CN106562508A - 一种儿童智能鞋及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种儿童智能鞋及其实现方法，针对现有儿童定位和求救产品的不足而设计，因为现有在儿童真正遇到危险时，人贩子对这种定位手表已经有了认知，会把手表摘除后偷走儿童，即使手表没被摘除，往往人贩子会直接抱走儿童，儿童的力量薄弱，已经没有能力触发定位手表上的SOS求救按键，本发明可以实现当儿童被抱起来双脚同时离地后，并且双脚在空中挣扎登腿时，触发自动求救信息，更加实用更加准确。

Description

一种儿童智能鞋及其实现方法

技术领域

本发明涉及儿童鞋技术领域,尤其涉及一种儿童智能鞋及其实现方法。

背景技术

儿童智能定位手表近几年市场热起，儿童佩戴了智能定位手表后，家长就能够追踪到他们的位置，而且儿童遇到危险时可以按手表上的SOS键进行求救。

儿童智能定位手表最核心的功能是定位和求救，有了智能定位手表，孩子就会通过手表和父母时不时的通话，但是方便的同时这也不利于幼儿园教学活动开展，也让孩子更加依赖家长，同时智能定位手表的出现，还会让孩子们之间产生相互攀比的心理，另一方面，儿童的生活较为简单，平时无非就是学校和家两点一线，周末时的去处也比较固定，家长需要用到定位功能的时间不过放学后的一段时间而已。紧急情况毕竟还是少数，很多家长为了安心而购买儿童智能定位手表，一段时间后它就沦为了孩子的玩物。

其实，在儿童真正遇到危险时，人贩子对这种定位手表已经有了认知，会把手表摘除后偷走儿童，即使手表没被摘除，往往人贩子会直接抱走儿童，儿童的力量薄弱，已经没有能力触发定位手表上的SOS求救按键。

鞋子在身体的方向性非常好判断，不同于腕部产品的方向性难以判断，所以同样的传感器在判别同一个角速度、角速度信息时鞋内的比腕部的高出46％的准确率。

发明内容

本发明主要是解决现有产品所存在的技术问题，从而提供一种儿童智能鞋，包括鞋体，所述鞋体内进一步包括：供电模块，MCU模块，定位模块，传感器模块，以及无线通信模块，其中：

所述供电模块与所述MCU模块相连，其中，所述供电模块进一步包括超级电容和保护电路，所述保护电路用于保护各个模块的供电电压安全平稳，所述超级电容用于存储电能；

所述MCU模块与所述传感器模块和无线通信模块分别相连，用于控制所述传感器模块采集和监测的鞋体姿态数据，并将所述姿态数据发送给所述无线通信模块，由所述无线通信模块将所述姿态数据发送给指定的移动终端。

所述MCU模块与所述定位模块和所述无线通信模块分别相连，用于控制所述定位模块进行定位，并将所述定位模块获取的位置信息发送给所述无线通信模块，由所述无线通信模块将所述位置信息发送给指定的移动终端。

上述的一种儿童智能鞋，所述传感器模块包括：

加速度传感器和角速度传感器，其设置在一双所述鞋体上，用于监测鞋体的加速度和角速度，当所述加速度和角速度同时满足触发条件时，所述无线通信模块发送求救信息给指定的移动终端。

上述的一种儿童智能鞋，所述触发条件包括以下类型中的一种或多种：鞋体加速度突然达到峰值，一双鞋体角速度数据相反，一双鞋体角速度同时达到30°到90°，一双鞋体加速度变化频率快。

上述的一种儿童智能鞋，所述无线通信模块进一步用于接收来自移动终端的姿态控制信号，并将所述姿态控制信号发送给MCU模块，则所述MCU模块用于在接收到所述姿态控制信号时控制所述传感器模块进行微调。

上述的一种儿童智能鞋，所述无线通信模块包括蓝牙模块、GSM模块、WIFI模块中的一个或多个。

一种儿童智能鞋的求救方法，其方法包括：

预先为所述传感器模块设置阀值，确认鞋体穿戴人的身体姿态是否出现危险状态；

移动终端下载APP，并用鞋体的唯一编码进行注册和绑定；

所述传感器模块阀值达到设置阀值的情况下，所述无线通信模块自动发送求救信息给指定的移动终端；

所述鞋体的定位模块自动启动，并通过所述无线通信模块自动发送位置信息给指定的移动终端；

如果所述移动终端未能成功接收到求救信息，则无线通信模块反复多次发送求救信息到移动终端：

同时，所述无线通信模块发送求救信息和位置信息到公安机关或民政机构。

上述的一种儿童智能鞋的求救方法，所述传感器模块设置阀值，包括：加速度阈值和角速度阈值，具体为：

鞋体加速度突然达到峰值，一双或单只鞋体的加速度同时达到加速度阈值的峰值；

鞋体角速度数据相反，两只鞋体的角速度数据在1秒钟内相反方向变化，达到角速度阈值；鞋体角速度同时达到30°到90°；

鞋体加速度变化频率快，一双鞋体的任一只的加速度变化频率达到3次/秒～8次/秒。

上述的一种儿童智能鞋的求救方法，所述求救信息还包括：求救次数信息、求救位置信息、用户姿态信息、危险级别信息。

上述的一种儿童智能鞋的求救方法，所述无线通信模块自动发送求救信息给指定的移动终端之前，还包括：

所述传感器模块判断鞋体是否脱离双脚，当一双鞋体的任一只脱离脚后，无线通信模块自动发送告知信息给指定的移动终端。

上述的一种儿童智能鞋的求救方法，在所述传感器模块阀值达到设置阀值的情况之后，还包括:

所述无线通信模块进一步用于接收来自移动终端的姿态控制信号，并将所述姿态控制信号发送给MCU模块，则所述MCU模块用于在接收到所述姿态控制信号时控制所述传感器模块进行微调。

本发明的有益效果是：

电池和PCBA嵌入到鞋底空间中，结构密封处理，电池和PCBA的尺寸控制最小；

PCBA上的MCU和姿态传感器通过算法可以实现：当儿童被抱起来双脚同时离地后，并且双脚在空中挣扎登腿时，触发自动求救信息；

PCBA上设有MS无线模式，不限距离传输数据信息，通讯费免费；

采用超级电容和休眠算法设计，接近一年无需充电；

同时姿态传感器可以识别和获取儿童运动信息，评估儿童身体健康信息；

在启动安全模式下，鞋子被意外脱下也可以启动辅助求救信息。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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例，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。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种儿童智能鞋的原理架构图；

图2为本发明一种儿童智能鞋的求救方法的方法流程图；

图3为本发明一种儿童智能鞋的求救方法的另一种方法流程图。

具体实施方式

下面结合本发明的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1所示，对本发明的实施例进行说明：

一种儿童智能鞋，包括鞋体A，所述鞋体内进一步包括：供电模块1，MCU模块2，定位模块3，传感器模块4，以及无线通信模块5，其中：

所述供电模块1与所述MCU模块2相连，其中，所述供电模块1进一步包括超级电容6和保护电路7，所述保护电路7用于保护各个模块的供电电压安全平稳，所述超级电容6用于存储电能；

所述MCU模块2与所述传感器模块4和无线通信模块5分别相连，用于控制所述传感器模块4采集和监测的鞋体姿态数据，并将所述姿态数据发送给所述无线通信模块5，由所述无线通信模块5将所述姿态数据发送给指定的移动终端B。

所述MCU模块2与所述定位模块3和所述无线通信模块5分别相连，用于控制所述定位模块3进行定位，并将所述定位模块3获取的位置信息发送给所述无线通信模块5，由所述无线通信模块5将所述位置信息发送给指定的移动终端B。

所述的无线通信模块5，采用MS卡是一种专为机器用SIM卡设计的产品平台，它完全具备传统SIM卡的全部功能。同时采用SMD贴片封装工艺使得SIM卡芯片可以直接焊接在M2M模组上，以实现紧密牢固的物理连接和可靠的接口通信，采用QFN封装的两种形式，这两种封装形式的SIM卡在物理特性、电气特性和传输协议方面完全相同,不相同的是封装尺寸和管脚定义。

本实施例中供电模块1首选为超级电容，另外，本实施例也可以采用聚合物电池或者锂电池，根据前期对产品硬件功耗的评估，容量为1千毫安的电池可以使用一年左右。

定位模块3包括：GPS定位模块、AGPS模块、LBS定位模块、BLE定位模块，可以实现高精度定位，并且可以实现室内和室外自动切换定位或同时定位的功能。

传感器模块4包括：加速度传感器8和角速度传感器9，其设置在一双所述鞋体上，用于监测鞋体的加速度和角速度，当所述加速度和角速度同时满足触发条件时，所述无线通信模块5发送求救信息给指定的移动终端B。

本实施例中，也可以直接采用六轴传感器或九轴传感器,根据软件算法的容量和用户的精度要求进行选择首选九轴传感器。

所述的移动终端B包括可以运行安卓系统和苹果系统的智能手机，也可以是PAD和运行WINDOWS系统的笔记本电脑。

所述触发条件包括以下类型中的一种或多种：鞋体加速度突然达到峰值，一双鞋体角速度数据相反，一双鞋体角速度同时达到30°到90°，一双鞋体加速度变化频率快。

所述无线通信模块5进一步用于接收来自移动终端的姿态控制信号，并将所述姿态控制信号发送给MCU模块2，则所述MCU模块2用于在接收到所述姿态控制信号时控制所述传感器模块4进行微调。

所述无线通信模块5包括蓝牙模块、GSM模块、WIFI模块中的一个或多个。

结合图2所示，对本发明的实施例进行说明：

一种儿童智能鞋的求救方法，其方法包括：

S101预先为所述传感器模块设置阀值，确认鞋体穿戴人的身体姿态是否出现危险状态；

S102移动终端下载APP，并用鞋体的唯一编码进行注册和绑定；

S103所述传感器模块阀值达到设置阀值的情况下，所述无线通信模块自动发送求救信息给指定的移动终端；

S104所述鞋体的定位模块自动启动，并通过所述无线通信模块自动发送位置信息给指定的移动终端；

S105如果所述移动终端未能成功接收到求救信息，则无线通信模块反复多次发送求救信息到移动终端：

S106同时，所述无线通信模块发送求救信息和位置信息到公安机关或民政机构。

结合图3所示，对本发明的实施例进行说明：

上述的一种儿童智能鞋的求救方法，所述传感器模块设置阀值，包括：加速度阈值和角速度阈值，具体为：

S201鞋体加速度突然达到峰值，一双或单只鞋体的加速度同时达到加速度阈值的峰值；

S202鞋体角速度数据相反，两只鞋体的角速度数据在1秒钟内相反方向变化，达到角速度阈值；

S203鞋体角速度同时达到30°到90°；

S204鞋体加速度变化频率快，一双鞋体的任一只的加速度变化频率达到3次/秒～8次/秒。

所述求救信息还包括：求救次数信息、求救位置信息、用户姿态信息、危险级别信息。

上述的一种儿童智能鞋的求救方法，所述无线通信模块自动发送求救信息给指定的移动终端之前，还包括：

S301所述传感器模块判断鞋体是否脱离双脚，当一双鞋体的任一只脱离脚后，无线通信模块自动发送告知信息给指定的移动终端。

上述的一种儿童智能鞋的求救方法，在所述传感器模块阀值达到设置阀值的情况之后，还包括:

S401所述无线通信模块进一步用于接收来自移动终端的姿态控制信号，并将所述姿态控制信号发送给MCU模块，则所述MCU模块用于在接收到所述姿态控制信号时控制所述传感器模块进行微调。

本实施的优越性可以体现在以下几个方面：

续航时间久；

鞋子可操作性极弱，不影响儿童心智和学习；

不会被屏蔽，室内外定位都可以；

不改变鞋外观，功能隐秘性好；

MS卡无线传输技术、通讯费用免费；

姿态识别准确度可以达到98.5％以上；

芯片尺寸小、重量轻、价格便宜；

求救方式更符合实际应用环境。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而不是全部的实施例，并不用以限制本发明。对于所属领域的普通技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种儿童智能鞋，包括鞋体，其特征在于，所述鞋体内进一步包括：供电模块，MCU模块，定位模块，传感器模块，以及无线通信模块，其中：

所述供电模块与所述MCU模块相连，其中，所述供电模块进一步包括超级电容和保护电路，所述保护电路用于保护各个模块的供电电压安全平稳，所述超级电容用于存储电能；

所述MCU模块与所述传感器模块和无线通信模块分别相连，用于控制所述传感器模块采集和监测的鞋体姿态数据，并将所述姿态数据发送给所述无线通信模块，由所述无线通信模块将所述姿态数据发送给指定的移动终端；

所述MCU模块与所述定位模块和所述无线通信模块分别相连，用于控制所述定位模块进行定位，并将所述定位模块获取的位置信息发送给所述无线通信模块，由所述无线通信模块将所述位置信息发送给指定的移动终端。

2.如权利要求1所述的一种儿童智能鞋，其特征在于，所述传感器模块包括：

加速度传感器和角速度传感器，其设置在一双所述鞋体上，用于监测鞋体的加速度和角速度，当所述加速度和角速度同时满足触发条件时，所述无线通信模块发送求救信息给指定的移动终端。

3.如权利要求2所述的一种儿童智能鞋，其特征在于，所述触发条件包括以下类型中的一种或多种：鞋体加速度突然达到峰值，一双鞋体角速度数据相反，一双鞋体角速度同时达到30°到90°，一双鞋体加速度变化频率快。

4.如权利要求1所述的一种儿童智能鞋，其特征在于，所述无线通信模块进一步用于接收来自移动终端的姿态控制信号，并将所述姿态控制信号发送给MCU模块，则所述MCU模块用于在接收到所述姿态控制信号时控制所述传感器模块进行微调。

5.如权利要求1所述的一种儿童智能鞋，其特征在于，所述无线通信模块包括蓝牙模块、GSM模块、WIFI模块中的一个或多个。

6.一种儿童智能鞋的求救方法，其特征在于，其方法包括：

预先为所述传感器模块设置阀值，确认鞋体穿戴人的身体姿态是否出现危险状态；

移动终端下载APP，并用鞋体的唯一编码进行注册和绑定；

所述传感器模块阀值达到设置阀值的情况下，所述无线通信模块自动发送求救信息给指定的移动终端；

所述鞋体的定位模块自动启动，并通过所述无线通信模块自动发送位置信息给指定的移动终端；

如果所述移动终端未能成功接收到求救信息，则无线通信模块反复多次发送求救信息到移动终端：

同时，所述无线通信模块发送求救信息和位置信息到公安机关或民政机构。

7.根据权利要求6所述的一种儿童智能鞋的求救方法，其特征在于，所述传感器模块设置阀值，包括：加速度阈值和角速度阈值，具体为：

鞋体加速度突然达到峰值，一双或单只鞋体的加速度同时达到加速度阈值的峰值；

鞋体角速度数据相反，两只鞋体的角速度数据在1秒钟内相反方向变化，达到角速度阈值；

鞋体角速度同时达到30°到90°；

鞋体加速度变化频率快，一双鞋体的任一只的加速度变化频率达到3次/秒~8次/秒。

8.根据权利要求 6所述的一种儿童智能鞋的求救方法，其特征在于，所述求救信息还包括：求救次数信息、求救位置信息、用户姿态信息、危险级别信息。

9.根据权利要求 6 所述的一种儿童智能鞋的求救方法，其特征在于，所述无线通信模块自动发送求救信息给指定的移动终端之前，还包括：

所述传感器模块判断鞋体是否脱离双脚，当一双鞋体的任一只脱离脚后，无线通信模块自动发送告知信息给指定的移动终端。

10.根据权利要求6所述的一种儿童智能鞋的求救方法，其特征在于，在所述传感器模块阀值达到设置阀值的情况之后，还包括:

所述无线通信模块进一步用于接收来自移动终端的姿态控制信号，并将所述姿态控制信号发送给MCU模块，则所述MCU模块用于在接收到所述姿态控制信号时控制所述传感器模块进行微调。