CN109544200A - 一种基于区块链的公共健身器材有奖使用方法 - Google Patents

一种基于区块链的公共健身器材有奖使用方法 Download PDF

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高晖
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Abstract

本发明公开的一种基于区块链的公共健身器材有奖使用方法，在器材的转动轴上安装一个监测单元，并在器材中嵌入5G通信模块，通过区块链技术，将健身器材的唯一标识记录在区块链上，并为不同种类的健身器材制定相应的智能合约，给出每种健身器材能量奖励情况与获取上限。此外，在健身器材上装配可发光的二极管灯，作为当前健身器材具有能量的指示。居民可扫描健身器材前面的二维码，链接该健身器材对应的智能合约，合约简要介绍对应器材的最佳使用方式，当居民在该健身器材上锻炼时，可根据智能合约获得相应的能量作为奖励。该方法能够督促使用者根据自身条件合理使用健身器材，并且能够激励居民积极使用健身器材。

Description

一种基于区块链的公共健身器材有奖使用方法
技术领域
本发明是一种基于公共健身器材使用方法，特别是一种基于区块链的公共健 身器材有奖使用方法。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展和人民生活水平的提高，室外健身器材作为我 国全民健身时代的新兴事物，极大地促进了群众体育事业的蓬勃发展,在国内乃 至全世界范围内得到极大的推广和应用。户外公共健身器材的千人占有率逐年递 增，人们可以越来越轻松的获取公共健身资源。
而在使用情况方面，这些公用健身器材的利用率普遍不高。社会调研结果显 示，仅有25％左右的人表示会经常使用这些公用器材，而占大多数的61％以上 的人表示有时会使用。可见健身器材在居民中的接受程度并不高，更多的使用场 景是依靠于个人临时的心血来潮。一项调查中显示，在被使用的健身器材中，近 40％被用作板凳、躺椅等，没有发挥它们的实际作用。而某些成为居民休息的“板 凳”并不安全，报告中记录曾数次发生，幼儿使用健身器材不当，而不小心被健 身器材卡住手脚无法取出的危险事件。可以说是形成了一方面，生活水平提高， 居民健身意愿空前强烈，越来越多的人开始关注身心健康和自身的健身需要；另 一方面，国家斥资重点打造的免费公共健身资源不断增多，但个体有效利用率普 遍较低、器材普遍使用不当的尴尬局面。
针对上述情况，原因是多方面的。一方面，公共健身器材的受众是针对中老 年人和儿童，虽然他们比较空闲但是由于习惯的原因，他们往往会占用健身器材 而不运动或者聚在一起聊天。这是对公共健身器材资源的浪费。另一方面，许多 人在使用健身器材的时候，并没有仔细阅读注意事项，一味地认为锻炼越久越好。 这种错误的使用方式不仅可能会对使用者造成损伤，而且会致使一个人长久占用 器材而他人无法得到锻炼。此外，虽然公共体育器械面对的是各类社会群体，但 是严格上说，有一些器械只适合成年人使用，一些器械却是只适合儿童使用。如 果成年人使用儿童器械，则器械容易损坏；如果儿童使用成年人器械，则有出现 意外的危险。
发明内容
发明目的：本发明提出一种基于区块链的公共健身器材有奖使用方法，通过 区块链技术搭配物联网通信，记录居民使用公共建设器材的情况，督促居民正确、 合理的使用公共健身器材，对合理、正确使用公共健身器材的居民发放能量奖励。
技术方案：
一种基于区块链的公共健身器材有奖使用方法，步骤如下：
步骤1：数据采集：在数据采集之前，首先选择一条区块链作为底层数据， 并在该链上以能量作为代币，进行用户与健身器材、用户与礼品兑换商之间的交 互。将公共健身器材的唯一标识信息记录在该区块链上，并获得对应公私密钥对。 当居民链接智能合约时，健身器材作为合约的甲方，由唯一标识信息可以在区块 链上获得唯一映射，保证合约的真实性。居民在区块链中的身份以匿名的形式出 现，不需居民的真实身份信息，保护居民的个人隐私。在安装设备之前还需测量 健身器材的最大转动角度等信息并存入区块链，方便后续数据计算。
步骤2、合约制定：由于不同的健身器材的使用规则与锻炼效果不同，本发 明对于不同种类的健身器材制定相应的智能合约。主要体现在智能合约的奖励规 则和使用限制不同，包括最大摆动角度，最佳摆动角度，一次运动的固定能量， 使用年龄限制，使用时间限制的不同。
步骤3、有奖使用：该阶段大致分为3个过程，即居民在锻炼之前，合约首 先验证居民的年龄段是否与该健身器材对应的年龄段相匹配。而在居民进行锻炼 时，根据锻炼情况积累能量和居民锻炼结束后，收集能量兑换礼品。
有益效果：本发明是基于区块链的公共健身器材有奖使用机制，较目前传统的公共健身器材使用方式而言，该机制的主要优势在于：通过区块链技术，实现对居 民使用公共健身器材的情况进行分布式记录，同时利用智能合约技术，根据居民 的健身情况自动发放奖励，提高居民合理、正确使用公共健身器材的积极性。居 民身份以匿名形式参与交互，保护居民的个人隐私。
附图说明
图1本发明总体框架图；
图2本发明数据流示意图；
图3本发明基于区块链的公共健身器材有奖使用机制流程图；
图4本发明实施漫步机示例图；
图5本发明实施扭腰器示例图；
图6本发明实施上肢牵引器示例图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于区块链的公共健身器材有奖使用方法，可以根据居民 使用公共健身器材的情况，自动奖励能量，提高居民锻炼的积极性。社区公共健 身器材一般包括扭腰器、漫步机、上肢牵引器等。如图4～6所示，在器材的转动 轴上安装一个监测单元，其中的三轴陀螺仪1可以有效的识别器材在各个方向上 的角速度。并在器材中嵌入5G通信模块2，通过区块链技术，将健身器材的唯 一标识记录在区块链上，并为不同种类的健身器材制定相应的智能合约，给出每 种健身器材能量奖励情况与获取上限。此外，在健身器材上装配可发光的二极管 灯4，作为当前健身器材具有能量的指示，可发光二极管4通过太阳能电池3供 电。居民可扫描健身器材前面的二维码，链接该健身器材对应的智能合约，合约 简要介绍对应器材的最佳使用方式，当居民在该健身器材上锻炼时，可根据智能 合约获得相应的能量作为奖励。居民也可不扫码直接锻炼，但无法获得能量奖励。
步骤1、完成公共健身器材上传感器、5G通信模块、太阳能电池和可发光 二极管的安装，实时监控健身器材的使用情况。选取一条区块链作为底层数据库， 在该链上以能量作为代币进行相互之间的交互，并将健身器材的唯一标识信息记 录在该区块链上。
步骤2、利用健身器材上安装的传感器获取角速度并用矢量表示，绕x轴旋 转的角速度为ωxi，其中i表示旋转轴[1,0,0]；类似地，绕y轴、z轴旋转的角速 度为ωyj,ωzk。据此计算出转动的角速度旋转轴为旋转速度为
步骤3、为n个不同种类的健身器材制定相应的智能合约，规定包括使用年 龄限制、能量奖励机制和最长使用时间。
步骤4、当居民使用第l种健身器材时，根据相应健身器材的使用规则，令θm为器材的最大摆动角度，θb为器材最佳摆动角度，则θb<θm。
步骤5、根据角速度公式可以得到某个轴上任意两个采样时刻t0到t1之间的 变化角度θt＝t(t1-t0)。
步骤6、若θt≤θm则认为此时间间隔内运动合理有效，根据公式(1)获得一 定能量ep，其中E0为一次有效时间间隔内锻炼获取的固定能量，E0，θb和θm随 健身器材的种类而变化。
步骤7、重复步骤5～6，直到居民在第l种健身器材锻炼结束后，在此锻炼时 间tl内积累的全部能量其中S为tl内总的采样次数，并要求tl≤Tl， Tl即为第l种健身器的最长使用时间。全天可获得的最多能量限制为Em， 全天最长的锻炼时间限制为Tm，
步骤8、创建智能合约的外部接口，方便小程序调用，生成二维码链接。
步骤9、当居民使用特定程序扫描健身器材前的二维码，链接此健身器材对 应的智能合约。
步骤10、智能合约首先获取居民年龄，年龄段大致分为中老年、青少年和 儿童。判定当前居民年龄是否适合此健身器材，如果是，则简略介绍器材最佳使 用方式；否则，提醒居民选择适合自身年龄的器材。
步骤11、居民链接合约后，在使用健身器材时，可按合约奖励机制，积累 所奖励的能量。
步骤12、用户健身完毕后可选择收集此次运动产生的能量、收集此健身器 材所具有的全部能量，或者放弃收集此次能量。放弃的能量将积累在此健身器材 上，等待下次有人收集，同时点亮健身器材上的发光二极管。
步骤13、居民根据积累的能量可兑换礼品。
步骤14、所有关键数据信息，包括锻炼时间、锻炼获取能量数量、兑换礼 品的交易信息等实时打包进区块链进行数据保存，实现数据的分布式存储且数据 记录不可更改。

Claims (5)

1.一种基于区块链的公共健身器材有奖使用方法，包括如下步骤：
步骤1、在公共健身器材上安装传感器、5G通信模块、太阳能电池和可发光二极管，选取一条区块链作为底层数据库，在该链上以能量作为代币进行相互之间的交互，并将健身器材的唯一标识信息记录在该区块链上；
步骤2、利用健身器材上安装的传感器获取角速度并用矢量表示，绕x轴旋转的角速度为ωxi，其中i表示旋转轴[1,0,0]；绕y轴、z轴旋转的角速度为ωyj,ωzk，据此计算出转动的角速度旋转轴为旋转速度为
步骤3、为n种不同种类的健身器材制定相应的智能合约，规定包括使用年龄限制、能量奖励机制和最长使用时间；
步骤4、当居民使用第l种健身器材时，根据相应健身器材的使用规则，令θm为器材的最大摆动角度，θb为器材最佳摆动角度，则θb<θm；
步骤5、根据角速度可以得到某个轴上任意两个采样时刻t0到t1之间的变化角度θt；
步骤6、若θt≤θm则认为此时间间隔内运动合理有效，则使用居民获得能量ep；
步骤7、重复步骤5～6，直到居民在第l种健身器材锻炼结束后，在此锻炼时间tl内积累的全部能量其中S为tl内总的采样次数，并要求tl≤Tl，Tl即为第l种健身器的最长使用时间；
步骤8、创建智能合约的外部接口，方便小程序调用，生成二维码链接；
步骤9、使用特定程序扫描健身器材前的二维码，链接此健身器材对应的智能合约；
步骤10、智能合约获取居民年龄，年龄段分为中老年、青少年和儿童，判定当前居民年龄是否适合此健身器材，如果是，则简略介绍器材最佳使用方式；否则，提醒居民选择适合自身年龄的器材；
步骤11、居民链接合约后，在使用健身器材时，按合约奖励机制，积累所奖励的能量；
步骤12、用户健身完毕后选择收集此次运动产生的能量、收集此健身器材所具有的全部能量，或者放弃收集此次能量；放弃的能量将积累在此健身器材上，等待下次有人收集，同时点亮健身器材上的发光二极管；
步骤13、居民根据积累的能量兑换礼品；
步骤14、所有数据信息实时打包进区块链进行数据保存，实现数据的分布式存储且数据记录不可更改。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的公共健身器材有奖使用方法，其特征在于：所述步骤1中在公共健身器材上安装的传感器具体为三轴陀螺仪，所述三轴陀螺仪安装于健身器材的转动轴上。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的公共健身器材有奖使用方法，其特征在于：所述步骤6中根据公式(1)得到实际获得能量e，其中E0为一次有效时间间隔内锻炼获取的固定能量，
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的公共健身器材有奖使用方法，其特征在于：所述步骤7中全天可获得的最多能量限制为Em，全天最长的锻炼时间限制为Tm，
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的公共健身器材有奖使用方法，其特征在于：所述步骤5变化角度θt＝ω(t1-t00。
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