CN111323109A - 一种基于电阻式薄膜压力传感器技术的人体称重算法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电阻式薄膜压力传感器技术的人体称重算法，包括鞋子、MCU，MCU上设置有压力传感器、A/D模块、连接口、主控芯片、信息储存模块、计数器、算法软件，通过人体称重算法实现人体称重和体征监测、计步功能。本发明通过压力传感器放置于鞋底，并结合软件算法，可以实时地感知人体的重量，并可根据内存存储的过去相当长一段时间内的压力数据变化及其他体征信息，通过去抖动算法，实现对人类健康信息的全面掌握。
Description
技术领域
本发明涉及压力传感技术及大健康领域，具体涉及一种基于电阻式薄膜压力传感器技术的人体称重算法。
背景技术
传统的休闲鞋或者运动鞋是完全机械式的产品，无任何电子及软件功能，所以人们原先的对鞋子的消费观念让传统的制鞋业已经呈现饱和状态，目前正在传统的鞋子探索新的增长点，“转型升级”已成为行业发展的关键词，探索的方向和技术是将鞋子与互联网技术的合作运用开发。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种能够解决上述问题的基于电阻式薄膜压力传感器技术的人体称重算法，针对传统的鞋子的功能做进一步提升，利用薄膜压力传感器实现人体的基本称重，增加科技感及更实用的体征监测。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种基于电阻式薄膜压力传感器技术的人体称重算法，包括鞋子、MCU，MCU上设置有压力传感器、A/D模块、连接口、主控芯片、信息储存模块、计数器、算法软件，通过人体称重算法实现人体称重和体征监测、计步功能，
人体称重步骤如下：
S1、用户穿上鞋子，用户施加压力至鞋子上使得压力传感器的电阻变化，导致电路中用于采集电压电流变化信号的电阻的电压或者电流的变化；压力传感器自身的硬件性能-压力电阻关系曲线近似作为反比例函数曲线，其转换的压力电阻对数函数曲线就作为正比例曲线；
S2、通过MCU的I/O口对S1中的电阻的电压或者电流进行采样后通过A/D模块将模拟压力值转换成数字量电压电流，经过MCU的主控芯片的计算并参照各个压力状态下的压力电阻对数曲线映射关系表获取不同的施加在薄膜压力传感器上的压力对应的电压/电流值；
S3、通过内嵌在软件中的算法，实现通过压力传感器实现人体称重的功能；
体征监测步骤如下：
S1、预先设定压力阈值并结合人体称重步骤S2中产生的压力值，当该压力值超过预先设定的压力阈值的最大值或者最小值时，在用于采集电压电流变化信号的同时MCU中的计数器便开始计数；
S2、当压力值小于压力阈值的最小值开始计时，计数器达到预设的计数溢满后MCU发出运动的提醒；当压力值小于压力阈值的最大值开始计时，计数器达到预设的计数溢满后MCU发出休息的提醒；
计步功能步骤如下：
S1：结合人体称重步骤S2，用于采集电压电流变化信号的电阻的电压或者电流每来回变化一次计数加一；
S2：用户的移动终端显示计步加一，实现计步功能。
作为优选的技术方案，连接口为I/O口或者Uart接口。
作为优选的技术方案，压力传感器为电阻式薄膜压力传感器。
本发明的有益效果是：本发明通过压力传感器放置于鞋底，并结合软件算法，可以实时地感知人体的重量，并可根据内存存储的过去相当长一段时间内的压力数据变化及其他体征信息，通过去抖动算法，实现对人类健康信息的全面掌握。
附图说明
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。
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本发明使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“套接”、“连接”、“贯穿”、“插接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，包括鞋子、MCU，MCU上设置有压力传感器、A/D模块、连接口、主控芯片、信息储存模块、计数器、算法软件，通过人体称重算法实现人体称重和体征监测、计步功能，
人体称重步骤如下：
S1、用户穿上鞋子，用户施加压力至鞋子上使得压力传感器的电阻变化，导致电路中用于采集电压电流变化信号的电阻的电压或者电流的变化；压力传感器自身的硬件性能-压力电阻关系曲线近似作为反比例函数曲线，其转换的压力电阻对数函数曲线就作为正比例曲线；
S2、通过MCU的I/O口对S1中的电阻的电压或者电流进行采样后通过A/D模块将模拟压力值转换成数字量电压电流，经过MCU的主控芯片的计算并参照各个压力状态下的压力电阻对数曲线映射关系表获取不同的施加在薄膜压力传感器上的压力对应的电压/电流值；
S3、通过内嵌在软件中的算法，实现通过压力传感器实现人体称重的功能；
体征监测步骤如下：
S1、预先设定压力阈值并结合人体称重步骤S2中产生的压力值，当该压力值超过预先设定的压力阈值的最大值或者最小值时，在用于采集电压电流变化信号的同时MCU中的计数器便开始计数；
S2、当压力值小于压力阈值的最小值开始计时，计数器达到预设的计数溢满后MCU发出运动的提醒；当压力值小于压力阈值的最大值开始计时，计数器达到预设的计数溢满后MCU发出休息的提醒；
计步功能步骤如下：
S1：结合人体称重步骤S2，用于采集电压电流变化信号的电阻的电压或者电流每来回变化一次计数加一；
S2：用户的移动终端显示计步加一，实现计步功能。
其中，连接口为I/O口或者Uart接口。
其中，压力传感器为电阻式薄膜压力传感器。
其中，信息储存模块内内存存储的过去相当长一段时间内的压力数据变化及其他体征信息。
本发明提供对应的I/O口或者Uart接口，用户通过施加在鞋或者鞋垫上的压力变化，引起的电阻式薄膜压力传感器的电阻变化，导致电路中用于采集电压电流变化信号的电阻的电压或者电流的变化，且由于薄膜压力传感器本身的硬件性能-压力电阻关系曲线(FR比例曲线)近似可以看成标准的反比例函数曲线，所以其转换的压力电阻对数函数曲线就可以近似看成标准的正比例曲线，再通过MCU的I/O口的采样后通过A/D模块将模拟压力值转换成数字量电压电流，经过MCU的主控芯片的计算，参照各个压力状态下的压力电阻对数曲线映射关系表我们最终可以得到不同的施加在薄膜压力传感器上的压力对应的电压/电流值，最后通过内嵌在软件中的算法，实现通过压力传感器实现人体称重的功能；且可以通过算法计算，预先设定一个压力阈值，当施加在电阻式薄膜压力传感器上的压力超过此压力阈值的最大值或者最小值时，在用于采集电压电流变化信号的同时MCU中的计数器便开始计数，而计数器可通过内嵌的算法软件设计成一个计时器，当计数器计数达到预设的时间溢满状态后，MCU发出提醒用户需要运动或者适当坐下休息，且计数器计数加一时，可以在用户的手机等移动终端显示计步加一，实现计步功能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种基于电阻式薄膜压力传感器技术的人体称重算法，其特征在于：包括鞋子、MCU，MCU上设置有压力传感器、A/D模块、连接口、主控芯片、信息储存模块、计数器、算法软件，通过人体称重算法实现人体称重和体征监测、计步功能，
人体称重步骤如下：
S1、用户穿上鞋子，用户施加压力至鞋子上使得压力传感器的电阻变化，导致电路中用于采集电压电流变化信号的电阻的电压或者电流的变化；压力传感器自身的硬件性能-压力电阻关系曲线近似作为反比例函数曲线，其转换的压力电阻对数函数曲线就作为正比例曲线；
S2、通过MCU的I/O口对S1中的电阻的电压或者电流进行采样后通过A/D模块将模拟压力值转换成数字量电压电流，经过MCU的主控芯片的计算并参照各个压力状态下的压力电阻对数曲线映射关系表获取不同的施加在薄膜压力传感器上的压力对应的电压/电流值；
S3、通过内嵌在软件中的算法，实现通过压力传感器实现人体称重的功能；
体征监测步骤如下：
S1、预先设定压力阈值并结合人体称重步骤S2中产生的压力值，当该压力值超过预先设定的压力阈值的最大值或者最小值时，在用于采集电压电流变化信号的同时MCU中的计数器便开始计数；
S2、当压力值小于压力阈值的最小值开始计时，计数器达到预设的计数溢满后MCU发出运动的提醒；当压力值大于压力阈值的最大值开始计时，计数器达到预设的计数溢满后MCU发出休息的提醒；
计步功能步骤如下：
S1：结合人体称重步骤S2，用于采集电压电流变化信号的电阻的电压或者电流每来回变化一次计数加一；
S2：用户的移动终端显示计步加一，实现计步功能。
2.根据权利要求1所述的基于电阻式薄膜压力传感器技术的人体称重算法，其特征在于：连接口为I/O口或者Uart接口。
3.根据权利要求1所述的基于电阻式薄膜压力传感器技术的人体称重算法，其特征在于：压力传感器为电阻式薄膜压力传感器。
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| CN105901823A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-31 | 乐视控股（北京）有限公司 | 一种测量体重的方法、装置及智能鞋 |
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2020
- 2020-04-10 CN CN202010277826.8A patent/CN111323109A/zh active Pending
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