CN111158294A - 一种低成本可视化计步运动鞋的控制方法 - Google Patents

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夏许可
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    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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Abstract

本发明涉及一种低成本可视化计步运动鞋的控制方法，按照以下步骤实现;步骤S1：组装硬件，鞋底安装计步装置，计步装置包括加速度传感器模块、微控制器模块、RGB灯串显示模块、按键及Micro USB接口模块、锂电池及充电模块；步骤S2：所述加速度传感器模块进行工作模式的识别；步骤S3：若识别为有运动事件发生进入计步工作模式；若识别结果为无运动事件则进入低功耗模式；步骤S4：按下按键及Micro USB接口模块上的按键查看累计步数或清空累计的步数；步骤S5：当电池电量耗尽时为锂电池进行充电。在鞋底中集成计步装置，实现计步功能并通过RGB灯串显示模块闪烁颜色及频率实时显示计步步数范围与行走速度快慢，具有成本低、实时可视化计步步数范围与行走速度等特点。

Description

一种低成本可视化计步运动鞋的控制方法
技术领域
本发明涉及计步识别技术领域，特别是一种低成本可视化计步运动鞋的控制方法。
背景技术
自2006年耐克和苹果团队联合推出了第一款记录行走距离和速度的Nike+iPod设备以来，运动计步功能被逐步被融入到可穿戴设备之中。在我国，2013年具有计步功能的智能手环开始出现，市场发展迅速，从2013年的约6亿元市场规模逐步增长到2017年的约70亿市场规模。目前，具备计步功能的智能手环已经日趋饱和，并逐步被智能手机的计步功能所替代。然而，在日常跑步运动领域，与运动鞋相结合的计步设备仍较少，尚未形成规模化市场。通过检索相关计步鞋专利，在CN105495838 B中公开了一种计步鞋及其使用控制方法、计步控制方法，该发明专利描述的计步鞋包括计步、体重检测、环境检测、太阳能供电及加热功能，所术功能结果需通过人机交互模块、通信模块与外部智能终端设备连接查看，无法在运动过程中提供实时反馈且功能繁杂实施成本高；在CN104643370 B中公开了一种无线自供电计步鞋、计步系统及计步方法，该发明专利描述的计步鞋技术核心为采用摩擦发电机收集运动过程中的动能并转换为电能，通过储能模块存储转换的电能为计步设备正常工作所使用，计步结果同样采用无线通信模块与外部终端设备连接并在外部终端设备处查看；在CN107466215 A中公开了一种计步鞋，采用在鞋后跟及侧面处通过光源加导光板结构显示步数，该发明专利的不足之处在于计步结果显示单一、可视化效果欠佳；在CN109916427 A中公开了一种基于摩擦电式压力传感器的计步系统，该发明专利通过摩擦电式压力传感器将人体行走的机械能转化为电能以输出模拟电压信号，处理器通过将该模拟电压信号转化为数字信号并对所述数字信号中表述人体行走一步的信号进行计数实现计步功能，该发明专利的不足之处是基于摩擦电式压力传感器的输出信号计步存在误判导致的计步精度不高且未提及具体计步结果的可视化方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种低成本可视化计步运动鞋的控制方法，实时可视化显示行走的步数范围。
本发明实施例中采用以下方案实现：提供一种低成本可视化计步运动鞋的控制方法, 按照以下步骤实现：
步骤S1：组装硬件，鞋底安装计步装置，计步装置包括加速度传感器模块、微控制器模块、RGB灯串显示模块、按键及Micro USB接口模块、锂电池及充电模块，各个模块之间电连接；将RGB灯串显示模块安装在鞋底周围，按键及Micro USB接口模块固定在鞋面前方接近鞋口处；
步骤S2：所述加速度传感器模块进行工作模式的识别；
步骤S3：若识别为有运动事件发生，加速度传感器模块输出信号触发微控制器模块进入计步工作模式；若识别结果为无运动事件则进入低功耗模式；
步骤S4：按下按键及Micro USB接口模块上的按键查看累计步数或清空累计的步数，微控制模块根据接收到的按键信号，控制RGB灯串显示模块显示对应步数范围的对应颜色，或是控制RGB灯串显示模块长亮；
步骤S5：当电池电量耗尽时，Micro USB接口接入充电器进入充电模式为锂电池进行充电。
本发明一实施例中，所述步骤S3中，进入所述计步工作模块，微控制器通过获取传感器数据并运行计步识别算法，通过计步识别算法判断是否为行走一步的事件，若为行走一步的事件则微控制器累加计步步数并根据当前累计计步步数控制RGB灯串显示模块闪烁显示相应颜色；此外，RGB灯串显示模块的闪烁频率快慢反馈行走速度快慢。
本发明一实施例中，所述鞋底的外周为可导光的塑料材质。
本发明一实施例中，步骤S4中，短按一次按键后，微控制器模块根据当前累计计步步数控制RGB灯串显示模块常亮2S相应颜色后熄灭，用户通过查看RGB灯串显示模块的不同显示颜色可对应行走的步数范围；当用户长按按键超过2S后，微控制器识别为清空当前累计计步步数事件并控制RGB灯串显示模块常亮红色2S后熄灭。
本发明一实施例中，所述步骤S5中，当Micro USB充电接口接入充电器后，充电模块识别到充电器接入并反馈至微控制器模块，微控制器控制进入充电模式并控制RGB灯串显示模块进行流水灯状态，呈现设备处于充电状态；当电池充满或用户拔出充电器后，充电模块识别到该行为并通过微控制器控制RGB灯熄灭，并将工作模式修改为正常计步工作模式。
本发明的有益效果：本发明提供一种低成本可视化计步运动鞋的控制方法，本发明提出的一种低成本可视化计步运动鞋，通过在运动鞋中集成计步装置，可以实现计步功能并通过RGB灯串显示模块闪烁颜色及频率实时显示计步步数范围与行走速度快慢；与其他发明专利相比，该发明具有成本低、实时可视化计步步数范围与行走速度等特点，酷炫的RGB灯串显示模块显示效果特别适合儿童类运动鞋产品，有助于促进儿童自主运动；相对于市面上现有的智能手环、手表、计步鞋需要配合智能手机才能查看行走步数或是需要安装显示面板用于显示行走的步数，仅通过低成本的RGB灯串显示模块即可显示相应的步数范围，大大降低了使用的成本。
附图说明
图1是一种低成本可视化计步运动鞋的控制方法的结构示意图。
图2是计步装置的电路结构框图。
图3是计步工作模式的工作流程图。
图4是查看计步步数工作流程图。
图5是充电模式的工作流程。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
请参阅图1至图5，本发明提供一种低成本可视化计步运动鞋的控制方法，按照以下步骤实现：
步骤S1：组装硬件，鞋底1安装计步装置2，计步装置2包括加速度传感器模块、微控制器模块、RGB灯串显示模块21、按键及Micro USB接口模块22、锂电池及充电模块23，各个模块之间电连接；将RGB灯串显示模块21安装在鞋底1周围，按键及Micro USB接口模块22固定在鞋面前方接近鞋口处；
步骤S2：所述加速度传感器模块进行工作模式的识别；
步骤S3：若识别为有运动事件发生，加速度传感器模块输出信号触发微控制器模块进入计步工作模式；若识别结果为无运动事件则进入低功耗模式；
步骤S4：按下按键及Micro USB接口模块22上的按键查看累计步数或清空累计的步数，微控制模块根据接收到的按键信号，控制RGB灯串显示模块21显示对应步数范围的对应颜色，或是控制RGB灯串显示模块21长亮；
步骤S5：当电池电量耗尽时，Micro USB接口接入充电器进入充电模式为锂电池进行充电。
请继续参阅图3，本发明一实施例中，所述步骤S3中，进入所述计步工作模块，微控制器通过获取传感器数据并运行计步识别算法，通过计步识别算法判断是否为行走一步的事件，若为行走一步的事件则微控制器累加计步步数并根据当前累计计步步数控制RGB灯串显示模块21闪烁显示相应颜色；此外，RGB灯串显示模块21的闪烁频率快慢反馈行走速度快慢；计步识别算法采用的是现有的算法，不作为保护范围，所以不进行详细的说明。
本发明中，加速度传感器模块、微控制器模块、RGB灯串显示模块21、按键及MicroUSB接口模块22、锂电池及充电模块23均采用的是市面上现有的技术，所以不要求具体的保护范围，加速度传感器模块的采用的是三轴加速度传感器模块。
请继续参阅图3，本发明一实施例中，行走时RGB灯串显示模块21闪烁绿色表示目前累计行走了0-1000步，闪烁蓝色表述目前累计行走了1001-2000步，闪烁黄色表示目前累计行走了2001-3000步，闪烁红色表示目前累计行走了30001-4000步，仅作为其中一种显示方案，由于儿童的的运动量较低，所以不需要太多的颜色来显示相对应的步数范围。
本发明一实施例中，所述鞋底1的外周为可导光的塑料材质。
请继续参阅图4，本发明一实施例中，步骤S4中，短按一次按键后，微控制器模块根据当前累计计步步数控制RGB灯串显示模块21常亮2S相应颜色后熄灭，用户通过查看RGB灯串显示模块21的不同显示颜色可对应行走的步数范围；当用户长按按键超过2S后，微控制器识别为清空当前累计计步步数事件并控制RGB灯串显示模块21常亮红色2S后熄灭。
请继续参阅图5，本发明一实施例中，所述步骤S5中，当Micro USB充电接口接入充电器后，充电模块识别到充电器接入并反馈至微控制器模块，微控制器控制进入充电模式并控制RGB灯串显示模块21进行流水灯状态，呈现设备处于充电状态；当锂电池充满或用户拔出充电器后，充电模块识别到该行为并通过微控制器控制RGB灯熄灭，并将工作模式修改为正常计步工作模式。
本发明具有以下工作原理：
三轴加速度传感器模块对运动过程中三个轴向的加速度进行实时测量，微处理器模块获取实时的加速度数据并经计步算法得到计步判断结果，若判断为人体行走一步则增加计步步数，并通过安装在鞋底周围的三线RGB灯串显示模块闪烁实现可视化显示；RGB灯串显示模块的显示颜色表示当前累计行走步数范围，RGB灯串显示模块的闪烁频率快慢反馈行走的速度；按键开关按一次可查看当前累计行走步数范围，按键开关长按可超过2S可清空累计行走步数；Micro USB接口可通过连接充电器进行充电，充电状态下RGB灯串显示模块显示红色流水灯状态，直至电池充满后熄灭。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，不能理解为对本申请的限制，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种低成本可视化计步运动鞋的控制方法，其特征在于：按照以下步骤实现,
步骤S1：组装硬件，鞋底安装计步装置，计步装置包括加速度传感器模块、微控制器模块、RGB灯串显示模块、按键及Micro USB接口模块、锂电池及充电模块，各个模块之间电连接；将RGB灯串显示模块安装在鞋底周围，按键及Micro USB接口模块固定在鞋面前方接近鞋口处；
步骤S2：所述加速度传感器模块进行工作模式的识别；
步骤S3：若识别为有运动事件发生，加速度传感器模块输出信号触发微控制器模块进入计步工作模式；若识别结果为无运动事件则进入低功耗模式；
步骤S4：按下按键及Micro USB接口模块上的按键查看累计步数或清空累计的步数，微控制模块根据接收到的按键信号，控制RGB灯串显示模块显示对应步数范围的对应颜色，或是控制RGB灯串显示模块长亮；
步骤S5：当电池电量耗尽时，Micro USB接口接入充电器进入充电模式为锂电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的一种低成本可视化计步运动鞋的控制方法，其特征在于：所述步骤S3中，进入所述计步工作模块，微控制器通过获取传感器数据并运行计步识别算法，通过计步识别算法判断是否为行走一步的事件，若为行走一步的事件则微控制器累加计步步数并根据当前累计计步步数控制RGB灯串显示模块闪烁显示相应颜色；此外，RGB灯串显示模块的闪烁频率快慢反馈行走速度快慢。
3.根据权利要求1所述的一种低成本可视化计步运动鞋的控制方法，其特征在于：所述鞋底的外周为可导光的塑料材质。
4.根据权利要求1所述的一种低成本可视化计步运动鞋的控制方法，其特征在于：步骤S4中，短按一次按键后，微控制器模块根据当前累计计步步数控制RGB灯串显示模块常亮2S相应步数范围的颜色后熄灭，用户通过查看RGB灯串显示模块的不同显示颜色可对应行走的步数范围；当用户长按按键超过2S后，微控制器识别为清空当前累计计步步数事件并控制RGB灯串显示模块常亮红色2S后熄灭。
5.根据权利要求1所述的一种低成本可视化计步运动鞋的控制方法，其特征在于：所述步骤S5中，当Micro USB充电接口接入充电器后，充电模块识别到充电器接入并反馈至微控制器模块，微控制器控制进入充电模式并控制RGB灯串显示模块进行流水灯状态，表明设备处于充电状态；当电池充满或用户拔出充电器后，充电模块识别到该行为并通过微控制器控制RGB灯熄灭，并将工作模式修改为正常计步工作模式。
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