CN105249664B - 背包及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种背包，包括重量侦测模块，用于实时侦测并获取背包的重量；分析模块，用于将所述背包的重量对比一预设重量数据，得出所述背包是否超重；以及提示模块，用于当所述背包超重时，发出超重提示信号。本发明还提供一种背包使用方法，通过随时获取人体身背负荷时的心率、体温、卡路里和行走姿态等运动生理参数，结合预设输入的数据，与人行走时采集到的行走换算的参数加以比较分析，可实现告知用户此背包合适的承载重量，建议用户修正走路姿势及调整双肩包位置，以更好解决人体行走时背包舒适度问题。

Description

背包及其使用方法

技术领域

本发明涉及箱包领域，尤其涉及一种背包及其使用方法。

背景技术

人们已习惯于背负背包上学，上班，旅行，双肩背包的主要用途能最大限度承载平时常用东西，书本，手机，移动电源，电脑等等，双肩背包体积，容量已定，然而仍存在人年龄，体力大小的差异，若不加以有效提醒沉负重量，进而控制重量，长此下去影响人体健康。小孩背着沉重的书包，对身体发育反而不利。另外人在生病时，再背负沉重背包，将有可能进步影响人体健康。

针对此状况，目前已有对人体负荷行走的步态，姿态，疲劳度，卡路里消耗等生理特性加以监控研究，采用模拟测试法来评估人体行走时所能承受的负荷，以期找出能自动调整人体负荷的方法。一种方法为在室内跑步机上模拟采集数据，但这种模拟方式与实际的行走存在较大差异，尤其是长时间负荷行走，实际行走比室内跑步机上行走时疲劳度要大得多，还有一种采用专人在户外行走测试采集身体生理参数，进行数据统计，用专人实际行走测试，进行数据采集，虽然可以获得在真实负荷行走时的生理参数数据，可以以有效模型或方法对人体在身背负荷时的疲劳度加以监测。但是需要采用复杂的运动跟踪技术及仪器设备来监测人体行走与背包的相对运动，而且专人待测人的身体状况与大众人的身体状况也是差异很大，很显然容易产生人为偏差。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种背包，包括：

一重量侦测模块，用于实时侦测并获取一背包的重量；

一分析模块，用于将所述背包的重量与一预设重量数据进行对比，以获知所述背包是否超重；以及

一提示模块，用于在所述背包超重时发出超重提示信号。

可选的，本发明所述的背包还包括一人体参数侦测模块，用于侦测背包使用者人体参数的变化，所述分析模块根据所述人体参数的变化判断人体的疲劳程度，当所述疲劳程度超过预设疲劳等级时，所述提示模块发出疲劳提示信号。

可选的，本发明所述的背包还包括一处理器，用于实时采集所述重量侦测模块和所述人体参数侦测模块的数据，并传送至所述分析模块。

可选的，所述人体参数侦测模块包括一心律采集模块和一体温采集模块。

可选的，所述心律采集模块为非接触式磁场电极传感器，所述体温采集模块为非接触式红外热堆传感器。

可选的，所述重量侦测模块为重力加速度传感器，根据行进时重力加速度的变化以换算所述背包的重量。

可选的，所述重力加速度传感器设置于所述背包的背带上，通过侦测所述背带与人体的接触过程侦测所述重力加速度的变化。

可选的，本发明所述的背包还包括一陀螺仪，用于监控背包使用者的走路姿势。

可选的，所述提示模块通过所述陀螺仪的侦测结果，提示背包使用者调整双肩包左右肩带的松紧平衡，以调整走路姿势。

可选的，本发明所述的背包还包括一振动器，用于接受所述超重提示信号并通过其振动提示所述背包超重。

可选的，本发明所述的背包还包括LED灯，用于接受所述疲劳提示信号并通过其闪烁提示使用者过度疲劳。

可选的，所述分析模块结合使用者的性别、年龄和体重得出所述预设重量数据。

可选的，所述重量侦测模块设置于背包本体，所述分析模块和提示模块设置于移动设备中，所述移动设备无线通信连接所述重量侦测模块。

可选的，所述移动设备包括一显示模块，用于实时显示所述分析模块得出的数据。

本发明还提供一种背包使用方法，包括：

使用者携带背包行进时，重量侦测模块实时侦测并获取背包的重量；

分析模块将所述背包的重量对比一预设重量数据，得出所述背包是否超重；以及

当所述背包超重时，提示模块发出超重提示信号。

本发明提出了一种背包，包括重量侦测模块，用于实时侦测并获取背包的重量；分析模块，用于将所述背包的重量对比一预设重量数据，得出所述背包是否超重；以及提示模块，用于当所述背包超重时，发出超重提示信号。本发明还提供一种背包使用方法，通过随时获取人体身背负荷时的心率、体温、卡路里和行走姿态等运动生理参数，结合预设输入的数据，与人行走时采集到的行走换算的参数加以比较分析，可实现告知用户此背包合适的承载重量，建议用户修正走路姿势及调整双肩包位置，以更好解决人体行走时背包舒适度问题。

附图说明

图1是本发明一实施例所述背包的软件结构示意图；

图2是本发明一实施例所述背包的实体结构示意图；

图3是本发明一实施例所述背包的电路结构示意图；

图4是本发明一实施例所述背包使用方法的流程图；

图5是本发明一实施例所述背包使用方法中针对背包本体的软件流程图；

图6是本发明一实施例所述背包使用方法中针对移动设备的软件流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

以下将结合附图对本发明提供的背包及其使用方法进行详细的描述，其为本发明一可选的实施例，可以认为本领域的技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内能够对其进行修改和润色。

本发明所述的背包如图1所示，包括背包本体100和移动设备200两部分，该背包具体包括：

重量侦测模块110，用于实时侦测并获取背包的重量；

分析模块210，用于将所述背包的重量对比一预设重量数据，得出所述背包是否超重；以及

提示模块220，用于当所述背包超重时，发出超重提示信号。

其中，所述重量侦测模块110设置于背包本体100，所述分析模块210和提示模块220设置于移动设备200，所述移动设备200无线通信连接所述重量侦测模块。

在一优选方案中，所述背包还包括人体参数侦测模块120以及陀螺仪130。其中，人体参数侦测模块120用于侦测使用者人体参数的变化，此时所述分析模块210根据所述人体参数的变化判断人体的疲劳程度，当所述疲劳程度超过预设疲劳等级时，所述提示模块220发出疲劳提示信号。而陀螺仪130用于监控背包使用者的走路姿势。具体的，提示模块220通过所述陀螺仪130的侦测结果，提示背包使用者调整双肩包左右肩带的松紧平衡，以调整走路姿势。

在本实施例中，背包还包括处理器140，用于实时采集所述重量侦测模块110、所述人体参数侦测模块120的数据以及所述陀螺仪130，并传送至所述分析模块210。所述移动设备200还包括显示模块230，用于实时显示所述分析模块210得出的数据。如此一来，使用者可以通过移动设备200实时掌握分析模块210得出的例如背包是否超重、疲劳程度是否超过预设疲劳等级、以及双肩包左右肩带的松紧平衡进而得知自己的走路姿势是否正确。另外，重量侦测模块110、人体参数侦测模块120直接侦测的数据，例如当前生理参数、背包当前重量等也想直接通过所述显示模块230显示于移动设备200的屏幕上，供使用者参考。

在一优选方案中，如图2所示，所述人体参数侦测模块120包括心律采集模块和体温采集模块。具体而言，所述心律采集模块为非接触式磁场电极传感器121，所述体温采集模块为非接触式红外热堆传感器122。

重量侦测模块110为重力加速度传感器，具体为3D重力加速度传感器，可根据行进时重力加速度的变化以换算得出背包的重量。继续参见图2，所述3D重力加速度传感器设置于背包的背带101上，通过侦测背带101与人体的接触过程侦测所述重力加速度的变化。可以理解的是，对于心律采集模块、体温采集模块和重量侦测模块110的具体种类和设置方法，本发明不作限制。

请参见图1及图2，在本实施例中，该背包还包括振动器150，用于接受所述提示模块220发出的超重提示信号，并通过其振动提示所述背包超重。如图2所示，振动器150的数量为两个，分别设置于背包两个背带101的上端，在使用者的肩膀处。该背包还包括LED灯160，用于接受所述疲劳提示信号并通过其闪烁提示使用者过度疲劳。双肩包收到疲劳等级预警命令后，可驱动背包本体100上的LED灯160闪烁提醒；收到负荷超重预警命令后，可驱动背包本体100上的双路振动器150高速振动；收到双肩包左右背带101松紧不一命令，可驱动左或右振动器150振动提醒。

在本实施例中，背包本体100和移动设备200之间优选可以通过蓝牙BT4.0实现无线通信，该移动设备200可以为智能手机，通过其专有的APP实现本发明的功能，例如实现分析模块210、提示模块220和显示模块230。如图3所示，本实施例的双肩背包内置锂电池ADC用于供电，所述锂電池ADC设置于处理器140(MCU)中。当人体穿上双肩背包并开机后，电池给系统装置供电并实现上电初始化。背包还包括BT4.0蓝牙收发器，移动设备200(智能手机)与双肩包通过BT4.0蓝牙收发器设备进行BT配对连接。LED灯160和振动器150连接于MCU，振动器150包括左右两个振动器。磁场电极传感器121通过差分放大器连接MCU，红外热堆传感器、加速度传感器和陀螺仪均通过I2C信号连接MCU。

本发明还提供了一种背包使用方法，如图4所示，包括：

使用者携带背包行进时，重量侦测模块实时侦测并获取背包的重量；

分析模块将所述背包的重量对比一预设重量数据，得出所述背包是否超重；以及

当所述背包超重时，提示模块发出超重提示信号。

在背包使用方法中同样可以具备前述本发明所述背包的技术特征，此处不再赘述。

本发明所述背包使用方法中，图5示出针对背包本体100的软件流程图，其具体包含：

当人体穿上双肩背包并开机后，电池给系统装置供电，MCU上电初始化；

BT设备判断智能手机与双肩包设备是否成功进行BT配对连接，若否，则等待一定时间，直至在预设的时间内BT配对成功，若无法在预设时间内配对成功，则结束进程；

BT配对成功后，非接触磁场电极传感器采集心率变化，红外热队传感器采集体温变化；左右双路3D重力加速度传感器采集背包符合重量，左右松紧平衡参数和计步器数据；陀螺仪采集人体行走姿态数据；

双肩包设备中的低功耗处理器MCU定時启动，采集来自非接触式磁场电极传感器，红外热堆传感器，左右双路3D重力加速度传感器，陀逻仪等数据信号；

MCU通过BT芯片上传采集的数据给手机；

手机进行判断后根据情况决定是否发送预警信号，双肩包收到超重预警信号即疲劳程度预警信号后，用户减轻背包负重或休息停走。

其中，图6示出针对移动设备200、即智能手机的软件流程图，其中手机端的功能通过特定的APP实现，其具体步骤包含：

启动手机APP后，用户首先输入性别、年龄和体重等信息，搜索双肩包的蓝牙设备并配对；双肩包无负荷时采集数据并通过蓝牙发送到智能手机，手机基于上述数据建立用户正常身体状况及习惯性数据库，估算最大负荷体能；双肩包有负荷时采集数据并通过蓝牙发送到智能手机；

比对身体参数是否异常、负荷是否异常；若否，则回到前一步；若是，则APP判断身体疲劳等级，负荷等级并向双肩包发出报警信号；

手机端检查用户是否进行响应动作，例如调整步态和背包姿态，减轻负荷或停止背包走动；若是，则回到前述步骤进行重新比对；

若否，则根据情况分别：

显示身体疲劳/超重等级低，手机发出LED闪烁报警命令，双肩包上的LED闪烁，用户调整走路步伐频率；

显示走路姿态身体异常，手机发出方向性驱动振动命令，双肩包上的左或右振动器振动，用户调整左或右肩带松紧；

显示身体疲劳/超重等级严重，手机发出驱动左右高速振动命令，双肩包上的左右振动器同时振动，用户应卸下背包减轻负荷。

综上所述，本方法可通过特制的双肩背包内置的非接触磁场电极传感器121，非接触红外热堆测温传感器122，可以以与人体非接触方式随时监测人体行走时身背负荷状态下的心率，体温，姿态，卡路里等生理参数，这些参数数据可通过蓝牙BT4.0上传给智能手机作分析比对，无需专用运动跟踪仪器设备作数据采集。用户可随时通过手机监控行走参数数据来随时了解自己的生理健康参数，以确认提醒疲劳程度，建议调整走路快慢运动频率。

本实施例的所述分析模块210结合使用者的性别、年龄和体重得出所述预设重量数据。特制的双肩背包内置的重力侦测模块110(3D重力加速度传感器)，不仅可用于监测背包的负荷重量，而且可以随时监测人体行走时卡路里消耗，通过监控分析负荷重量数据，采用与人体身高体重性别来分析比对，可以获得用户最大可承受背包的负荷，一旦超出该用户所定警戒线时，双肩包的振动器150可发振动提醒用户减轻负荷重量，移动设备200则给出建议的减轻负荷重量值。从而让用户更直观地掌控行走时背包负荷。

特制的双肩背包内置的陀罗仪传感器130用于监测人体行走的姿态，与重力侦测模块110整合，可进一步提醒调整双肩包背带101左右松紧平衡，以纠正不好的走路姿势。

本发明提出了一种内置多种侦测人体运动参数及重量参数传感器并内建蓝牙BLE的双肩背包，通过与智能手机配对通讯，智能手机可随时获取人体身背负荷时的心率，体温，卡路里，姿态等运动生理参数，通过手机预设输入的人体性别，年龄，体重等数据，与人行走时采集到的行走换算的参数加以比较分析，借助软件算法，就可实现告知用户此背包合适的承载重量，建议用户修正走路姿势及调整双肩包位置，以更好解决人体行走时背包舒适度问题。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种背包，其特征在于，包括：

一重量侦测模块，用于实时侦测并获取一背包的重量；

一分析模块，用于将所述背包的重量与一预设重量数据进行对比，以获知所述背包是否超重；以及

一提示模块，用于在所述背包超重时发出超重提示信号；

所述重量侦测模块设置于背包本体，所述分析模块和提示模块设置于移动设备中，所述移动设备无线通信连接所述重量侦测模块；所述移动设备还包括一显示模块，用于实时显示所述分析模块得出的数据；以及

一非接触磁场电极传感器和一非接触红外热堆测温传感器，用于监测人体行走时的生理参数，并将所述人体行走时的生理参数发送至所述移动设备，所述移动设备上的分析模块将所述人体行走时的生理参数和一预设生理参数进行比较分析，获取并通过所述显示模块显示所述背包的合适的承载重量。

2.如权利要求1所述的背包，其特征在于，还包括一人体参数侦测模块，用于侦测背包使用者人体参数的变化，所述分析模块根据所述人体参数的变化判断人体的疲劳程度，当所述疲劳程度超过预设疲劳等级时，所述提示模块发出疲劳提示信号。

3.如权利要求2所述的背包，其特征在于，还包括一处理器，用于实时采集所述重量侦测模块和所述人体参数侦测模块的数据，并传送至所述分析模块。

4.如权利要求2所述的背包，其特征在于，所述人体参数侦测模块包括一心律采集模块和一体温采集模块。

5.如权利要求4所述的背包，其特征在于，所述心律采集模块为非接触式磁场电极传感器，所述体温采集模块为非接触式红外热堆传感器。

6.如权利要求1所述的背包，其特征在于，所述重量侦测模块为重力加速度传感器，根据行进时重力加速度的变化以换算所述背包的重量。

7.如权利要求6所述的背包，其特征在于，所述重力加速度传感器设置于所述背包的背带上，通过侦测所述背带与人体的接触过程侦测所述重力加速度的变化。

8.如权利要求1所述的背包，其特征在于，还包括一陀螺仪，用于监控背包使用者的走路姿势。

9.如权利要求8所述的背包，其特征在于，所述提示模块通过所述陀螺仪的侦测结果，提示背包使用者调整双肩包左右肩带的松紧平衡，以调整走路姿势。

10.如权利要求1所述的背包，其特征在于，还包括一振动器，用于接受所述超重提示信号并通过其振动提示所述背包超重。

11.如权利要求2所述的背包，其特征在于，还包括LED灯，用于接受所述疲劳提示信号并通过其闪烁提示使用者过度疲劳。

12.如权利要求1所述的背包，其特征在于，所述分析模块结合使用者的性别、年龄和体重得出所述预设重量数据。

13.一种背包使用方法，其特征在于，包括：

使用者携带背包行进时，重量侦测模块实时侦测并获取背包的重量；

分析模块将所述背包的重量对比一预设重量数据，得出所述背包是否超重；以及

当所述背包超重时，提示模块发出超重提示信号；

其中，所述重量侦测模块设置于背包本体，所述分析模块和提示模块设置于移动设备中，所述移动设备无线通信连接所述重量侦测模块；所述移动设备还包括一显示模块，用于实时显示所述分析模块得出的数据；

使用者携带背包行进时，非接触磁场电极传感器和非接触红外热堆测温传感器监测人体行走时的生理参数，并将所述人体行走时的生理参数发送至所述移动设备，所述移动设备上的分析模块将所述人体行走时的生理参数和一预设生理参数进行比较分析，获取并通过所述显示模块显示所述背包的合适的承载重量。