CN1909699A - 一种实现移动终端计步功能的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现移动终端计步功能的方法及装置，本发明主要包括：测量移动物体运动加速度，并得出所述加速度的变化曲线，所述变化曲线作为模拟信号输出；将所述模拟信号转变为数字信号后输出；提取所述数字信号中的电平信息，根据所述电平信息得出需要的计步信息，并将所述计步信息通过移动终端输出。本发明通过在现有手机设备中添加简易的步数测量环节，实现通过手机进行计步的功能，为运动者提供便捷的计步途径。同时，本发明的实现为手机提供新的功能，丰富用户的体验。

Description

一种实现移动终端计步功能的方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种实现移动终端计步功能的方法及装置。

背景技术

手机的普及以及电子类产品的多样化，推动了手机功能的多样化。如今，一部手机就能够集通信工具、收音机、MP3、照相机等等功能于一体，极大地满足用户需求，并为用户提供不同体验。

并且，随着人们对健康的关注，越来越多人热衷于运动，如走出室外进行跑步运动。有时，户外跑步者为及时了解自己的运动情况，需要携带计步器等设备。所述计步器设备虽然能够实现计步功能，但是，由于不便携带，可能对跑步者的运动造成影响。

发明内容

本发明提供一种实现移动终端计步的方法及装置，从而通过携带手机就能实现计步功能。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

本发明提供一种实现移动终端计步功能的方法，包括：

A、测量移动物体运动加速度，并得出所述加速度的变化曲线，所述变化曲线作为模拟信号输出；

B、将所述模拟信号转变为数字信号后输出；

C、提取所述数字信号中的电平信息，根据所述电平信息得出需要的计步信息，并将所述计步信息通过移动终端输出。

所述步骤A具体包括：

测量移动物体的纵向瞬时加速度，并得出所述加速度的变化曲线。

在执行步骤B之前包括：

对所述模拟信号作滤波与振幅放大处理。

所述滤波与振幅放大处理具体包括：

B1、滤去所述模拟信号中的噪音成分；

B2、滤去所述模拟信号的直流分量，并将所述模拟信号经过振幅放大后输出。

所述步骤B具体包括：

检测经过滤波处理的模拟信号中脉冲上下沿的振幅大小，当所述脉冲上升沿的振幅超过设定的门限值时，生成一个高电平；当所述脉冲下降沿的振幅低于所述门限值时，生成一个低电平；

当所述脉冲的振幅不能超过所述门限值时，丢弃该脉冲信号。

所述步骤C具体包括：

检测所述高电平或低电平信号，并对所述高电平或低电平个数进行计数；

对所述计数的结果进行数据处理，得到计数的累计结果；

将所述累计结果通过移动终端输出。

本发明还提供一种实现移动终端计步功能的装置，包括：

加速度测量单元，用于测量移动物体的加速度；

模数转换单元，用于将所述加速度测量单元测量的模拟信号转换为数字信号；

计步信息获取单元，用于从所述数字信号中获取需要的计步信息；

输出单元，用于将所述计步信息作为计步结果输出。

所述装置还包括：

滤波与振幅放大处理单元，用于对由所述加速度测量单元采集到的模拟信号进行滤波处理，并对经过滤波处理的模拟信号作振幅放大处理后输出。

所述滤波与振幅放大处理单元具体包括：

平滑滤波单元，用于对所述加速度测量单元采集到的模拟信号作平滑处理，滤去其中的噪声成分；

差分放大单元，用于滤去经过平滑处理的模拟信号中的直流分量，并将之后得到的模拟信号的振幅作放大处理后输出。

所述模数转换单元具体包括：

高电平生成单元，用于检测由所述滤波与振幅放大处理单元后出输出的模拟信号中脉冲信号的上升沿，当所述上升沿的振幅超过预先设定的门限值，并生成与该上升沿对应的高电平；

低电平生成单元，用于检测该脉冲信号对应的下降沿，当所述下降沿的振幅低于所述门限值时，生成与该下降沿对应的低电平。

所述计步信息获取单元具体包括：

电平信息检测单元，用于检测所述高电平或低电平，并将检测结果提供给计数单元；

计数单元，用于对检测到的所述高电平或低电平进行加一计数，并将计数结果提供给输出单元。

由上述本发明给出的技术方案可见，本发明通过在现有手机设备中添加简易的步数测量环节，实现通过手机进行计步的功能，为运动者提供便捷的计步途径。同时，本发明的实现为手机提供新的功能，丰富用户的体验。

附图说明

图1是本发明具体实施方案给出的实现手机计步功能所用到的器件示意图；

图2是本发明具体实施方案给出的加速度传感器采集到的所述模拟信号进行再处理的流程图；

图3是本发明具体实施方案给出的实现移动终端计步功能的装置示意图。

具体实施方式

本发明主要通过加速度传感器测出移动物体的运动加速度，并得出所述加速度的变化曲线，所述变化曲线作为模拟信号输出；将所述模拟信号转变为数字信号后输出；提取所述数字信号中的电平信息，根据所述电平信息得出需要的计步信息，并将所述计步信息通过移动终端输出。

本发明的实现过程包括：首先由加速度传感器测量出运动物体，如跑步者运动时纵向加速度，得出其变化曲线，该变化曲线通过模拟信号体现；然后对所述模拟信号进行滤波与振幅放大处理以及数字化处理。该两个处理过程包括：通过平滑处理去除信号噪声，通过滤波处理得到需要的加速度模拟信号，再对该加速度模拟信号作数字化处理后，获取其中符合要求的脉冲个数，就能得到运动者在一段时间或一段路程内的步数；之后，将一段时间或一段路程内的脉冲累计个数通过手机输出。

如图1所示，本发明中，加速度传感器利用运动者行走或跑步时身体的上下簸动，测量运动物体纵向上的瞬时加速度。由于运动者每次抬腿或落地时的纵向加速度较大，在该两种情况下对应的加速度在加速度变化曲线上为一个波峰或一个波谷。加速度传感器的测量结果记录下运动者完成每一次跨步，即抬起与落下这一过程对应的加速度的变化曲线。

由于运动者运动的随机性，因此，加速度传感器测出的运动加速度的变化曲线通常也是不规则的，并且，由于噪声的存在，加速度传感器测出的记录加速度变化的模拟信号通常也是较为粗糙的。理论上讲，所述波峰是加速度传感器测量到的运动者在运动过程中，身体的纵向上的较大加速度。但是由于传感器采集到的模拟信号较弱，并且直流分量较大，因此导致实际测量结果中波峰与波峰或波谷与波谷的分界不是太清晰。如果直接对测出的加速度的信号曲线中所有出现的波峰或波谷进行计数，则可能导致该计数并非运动者的真实步数。因此，本发明还需要对加速度传感器采集到的所述模拟信号进行再处理，以便于对所述波峰或波谷进行计数。

结合图2说明所述再处理过程包括：

步骤21、对所述模拟信号进行平滑处理，该平滑处理用于去除所述模拟信号中存在的噪声，产生平滑的脉冲波形，以便于信号检测；

具体可将由加速度传感器测到的所述模拟信号输入一个平滑滤波器，由该平滑滤波器对所述模拟信号进行平滑处理。

步骤22、滤去所述模拟信号的直流分量，形成图形清晰的脉冲信号；

具体做法是将经过平滑处理的所述模拟信号输入一个差分放大器，由该差分放大器滤去所述模拟信号中的直流分量，并将所述模拟信号经过振幅放大后输出。经过滤波与振幅放大后的模拟信号中波峰明显。

步骤23、对经过所述步骤22处理的模拟信号作数字化处理；

具体做法是将经过步骤22处理的模拟信号输入一个脉冲门限检测器，当所述脉冲门限检测器检测到一个脉冲信号的上升沿振幅超过脉冲门限检测器设定的门限值时，所述检测器生成一个高电平；当所述检测器再次检测到该脉冲信号的下降沿低于所述门限值时，将生成的所述高电平变为低电平；当一个脉冲信号的振幅不能超过所述门限值时，丢弃该脉冲信号。

其中，所述门限值经过测试，对应于或略低于正常行走时能够达到的加速度的模拟信号的最大振幅。

步骤24、对所述高电平或低电平信号进行检测并计数，以获取电平信息；

具体做法是在手机上配置GPIO(通用输入/输出)接口，通过所述GPIO对所述脉冲门限检测器输出的高电平或低电平进行检测，并且在检测到所述高电平或低电平时，通过所述GPIO向计数器发送中断信号，由所述计数器响应该中断信号，进行加一计数。

步骤25、对所述加一计数的结果进行数据处理，完成计数的累计操作；

具体做法是将计数器加一计数的结果输入手机的数据处理器中，对得出加一计数后的累计结果。

步骤26、将计数的累计结果通过手机输出，如通过手机屏幕显示，或通过手机以音频方式输出。

在实施本发明过程中，所述加速度传感器可以通过在移动终端上增加接口直接设置于移动终端本体内；或者作为移动终端的附件并通过接口与所述移动终端进行通信。在移动终端上设置的所述接口可以采用数据线接口，上述模拟器件，如平滑滤波器、差分放大器件以及脉冲门限检测器可直接放在所述数据线中；或者可单独集成到移动终端的电路板上。

为便于用户对移动终端上计步功能的使用，可在移动终端的用户菜单中设置用户操作的计步菜单，便于用户选择何时启动手机的计步功能，以及何时停止计步。另外，可在每次完成计步后提醒用户是否保存本次计步结果，以便于用户查看对比。同时，还可结合用户属性，根据计步数值计算运动消耗的热量。所述用户属性包括用户性别、年龄、身高、体重等信息。

本发明还提供一种如图3所示的实现移动终端计步功能的装置，包括以下各个功能模块：

(1)加速度测量单元

用于测量移动物体的加速度。

在具体实施中，所述加速度测量单元可为上述方法中提及的加速度传感器。

(2)滤波与振幅放大处理单元

用于对由所述加速度测量单元采集到的模拟信号进行滤波处理，并对经过滤波处理的模拟信号作振幅放大处理后输出。

所述滤波与振幅放大处理单元具体包括：

平滑滤波单元，用于对所述加速度测量单元采集到的模拟信号作平滑处理，滤去其中的噪声成分；

差分放大单元，用于滤去经过平滑处理的模拟信号中的直流分量，并将之后得到的模拟信号的振幅作放大处理后输出。

具体实施中，所述平滑滤波单元可为上述方法描述中提及的平滑滤波器；所述差分放大单元可为上述方法描述中提及的差分放大器。

(3)模数转换单元

用于将所述加速度测量单元测量的模拟信号转换为数字信号。

所述模数转换单元具体包括：

高电平生成单元，用于检测由所述滤波与振幅放大处理单元后出输出的模拟信号中脉冲信号的上升沿，当所述上升沿的振幅超过预先设定的门限值，并生成与该上升沿对应的高电平；

低电平生成单元，用于检测该脉冲信号对应的下降沿，当所述下降沿的振幅低于所述门限值时，生成与该下降沿对应的低电平。

具体实施中，所述模数转换单元可为上述方法描述中提及的脉冲门限检测器。

(4)计步信息获取单元

用于从所述数字信号中获取需要的计步信息。

所述计步信息获取单元具体包括：

电平信息检测单元，用于检测所述高电平，并将检测结果提供给计数单元；该单元在具体实施中可与上述方法说明中提及的所述GPIO对应；

计数单元，用于对检测到的所述高电平进行加一计数，并将计数结果提供给输出单元；该计数单元在具体实施中可与上述方法说明中提及的所述计数器对应。

(5)输出单元

用于将所述计步信息作为计步结果输出，该单元在具体实施中可为上述方法说明中提及的手机的显示屏，或为手机中的音频器件。

综上所述，本发明通过在现有手机设备中添加简易的步数测量环节，实现通过手机进行计步的功能，为运动者提供便捷的计步途径。同时，本发明的实现为手机提供新的功能，丰富用户的体验。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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的保护范围为准。

Claims (11)

1、一种实现移动终端计步功能的方法，其特征在于，包括：

A、测量移动物体运动加速度，并得出所述加速度的变化曲线，所述变化曲线作为模拟信号输出；

B、将所述模拟信号转变为数字信号后输出；

C、提取所述数字信号中的电平信息，根据所述电平信息得出需要的计步信息，并将所述计步信息通过移动终端输出。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

测量移动物体的纵向瞬时加速度，并得出所述加速度的变化曲线。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在执行步骤B之前包括：

对所述模拟信号作滤波与振幅放大处理。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述滤波与振幅放大处理具体包括：

B1、滤去所述模拟信号中的噪音成分；

B2、滤去所述模拟信号的直流分量，并将所述模拟信号经过振幅放大后输出。

5、根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

检测经过滤波处理的模拟信号中脉冲上下沿的振幅大小，当所述脉冲上升沿的振幅超过设定的门限值时，生成一个高电平；当所述脉冲下降沿的振幅低于所述门限值时，生成一个低电平；

当所述脉冲的振幅不能超过所述门限值时，丢弃该脉冲信号。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

检测所述高电平或低电平信号，并对所述高电平或低电平个数进行计数；

对所述计数的结果进行数据处理，得到计数的累计结果；

将所述累计结果通过移动终端输出。

7、一种实现移动终端计步功能的装置，其特征在于，包括：

加速度测量单元，用于测量移动物体的加速度；

模数转换单元，用于将所述加速度测量单元测量的模拟信号转换为数字信号；

计步信息获取单元，用于从所述数字信号中获取需要的计步信息；

输出单元，用于将所述计步信息作为计步结果输出。

8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

滤波与振幅放大处理单元，用于对由所述加速度测量单元采集到的模拟信号进行滤波处理，并对经过滤波处理的模拟信号作振幅放大处理后输出。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述滤波与振幅放大处理单元具体包括：

平滑滤波单元，用于对所述加速度测量单元采集到的模拟信号作平滑处理，滤去其中的噪声成分；

差分放大单元，用于滤去经过平滑处理的模拟信号中的直流分量，并将之后得到的模拟信号的振幅作放大处理后输出。

10、根据权利要求7至9之一所述的装置，其特征在于，所述模数转换单元具体包括：

高电平生成单元，用于检测由所述滤波与振幅放大处理单元后出输出的模拟信号中脉冲信号的上升沿，当所述上升沿的振幅超过预先设定的门限值，并生成与该上升沿对应的高电平；

低电平生成单元，用于检测该脉冲信号对应的下降沿，当所述下降沿的振幅低于所述门限值时，生成与该下降沿对应的低电平。

11、根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述计步信息获取单元具体包括：

电平信息检测单元，用于检测所述高电平或低电平，并将检测结果提供给计数单元；

计数单元，用于对检测到的所述高电平或低电平进行加一计数，并将计数结果提供给输出单元。

Images