CN106723649A - 一种健康鞋垫监护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种健康鞋垫监护系统，包括鞋垫和对鞋垫进行通信及控制的智能终端，在鞋垫中内置有温度传感器、加热及降温模块、无线通信模块、控制器一、电源管理模块、压力传感器、三轴重力加速度计和穴位按摩模块等，温度传感器、加热及降温模块、无线通信模块和电源管理模块分别连接控制器一。本发明通过在鞋垫中内置无线通信模块、加热及降温模块、控制模块、穴位按摩模块、压力传感器及三轴重力加速度计等机构，并通过无线通信模块与智能手机等终端进行通信，在智能终端的控制下实现鞋垫加热、降温、按摩等功能，并还能将使用者摔倒的信息传送给智能终端，起到报警、定位、监护功能，另外还具有计步功能，让用户了解自身的运动量。
Description
技术领域
本发明涉及鞋垫产品技术领域，具体涉及一种具有加热等功能的健康鞋垫。
背景技术
鞋垫是鞋中必不可少的辅助用品，其不仅具有防汗防臭的作用，还有保护鞋和脚的功能。随着人们生活水平的提高以及对生活品质的追求，许多人已经不满足于鞋垫传统的被动防臭护脚功能了，开始在鞋垫中加入吸汗物质、加热装置等来主动提升鞋垫的部分传统功能，并引入新的功能以使鞋垫更有利于使用者的身体健康。然而，目前市面上的多功能鞋垫所引入的新功能还是局限于吸汗、防臭、加热等，这些功能并不能满足用户更高的要求，尤其是对于小孩、老人等需要监护人看管的用户群体。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种功能更丰富、对健康更有利、可以实时定位、具有安全监护功能的健康鞋垫监护系统。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种健康鞋垫监护系统，其特征在于：包括鞋垫和对鞋垫进行通信及控制的智能终端，智能终端至少包括有控制模块、移动通信模块和蓝牙通信模块，在鞋垫中则内置有温度传感器、加热及降温模块、无线通信模块、控制器一和电源管理模块，温度传感器、加热及降温模块、无线通信模块和电源管理模块分别连接控制器一；鞋垫通过其无线通信模块与智能终端建立通信联系；
无线通信模块至少包括有卫星定位和基站定位模块；
鞋垫通过无线通信模块采集地理位置信息、运动量信息，实现实时定位及运动轨迹追踪，并通过通信网络上传至云服务器；云服务器为每对鞋垫提供一个登录帐号，用户通过该登录帐号对鞋垫对应的数据进行查询；用户发生失联或者运动轨迹异常况时，通过在云服务器上找到其相应的运动轨迹记录，为监护人或警方提供数据支撑；在用户离开经常活动的区域时，鞋垫会通过通信网络给监护人提供预警服务；
所述无线通信模块则采用型号为SIM8080M32的芯片（实际上，只要是具有类似功能的芯片均可）， SIM808M32芯片内集成有GPS、GPRS及蓝牙功能模块，并采用GPS（在条件成熟时采用北斗或其它卫星定位系统亦可代替GPS）和基站双重模式定位；通过SIM808M32芯片无线传输实时将用户运动相关的记录参数传输到智能终端上，用于实现运动轨迹记录及定位功能。
进一步，所述控制器一采用型号为STM32F103的控制芯片，而SIM8080M32芯片与控制器一STM32F103双向通信连接；在鞋垫中还设有控制器二，控制器二采用蓝牙控制器CC2541，其与控制器一STM32F103双向通信连接，温度传感器和电源管理模块连接蓝牙控制器CC2541，蓝牙控制器CC2541连接加热及降温模块。
另外，利用大数据功能，可以给用户推送经常活动范围的安全区域，并给用户推送当地的天气预报、穿衣指数、运动指数等。
进一步地，所述加热及降温模块采用红外加热装置作为加热机构和采用PTC热敏电阻作为降温机构。
进一步地，在鞋垫中还设有穴位按摩模块，穴位按摩模块通过所述蓝牙控制器CC2541连接控制器一STM32F103。
进一步地，在鞋垫中还设有压力传感器和三轴重力加速度计，压力传感器通过蓝牙控制器CC2541连接控制器一STM32F103，三轴重力加速度计直接与控制器一STM32F103连接。
优选地，所述智能终端为智能手机、PDA或平板电脑，智能终端中还具有卫星定位系统和地图模块。
本发明通过在鞋垫中内置无线通信模块、加热及降温模块、控制模块、穴位按摩模块、压力传感器及三轴重力加速度计等机构，并通过无线通信模块与智能手机等终端进行通信联系，在智能终端的控制下实现鞋垫加热、降温、按摩等功能，并且还能将使用者摔倒、走失或被拐卖等信息传送给智能终端，起到报警监护及定位功能，另外还具有计步功能，让用户了解自身的运动量。
附图说明
图1为本发明鞋垫系统结构示意框图；
图2为本发明鞋垫广播组网拓扑图；
图3为本发明电源管理电路框图；
图4为本发明智能终端APP功能架构图；
图5为本发明组网作用状态示意图。
具体实施方式
本实施例中，参照图1、图2、图3和图4，所述健康鞋垫监护系统，包括鞋垫和对鞋垫进行通信及控制的智能终端，智能终端至少包括有控制模块、移动通信模块和蓝牙通信模块，在鞋垫中则内置有温度传感器、加热及降温模块、无线通信模块、控制器一和电源管理模块，温度传感器、加热及降温模块、无线通信模块和电源管理模块分别连接控制器一；鞋垫通过其无线通信模块与智能终端建立通信联系。智能终端优选智能手机（PDA或平板电脑等亦可），智能终端中还具有卫星定位系统和地图模块。
所述控制器一采用型号为STM32F103的控制芯片，而无线通信模块则采用型号为SIM8080M32的芯片，SIM8080M32芯片与控制器一STM32F103双向通信连接；在鞋垫中还设有控制器二，控制器二采用蓝牙控制器CC2541，其与控制器一STM32F103双向通信连接，温度传感器和电源管理模块连接蓝牙控制器CC2541，蓝牙控制器CC2541连接加热及降温模块。
通过广播组网方式，其中智能终端作为主机，而左右脚鞋垫分别作为从机，采用蓝牙4.0协议进行组网。SIM808M32芯片内集成GPS、GPRS、蓝牙等功能，采用GPS、基站双重模式的定位。 通过SIM808M32芯片无线传输实时将人运动相关的记录参数传输到智能终端上，用于实现运动轨迹记录及定位功能。
参照图5，鞋垫将采集的地理位置信息、运动量等信息，经由4G/3G/GPRS等网络通信协议上传至云服务器。云服务器为每对鞋垫提供一个登录帐号，对于用户的数据进行查询。当用户（如3-14周岁小朋友，或者是65周岁以上的老年人）发生被拐卖或走失等状况时，可以在云服务器上找到对应用户的运动轨迹记录，为监护人/警方提供数据支撑，以尽快寻找到失联用户。当用户（小朋友或老人）离开经常活动的区域时，鞋垫会通过通信网络给监护人提供预警服务。同时可以为处于户外运动、出国旅游等团队队员和导游提供定位和位置查询服务。
另外，利用大数据功能，可以给用户推送经常活动范围的安全区域，并给用户推送当地的天气预报、穿衣指数、运动指数等。
所述加热及降温模块采用红外加热装置作为加热机构和采用PTC热敏电阻作为降温机构。通过鞋垫内置的温度传感器对鞋体内部温度进行监测，通过智能手机APP来调节各只鞋子的温度，即，当人体足部感觉到脚鞋体温度低时，可以启动鞋体内置的红外发热丝来进行加热；当人体足部感觉到脚鞋体温度高时，可以启动鞋体内置的PTC热敏电阻进行降温。
在鞋垫中还设有穴位按摩模块，穴位按摩模块通过所述蓝牙控制器CC2541连接控制器一STM32F103。当人体感觉到足部劳累时，通过智能终端APP对左、右脚启动穴位按摩，其按摩分为2档，人为设定
在鞋垫中还设有压力传感器和三轴重力加速度计，压力传感器通过蓝牙控制器CC2541连接控制器一STM32F103，三轴重力加速度计直接与控制器一STM32F103连接。当人体将要摔倒时，其足部对于压力传感阵列的压力值变化较大且速度较快；当摔倒时，重力加速度计其状态与人正常站立的状态不一致，综合采用这两种状态来进行监测，当数值发生变化时，上传至智能终端，并拨打设定好的亲情号码电话，结合百度/高德等地图模块，监护人可以及时、直观地了解使用者在何处摔倒，尤其适用于老人和小孩。鞋垫内置的三轴重力加速度计可判别人体运动状态，实现计步功能。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本申请实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。
Claims (6)
1.一种健康鞋垫监护系统，其特征在于：包括鞋垫和对鞋垫进行通信及控制的智能终端，智能终端至少包括有控制模块、移动通信模块和蓝牙通信模块，在鞋垫中则内置有温度传感器、加热及降温模块、无线通信模块、控制器一和电源管理模块，温度传感器、加热及降温模块、无线通信模块和电源管理模块分别连接控制器一；鞋垫通过其无线通信模块与智能终端建立通信联系；
无线通信模块至少包括有卫星定位和基站定位模块；
鞋垫通过无线通信模块采集地理位置信息、运动量信息，实现实时定位及运动轨迹追踪，并通过通信网络上传至云服务器；云服务器为每对鞋垫提供一个登录帐号，用户通过该登录帐号对鞋垫对应的数据进行查询；用户发生失联或者运动轨迹异常况时，通过在云服务器上找到其相应的运动轨迹记录，为监护人或警方提供数据支撑；在用户离开经常活动的区域时，鞋垫会通过通信网络给监护人提供预警服务；
所述无线通信模块则采用型号为SIM8080M32的芯片， SIM808M32芯片内集成有GPS、GPRS及蓝牙功能模块，并采用GPS和基站双重模式定位；通过SIM808M32芯片无线传输实时将用户运动相关的记录参数传输到智能终端上，用于实现运动轨迹记录及定位功能。
2.根据权利要求1所述的健康鞋垫监护系统，其特征在于：所述控制器一采用型号为STM32F103的控制芯片，而SIM8080M32芯片与控制器一STM32F103双向通信连接；在鞋垫中还设有控制器二，控制器二采用蓝牙控制器CC2541，其与控制器一STM32F103双向通信连接，温度传感器和电源管理模块连接蓝牙控制器CC2541，蓝牙控制器CC2541连接加热及降温模块。
3.根据权利要求2所述的健康鞋垫监护系统，其特征在于：所述加热及降温模块采用红外加热装置作为加热机构和采用PTC热敏电阻作为降温机构。
4.根据权利要求2所述的健康鞋垫监护系统，其特征在于：在鞋垫中还设有穴位按摩模块，穴位按摩模块通过所述蓝牙控制器CC2541连接控制器一STM32F103。
5.根据权利要求2所述的健康鞋垫监护系统，其特征在于：在鞋垫中还设有压力传感器和三轴重力加速度计，压力传感器通过蓝牙控制器CC2541连接控制器一STM32F103，三轴重力加速度计直接与控制器一STM32F103连接。
6.根据权利要求1所述的健康鞋垫监护系统，其特征在于：所述智能终端为智能手机、PDA或平板电脑，智能终端中还具有卫星定位系统和地图模块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170531 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |