游泳穿戴设备1的基础上进行描述。本实施方式所揭示的智能的游泳穿戴设备1不单具有防水功能，而且具有实现对用户游泳整个过程的运动监测、环境感知、危险预警及其他便利功能，实时地监测用户的运动和环境数据，并将运动过程中的各项数据通过无线通讯模块发送给移动终端或后台服务器，移动终端对运动数据进行分类、存储和展现，并通过无线通讯方式与后台服务器进行同步和整合，进一步保证用户游泳健身的效率和安全。

如图2所示，本实施方式揭示的游泳穿戴设备1进一步包括分别与处理模块12连接的监测模块14、报警模块15、GPS定位模块16及NFC通讯模块17，此外，还包括未图示的充电模块、电池和电源管理模块和Flash存储内存。

其中，传感器模块11主要包括加速度计111和陀螺仪112，此外，还可以包括其他动作识别传感器，此处不一一举例。传感器模块11用于在用户游泳过程中，利用加速度计111和陀螺仪112对用户的游泳动作数据进行采集，传感器模块11进一步对采集的数据进行过滤和数据融合，并进行相关的算法分析，还原用户当前的运动动作模型，传感器模块11由该当前的运动动作模型获得用户当前的游泳状态数据，如游泳速度、游泳距离及消耗的卡路里等，帮助用户了解自己的游泳情况信息；传感器模块11将还原的当前的运动动作模型发送给处理模块12，处理模块12将当前的运动动作模型与预设的标准动作模型进行比较，若当前的运动动作模型与标准动作模型存在差异，则得出用户须改进的动作内容，处理模块12通知用户矫正游泳动作。

处理模块12与其他各个功能模块相互通讯，并对各个模块传送来的数据进行处理，并将处理结果通过相应的各个模块进行执行，通常为MCU处理器。

通讯模块13用于与终端2进行无线数据通讯，通常为2.4GHz远距离无线通讯和蓝牙通讯，还可以为其他无线通讯。

监测模块14用于监测用户游泳环境的压力值和温度值，主要包括压力传感器141和温度传感器142，压力传感器141用于获取用户游泳环境的压力值，温度传感器142用于获取用户游泳环境的温度值，并且，处理模块12从该监测模块14获取压力值和温度值。监测模块14可实时监测用户所在的游泳区域的温度值、压力值，还可以监测用户的入水深度，从而实现提醒用户在安全的游泳环境中进行运动。并且，处理模块12还判断压力值超过压力阈值的时间是否大于预设的时间阈值，在压力值超过压力阈值的时间大于预设的时间阈值时，则判断用户溺水，迅速通过通讯模块13向终端产生求救信号，实现实时监控用户的游泳状况，在用户遇到溺水危险时，及时开始救援。

报警模块15又称为交互管理模块，主要包括LED显示单元151和震动马达152，报警模块15用于根据处理模块12发出的报警指示产生报警。如果处理模块12监测到温度值或压力值超过预设的阈值范围，则会控制报警模块15通过震动警报和/或LED灯光闪烁的形式提醒用户调整游泳内容，有效保证用户的身体健康和生命安全。

GPS定位模块16用于实时记录用户当前的位置信息，并将位置信息发送给处理模块12，处理模块12将位置信息实时通过通讯模块13发送给终端，确保用户时刻处于安全监控状态，即使出现危险，也能快速搜救。

NFC通讯模块17用于存储用户信息并加密，通常为一个存储了用户的加密个人信息的NFC Tag，使游泳穿戴设备1与其他NFC终端进行数据通讯。

请参看图3，图3是本发明智能的游泳监控系统的框架示意图。如图3所示，本实施方式所揭示的智能的游泳监控系统3包括游泳穿戴设备1及终端2。

在本实施方式中，该游泳穿戴设备1为图2中所描述的智能游泳穿戴设备1，在此不再赘述。终端2与游泳穿戴设备1连接，终端2通过游泳穿戴设备1实现游泳监控。其中终端2进一步包括移动终端21、2.4GHz通讯中断端22和服务器23；移动终端21可以为手机、IPad或笔记本电脑等个人电子设备；2.4GHz通讯中断端22为一个通讯基站，负责游泳穿戴设备1与服务器3的远距离无线通讯；服务器23负责用户信息、游泳区域信息、游泳数据和地理信息等信息的管理及报警应急救援处理模块的响应。移动终端21与游泳穿戴设备1的通讯模块13通过蓝牙连接，还可以为红外连接等其他实现无线数据通信的连接，实现一对一的将用户佩戴的智能游泳穿戴设备1的数据同步给用户的个人电子设备。移动终端21进一步与服务器23电连接，服务器23通常为后台服务管理中心，用于存储不同的用户信息；该电连接可以为蓝牙连接，或WIFI连接，使移动终端21的数据与服务器23实现数据同步和整合。2.4GHz通讯中断端22与游泳穿戴设备1实现2.4GHz无线远距离数据通讯，从而实现远距离获取游泳穿戴设备1的数据，并且，2.4GHz通讯中断端22与服务器23连接，用于将获取的数据与服务器23实现同步。因此，服务器23通过用户的移动终端21获取用户的个人信息及移动终端21从游泳穿戴设备1处获得的数据信息，同时，通过2.4GHz通讯中断端22获取用户的实时游泳数据信息，服务器23将这些数据进行整合，从而可实时获得不同用户各自对应的身份及游泳状况信息。

结合图2和图3，请参看图4，图4是本发明智能的游泳监控系统进行游泳监控的实施方式流程图。如图4所示，本实施方式揭示的智能的游泳监控系统在用户的整个游泳过程中，各个模块之间实现的相互功能如下：

S11：开启游泳穿戴设备1的通讯功能。

在S11中，为用户在游泳前，先佩戴好游泳穿戴设备1，该游泳穿戴设备1为游泳手环，具有防水功能；并开启游泳穿戴设备1的通讯模块13和NFC通讯模块17，使游泳穿戴设备1与用户携带的移动终端21进行匹配，例如，游泳手环与手机进行蓝牙一一匹配，使手机开启随时接收游泳手环信息的准备。并且，由于NFC通讯模块17中存储了用户的个人身份信息，使游泳穿戴设备1通过NFC通讯模块17与其他NFC终端进行数据通讯，通过NFC通讯模块17与游泳馆的门禁、储物柜进行配对，使该游泳手环成为用户进入该游泳馆内游泳的通行证、储物柜的钥匙，方便用户进行游泳馆内游泳，并相应的存放好随身携带的物品。此外，如果是用户参加一些游泳比赛或其他社交活动，也可能通过此手环确定用户的身份信息。

S12：采集用户游泳过程中的动作数据，并实时监测用户的游泳环境。

在游泳过程中，智能的游泳穿戴设备1中的传感器模块11的加速度计111和陀螺仪112对用户的游泳运动数据进行有效采集；并且，监测模块14监测用户当前游泳环境的温度值和压力值，其中，压力传感器141获取当前游泳环境的压力值，温度传感器142获取当前游泳环境的温度值；处理模块12从监测模块14获取压力值和温度值，并且处理模块12判断从监测模块14处获取的温度值是否符合预设的温度阈值，若不符合，通常是指水温变化较大或水温不适合用户当前的身体状况等，处理模块12判断当前的温度值不适合用户游泳，进而控制报警模块15产生报警，提醒用户注意身体和游泳安全，并且，处理模块12还判断压力值是否符合预设的压力阈值，并将当前的压力值实时转化为对应的水深值；若指压力值不符合预设的压力阈值，则处理模块12判断用户游泳不安全，并控制报警模块15产生报警。这里需要强调的是，无论是温度值超出预设的温度阈值还是压力值超过预设的压力阈值其中的任意一项或两项不符合预设的阈值，处理模块12都会发出报警提示信息给报警模块15，报警模块15根据报警提示信息产生报警。报警模块15的LED显示单元151和震动马达152向用户展示不同的报警级别，例如，当温度值超过预设的温度阈值，但压力值并未超过预设的压力阈值时，报警模块15仅通过LED显示单元151的灯光闪烁提醒用户，当温度值超过预设的温度阈值的越来越大，LED灯光闪烁越来越快，或者，仅通过震动马达152发出的不同震动强度提醒用户游泳环境的危险程度变化；若用户游泳环境的温度值和压力值均超过预设的阈值，则LED显示单元151的灯光闪烁，同时震动马达152同时震动，提醒用户当前的游泳环境危险，需要调整游泳内容。

并且，由于在空气和在水中的压力是不一样的，不同水深的压力也不一样，处理模块12还判断压力值超过压力阈值的时间是否大于预设的时间阈值，若超过预设的时间阈值，则处理模块12判断用户溺水，及时通过通讯模块13向终端2产生求救信号。同时，GPS定位模块16实时记录用户当前的位置信息，处理模块12获取用户当前的位置信息，当用户发生溺水危险时，终端2可通过处理模块12准确的获知用户当前的位置信息，及时实施救援。

因此，本实施方式的智能游泳穿戴设备1在用户游泳过程中采集用户的有效运动数据，并且不断监测用户的游泳环境状况，在游泳环境状况超出阈值时及时提醒用户当前的游泳环境危险，需要调整运动内容；并在用户发生溺水危险时，准确的获得用户的位置信息，及时开始救援。

S13：还原用户当前的游泳运动动作模型，获得用户的游泳数据信息，并且将当前的游泳运动动作模型与预设的标准动作模型进行比较，若当前的运动动作模型与标准动作模型存在差异，则通知用户矫正游泳动作。

在本实施方式中，游泳结束后，传感器模块11将对加速度计111和陀螺仪112在游泳过程中采集的数据进行过滤和融合、数据算法分析，从而还前用户当前的游泳运动动作模型，从而从该运动动作模型获知用户的游泳状况数据，如游泳速度、游泳距离及消耗的卡路里等，帮助用户了解自己的游泳情况信息；并且，处理模块12获取该当前的游泳运动动作模型，并与预设的标准动作模型进行比较，若当前的运动动作模型与标准动作模型存在差异，将得出用户须改进的动作内容，并通过图文和语音的方式在用户的移动终端，如手机中进行动作的校准和指导。

这里强调的是，图4仅为本发明的智能的游泳穿戴设备的其中一个实施方式，本发明的智能的游泳穿戴设备还可以根据用户的需要而特别定制，如儿童版(强化测量水温、水深及溺水报警功能)、普通版(强化NFC门禁和储物柜锁)、竞速版(强化竞赛配对，测量游泳速度、计算游泳距离和消耗的卡路里功能)、海洋版(强化GPS呼救功能)和教练版(强化游泳姿势校准功能)；或者将现代人们需要的所有功能进行融合，推出一款功能超强的智能游泳穿戴设备。

综上所述，区别于现有技术，本发明的智能的游泳穿戴设备具有防水功能，可随身携带，同时实现用户在游泳前的身份识别、安全存放随身物品，在游泳过程中对用户自身的安全保护，游泳后的运动数据分析，帮助用户了解自己的运动状况信息，提高了用户游泳的便利性，保障用户自身安全，同时，提高用户游泳健身质量。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能的游泳穿戴设备，其特征在于，所述游泳穿戴设备包括：

传感器模块，用于采集用户游泳的动作数据，并根据所述动作数据还原所述用户当前的运动动作模型；

处理模块，与所述传感器模块连接，用于获取所述当前的运动动作模型，并将所述当前的运动动作模型与预设的标准动作模型进行比较，若所述当前的运动动作模型与所述标准动作模型存在差异，则所述处理模块通知所述用户矫正游泳动作。

2.根据权利要求1所述的游泳穿戴设备，其特征在于，所述传感器模块根据所述当前的运动动作模型获取所述用户的游泳速度、游泳距离以及消耗的卡路里。

3.根据权利要求1所述的游泳穿戴设备，其特征在于，所述游泳穿戴设备还包括监测模块，与所述处理模块连接，用于监测所述用户游泳环境的温度值和压力值，所述监测模块包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器用于获取所述压力值，所述温度传感器用于获取所述温度值，所述处理模块从所述监测模块获取所述压力值和所述温度值。

4.根据权利要求3所述的游泳穿戴设备，其特征在于，所述游泳穿戴设备还包括报警模块，与所述处理模块连接，所述报警模块用于产生报警。

5.根据权利要求4所述的游泳穿戴设备，其特征在于，所述处理模块判断所述温度值是否符合预设的温度阈值；

若否，则所述处理模块判断当前的温度值不适合所述用户游泳，并控制所述报警模块产生报警。

6.根据权利要求4所述的游泳穿戴设备，其特征在于，所述处理模块判断所述压力值是否符合预设的压力阈值；

若否，则所述处理模块判断所述用户游泳不安全，并控制所述报警模块产生报警。

7.根据权利要求6所述的游泳穿戴设备，其特征在于，所述游泳穿戴设备还包括通讯模块，与所述处理模块连接，用于与终端进行通讯，所述处理模块还判断所述压力值超过所述压力阈值的时间是否大于预设的时间阈值；

若是，则所述处理模块判断所述用户溺水，并通过所述通讯模块向所述终端产生求救信号。

8.根据权利要求7所述的游泳穿戴设备，其特征在于，所述通讯模块包括NFC通讯模块，用于存储所述用户信息，所述游泳穿戴设备通过所述NFC通讯模块与其他NFC终端进行数据通讯。

9.根据权利要求1所述的游泳穿戴设备，其特征在于，所述游泳穿戴设备还包括GPS定位模块，用于记录所述用户当前的位置信息。

10.一种智能的游泳监控系统，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的游泳穿戴设备，所述游泳监控系统还包括终端，所述终端与所述游泳穿戴设备连接，所述终端通过所述游泳穿戴设备实现游泳监控。