CN203837722U - 游泳计步器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种游泳计步器。本实用新型包括表头和表带,表头上设置有显示模块,其下方安装有电池模块,表头内包含内置的GPS定位模块、超声波测距模块、加速度传感器、外部控制按键和CPU处理芯片。本实用新型方便人们在游泳时随身佩戴,不易丢失;可以帮助使用者准确的了解运动量,便于对锻炼做出适时地调整;针对室外游泳复杂的水域环境,如有危险可以有效的对使用者进行预警,以提高室外游泳的安全系数。

Description

游泳计步器
技术领域
本实用新型涉及一种新型的游泳计步器,尤其涉及一种基于加速度传感器的手表型游泳计步器。
背景技术
当今社会,随着人们生活水平的不断提高,肥胖的人越来越多,肥胖人群已经成为不可忽略的一种现象。这也就直接导致了越来越多的疾病问题。为了应对这一问题,人们意识到锻炼身体是保持身体健康的一种有效方法,例如游泳。但如何借助设备提高人们运动效率,保证安全也成为亟待解决的问题,因此,设计具备此类功能的游泳计步器有着非常重大的意义。 
目前在市场上存在着各种型号的传统计步器,包括2D型、3D型、手表型等。这些设备都是针对人们在进行跑步运动时所设计。具备了记录步数,消耗能量等基本功能,能有效帮助使用者在运动时了解运动效率。但是鉴于游泳时涉及的环境更复杂,而且传统的计步器不具备防水,GPS定位,超声波测距等功能,导致了现有的传统计步器并不能直接应用于游泳计步。因此,需要考虑设计更加智能化、更加便捷的新型计步器。
发明内容
本实用新型针对现有技术的不足,并结合游泳时所需特殊要求,提供了一种新型游泳计步器。
本实用新型针对其技术问题所采用的技术方案:
本实用新型包括表头和表带,表头上设置有显示模块,其下方安装有电池模块,表头内包含内置的GPS定位模块、超声波测距模块、加速度传感器、外部控制按键和CPU处理芯片。
所述GPS定位模块包括GPS芯片,MAX232电平转换芯片,电容C1,电容C2,电容C3,电容C4。电平转换芯片MAX232引脚1脚一端连第二电容C2一端,电容C2的另一端连3脚,4脚一端连第一电容C1一端,电容C1另一端连5脚,CPU处理芯片的IO口与MAX232电平转换芯片11脚mTXD,12脚mRXD相连,15脚接地,2脚与第三电容C3一端相连,第三电容C3另一端与16脚相连,同时接电源Vcc,6脚与第四电容C4一端相连,第四电容C4另一端接地,8脚与GPS芯片12脚相连,GPS芯片8脚接地,10脚接+5V电源,GPS芯片型号为25LVSOEM。
所述超声波测距模块包括超声波发射单元、超声波接收单元和超声波检测报警单元,其中超声波发射单元包括二极管D1,反相器74HC04,电阻R4,电阻R5,电容C1,达林顿管Q1,超声波发射器LS1。
CPU处理芯片的IO口与第一二极管D1负极相连,第一二极管D1正极与反相器74HC04输入端相连,反相器74HC04的输出端与第四电阻R4的一端相连,第四电阻R4的另一端与振荡达林顿管Q1的B极相连,达林顿管Q1的C极与第五电阻R5的一端相连,第五电阻R5的另一端接+5V电压,达林顿管Q1的E极接地,同时达林顿管的C极与E极均与超声波发射器LS1相连。
超声波接收单元包括集成芯片U1,电容C6,电容C7,电容C8,电容C9,电阻R6,电阻R7,电阻R8,电阻R9,超声波发射器LS1。
CPU处理芯片IO口与第六电容C6,第六电阻R6一端相连,第六电阻R6的另一端与集成芯片U1输出端相连,集成芯片U1的输入端与超声波发射器LS1相连,所述集成芯片U1型号为CX20106A。
超声波检测报警单元包括电阻R10,蜂鸣器B1,达林顿管Q2。CPU处理芯片IO口与第十电阻R10的一端相连,第十电阻R10的另一端与达林顿管Q2的B级相连,达林顿管Q2的C级与蜂鸣器的一端相连,蜂鸣器的另一端接+5V电压,达林顿管Q2的E级接地。
所述加速度传感器模块包括传感器芯片ADXL345,电容C10,电容C11,电阻R11。加速度传感器芯片ADXL345脚1与+5V电压相连,同时与第十电容C10一端相连,第十电容C10另一端接地,脚2接地,脚3闲置,脚4,脚5与第十一电容C11一端相连,同时接地,脚6与第十一电容C11另一端相连,同时与第十一电阻R11的一端相连,第十一电阻R11的另一端接+5V电压,脚10接地,脚8,脚9与CPU处理芯片IO口。
所述电池模块,包括开关K1,电池组BT1,电容C12,电容C13,DC-DC变换器LT1300,电感L1,击穿二极管IN5817。
开关K1一端与电池组BT1正极相连,开关K1另一端分别与第十二电容C12的一端,DC-DC变换器LT1300脚2,脚6,电感L1的一端相连,电池组BT1的负极分别与第十二电容C12的另一端,DC-DC变换器LT1300脚5,脚3,脚1,脚8,第十三电容C13的一端相连后并接地,LT1300脚7分别与电感L1的另一端,击穿二极管IN5817的正极相连,脚4分别与第十三电容C13的另一端,击穿二极管IN5817负极相连,并作为+5V电压输出端。
所述显示模块包括LCD显示屏和电阻R12。CPU处理芯片IO口P3.3与LCD显示屏脚19相连,CPU处理芯片IO口P3.4与LCD显示屏脚5相连,CPU处理芯片IO口P3.5与LCD显示屏脚6相连,CPU处理芯片IO口P0与LCD显示屏脚7相连,CPU处理芯片IO口P1与LCD显示屏脚8相连,CPU处理芯片IO口P2与LCD显示屏脚9相连,CPU处理芯片IO口P3与LCD显示屏脚10相连,CPU处理芯片IO口P4与LCD显示屏脚11相连,CPU处理芯片IO口P5与LCD显示屏脚12相连,CPU处理芯片IO口P6与LCD显示屏脚13相连,CPU处理芯片IO口P7与LCD显示屏脚14相连,CPU处理芯片IO口P2.5与LCD显示屏脚17相连,LCD显示屏脚2与第十二电阻R12一端相连后接电压VCC,第十二电阻R12另一端与LCD显示屏脚18相连,LCD显示屏脚15与LCD显示屏脚19相连后接电压VCC,LCD显示屏脚1与LCD显示屏脚20相连后接地,LCD显示屏型号为JHD12864F。
CPU处理芯片包括AT89C52单片机,电阻R13,电容C14。AT89C52单片机脚9分别与第十三电阻R13,第十四电容C14的一端相连,第十三电阻R13的另一端接地,第十四电容C14的另一端接+5V电压,AT89C52单片机脚20接地,AT89C52单片机脚40接+5V电压。
本实用新型的有益效果:方便人们在游泳时随身佩戴,不易丢失;可以帮助使用者准确的了解运动量,便于对锻炼做出适时地调整;针对室外游泳复杂的水域环境,如有危险可以有效的对使用者进行预警,以提高室外游泳的安全系数。
附图说明
附图1是本实用新型的功能模块结构示意图。
附图2是本实用新型的整体结构示意图。
附图3是本实用新型GPS模块电路图。
附图4、5、6是本实用新型超声波模块电路图。
附图7是本实用新型加速度传感器模块电路图。
附图8是本实用新型电池模块。
附图9是本实用新型显示模块。
附图10是本实用新型CPU芯片。
图中,1.外部控制按键,2.GPS定位模块,3.超声波测距模块,4.显示模块,5.加速度传感器,6.电池,7.CPU芯片,11.表头,12.按键,13.屏幕面板,14.表带。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1和图2所示,本实用新型包括表头11和表带14,表头上设置有显示模块4即外部的屏幕面板13,其下方安装有电池6,表头内包含内置的GPS定位模块2,超声波测距模块3,GPS定位模块获取的定位数据经CPU芯片7处理后显示在显示模块上,同时CPU还需处理本计步器中加速度传感器5所采集到的信息,并与外部控制按键1即外部的按键12连接。
如图3所示,GPS定位模块包括GPS芯片,MAX232电平转换芯片,电容C1,电容C2,电容C3,电容C4。电平转换芯片MAX232引脚1脚一端连第二电容C2一端,电容C2的另一端连3脚,4脚一端连第一电容C1一端,电容C1另一端连5脚,CPU处理芯片的IO口与MAX232电平转换芯片11脚mTXD,12脚mRXD相连,15脚接地,2脚与第三电容C3一端相连,第三电容C3另一端与16脚相连,同时接电源Vcc,6脚与第四电容C4一端相连,第四电容C4另一端接地,8脚与GPS芯片12脚相连,GPS芯片8脚接地,10脚接+5V电源,GPS芯片型号为25LVSOEM。
如图4所示,超声波测距模块包括超声波发射单元、超声波接收单元和超声波检测报警单元,其中超声波发射单元包括二极管D1,反相器74HC04,电阻R4,电阻R5,电容C1,达林顿管Q1,超声波发射器LS1。
CPU处理芯片的IO口与第一二极管D1负极相连,第一二极管D1正极与反相器74HC04输入端相连,反相器74HC04的输出端与第四电阻R4的一端相连,第四电阻R4的另一端与振荡达林顿管Q1的B极相连,达林顿管Q1的C极与第五电阻R5的一端相连,第五电阻R5的另一端接+5V电压,达林顿管Q1的E极接地,同时达林顿管的C极与E极均与超声波发射器LS1相连,达林顿管Q1型号BD6B1。
所述的反相器74HC04由第一反相器F1,第二反相器F2,第三反相器F3,第四反相器F4,第五反相器F5,第六反相器F6,第一电阻R1,第二电阻R2,滑变电阻R3构成,第一反相器F1的1极与第一电阻R1的一端作为反相器74HC04输入端,第一电阻R1的另一端与滑变阻R3的一端相连,同时和第五电容C5的一端相连,滑变阻R3的另一端与第二电阻R2的一端相连,第二电阻R2的另一端与第一反相器F1的2极相连后与第二反相器的1极相连,第二反相器的2极与第五电容C5的另一端相连后与第三反相器的1极相连,第三反相器的2极与第四反相器F4,第五反相器F5,第六反相器F6的1极相连,同时第四反相器F4,第五反相器F5,第六反相器F6的2极相连后作为反相器74HC04的输出端。
如图5所示,超声波接收单元包括集成芯片U1,电容C6,电容C7,电容C8,电容C9,电阻R6,电阻R7,电阻R8,电阻R9,超声波发射器LS1。CPU处理芯片IO口与第六电容C6,第六电阻R6一端相连,第六电阻R6的另一端与集成芯片U1输出端相连,集成芯片U1的输入端与超声波发射器LS1相连,所述集成芯片U1型号为CX20106A。
所述集成芯片U1同时包括了第七电阻R7,第八电阻R8,第九电阻R9,第七电容C7,第八电容R8,第九电容C9,芯片8脚接+5V电压,7脚作为输出端与第七电阻R7一端相连,第七电阻R7另一端接+5V电压,6脚与第七电容C7一端相连,第七电容C7另一端接地,5脚与第八电阻R8一端相连,第八电阻R8另一端接+5V电压,4脚接地,3脚与第八电容C8一端相连,第八电容C8另一端接地,2脚与第九电阻R9一端相连,第九电阻R9另一端与第九电容C9相连,第九电容C9另一端接地,1脚作为芯片输入端与超声波发射器LS1一端相连,超声波发射器LS1另一端接地。
如图6所示,超声波检测报警单元包括电阻R10,蜂鸣器B1,达林顿管Q2。CPU处理芯片IO口与第十电阻R10的一端相连,第十电阻R10的另一端与达林顿管Q2的B级相连,达林顿管Q2的C级与蜂鸣器的一端相连,蜂鸣器的另一端接+5V电压,达林顿管Q2的E级接地,达林顿管Q2型号BD6B1。
如图7所示,加速度传感器模块包括传感器芯片ADXL345,电容C10,电容C11,电阻R11。加速度传感器芯片ADXL345脚1与+5V电压相连,同时与第十电容C10一端相连,第十电容C10另一端接地,脚2接地,脚3闲置,脚4,脚5与第十一电容C11一端相连,同时接地,脚6与第十一电容C11另一端相连,同时与第十一电阻R11的一端相连,第十一电阻R11的另一端接+5V电压,脚10接地,脚8,脚9与CPU处理芯片IO口。
如图8所示,电池模块,包括开关K1,电池组BT1,电容C12,电容C13,DC-DC变换器LT1300,电感L1,击穿二极管IN5817。开关K1一端与电池组BT1正极相连,开关K1另一端分别与第十二电容C12的一端,DC-DC变换器LT1300脚2,脚6,电感L1的一端相连,电池组BT1的负极分别与第十二电容C12的另一端,DC-DC变换器LT1300脚5,脚3,脚1,脚8,第十三电容C13的一端相连后并接地,LT1300脚7分别与电感L1的另一端,击穿二极管IN5817的正极相连,脚4分别与第十三电容C13的另一端,击穿二极管IN5817负极相连,并作为+5V电压输出端。
如图9所示,显示模块包括LCD显示屏和电阻R12。CPU处理芯片IO口P3.3与LCD显示屏脚19相连,CPU处理芯片IO口P3.4与LCD显示屏脚5相连,CPU处理芯片IO口P3.5与LCD显示屏脚6相连,CPU处理芯片IO口P0与LCD显示屏脚7相连,CPU处理芯片IO口P1与LCD显示屏脚8相连,CPU处理芯片IO口P2与LCD显示屏脚9相连,CPU处理芯片IO口P3与LCD显示屏脚10相连,CPU处理芯片IO口P4与LCD显示屏脚11相连,CPU处理芯片IO口P5与LCD显示屏脚12相连,CPU处理芯片IO口P6与LCD显示屏脚13相连,CPU处理芯片IO口P7与LCD显示屏脚14相连,CPU处理芯片IO口P2.5与LCD显示屏脚17相连,LCD显示屏脚2与第十二电阻R12一端相连后接电压VCC,第十二电阻R12另一端与LCD显示屏脚18相连,LCD显示屏脚15与LCD显示屏脚19相连后接电压VCC,LCD显示屏脚1与LCD显示屏脚20相连后接地,LCD显示屏型号为JHD12864F;
如图10所示,CPU处理芯片包括AT89C52单片机,电阻R13,电容C14。AT89C52单片机脚9分别与第十三电阻R13,第十四电容C14的一端相连,第十三电阻R13的另一端接地,第十四电容C14的另一端接+5V电压,AT89C52单片机脚20接地,AT89C52单片机脚40接+5V电压。
本实用新型游泳计步器工作过程:使用者在水域中进行游泳锻炼时将本计步器佩戴于手上,当使用者处于室外水域时,可以通过显示模块上显示的信息了解自身所处位置。当使用者开始进行游泳锻炼时,按下位于表头上的重置键,计步器将开始工作,并通过加速度传感器来记录使用者的游泳路程,使用者可以通过显示器了解游泳路程。为了应对室外复杂的水域环境,超声波检测模块可以探测到使用者所处水域中是否有障碍物,如果检测到有障碍物,将对使用者发出警报,使用者可以判断是否继续在该水域进行锻炼。
本实用新型计步器被设计成手表式,可以实现运动,健康,安全一站式管理。在使用者在室外水域进行游泳锻炼时,可以实时记录游泳路程,实时获取有效位置信息,监测周围水域环境,从而帮助使用者了解锻炼情况,在复杂的室外水域对自己进行定位,并提高安全系数。

Claims (1)

1. 游泳计步器,包括表头和表带,表头上设置有显示模块,其下方安装有电池模块,表头内包含内置的GPS定位模块、超声波测距模块、加速度传感器、外部控制按键和CPU处理芯片,其特征在于:
所述GPS定位模块包括GPS芯片,MAX232电平转换芯片,电容C1,电容C2,电容C3,电容C4;电平转换芯片MAX232引脚1脚一端连第二电容C2一端,电容C2的另一端连3脚,4脚一端连第一电容C1一端,电容C1另一端连5脚,CPU处理芯片的IO口与MAX232电平转换芯片11脚mTXD,12脚mRXD相连,15脚接地,2脚与第三电容C3一端相连,第三电容C3另一端与16脚相连,同时接电源Vcc,6脚与第四电容C4一端相连,第四电容C4另一端接地, 8脚与GPS芯片12脚相连,GPS芯片8脚接地,10脚接+5V电源,GPS芯片型号为25LVSOEM;
所述超声波测距模块包括超声波发射单元、超声波接收单元和超声波检测报警单元,其中超声波发射单元包括二极管D1,反相器74HC04,电阻R4,电阻R5,电容C1,达林顿管Q1,超声波发射器LS1;
CPU处理芯片的IO口与第一二极管D1负极相连,第一二极管D1正极与反相器74HC04输入端相连,反相器74HC04的输出端与第四电阻R4的一端相连,第四电阻R4的另一端与振荡达林顿管Q1的B极相连,达林顿管Q1的C极与第五电阻R5的一端相连,第五电阻R5的另一端接+5V电压,达林顿管Q1的E极接地,同时达林顿管的C极与E极均与超声波发射器LS1相连;
超声波接收单元包括集成芯片U1,电容C6,电容C7,电容C8,电容C9,电阻R6,电阻R7,电阻R8,电阻R9,超声波发射器LS1;
CPU处理芯片IO口与第六电容C6,第六电阻R6一端相连,第六电阻R6的另一端与集成芯片U1输出端相连,集成芯片U1的输入端与超声波发射器LS1相连,所述集成芯片U1型号为CX20106A;
超声波检测报警单元包括电阻R10,蜂鸣器B1,达林顿管Q2;CPU处理芯片IO口与第十电阻R10的一端相连,第十电阻R10的另一端与达林顿管Q2的B级相连,达林顿管Q2的C级与蜂鸣器的一端相连,蜂鸣器的另一端接+5V电压,达林顿管Q2的E级接地;
所述加速度传感器模块包括传感器芯片ADXL345,电容C10,电容C11,电阻R11;加速度传感器芯片ADXL345脚1与+5V电压相连,同时与第十电容C10一端相连,第十电容C10另一端接地,脚2接地,脚3闲置,脚4,脚5与第十一电容C11一端相连,同时接地,脚6与第十一电容C11另一端相连,同时与第十一电阻R11的一端相连,第十一电阻R11的另一端接+5V电压,脚10接地,脚8,脚9与CPU处理芯片IO口;
所述电池模块包括开关K1,电池组BT1,电容C12,电容C13,DC-DC变换器LT1300,电感L1,击穿二极管IN5817;
开关K1一端与电池组BT1正极相连,开关K1另一端分别与第十二电容C12的一端,DC-DC变换器LT1300脚2,脚6,电感L1的一端相连,电池组BT1的负极分别与第十二电容C12的另一端,DC-DC变换器LT1300脚5,脚3,脚1,脚8,第十三电容C13的一端相连后并接地,LT1300脚7分别与电感L1的另一端,击穿二极管IN5817的正极相连,脚4分别与第十三电容C13的另一端,击穿二极管IN5817负极相连,并作为+5V电压输出端;
所述显示模块包括LCD显示屏和电阻R12;CPU处理芯片IO口P3.3与LCD显示屏脚19相连,CPU处理芯片IO口P3.4与LCD显示屏脚5相连,CPU处理芯片IO口P3.5与LCD显示屏脚6相连,CPU处理芯片IO口P0与LCD显示屏脚7相连,CPU处理芯片IO口P1与LCD显示屏脚8相连,CPU处理芯片IO口P2与LCD显示屏脚9相连,CPU处理芯片IO口P3与LCD显示屏脚10相连,CPU处理芯片IO口P4与LCD显示屏脚11相连,CPU处理芯片IO口P5与LCD显示屏脚12相连,CPU处理芯片IO口P6与LCD显示屏脚13相连,CPU处理芯片IO口P7与LCD显示屏脚14相连,CPU处理芯片IO口P2.5与LCD显示屏脚17相连,LCD显示屏脚2与第十二电阻R12一端相连后接电压VCC,第十二电阻R12另一端与LCD显示屏脚18相连,LCD显示屏脚15与LCD显示屏脚19相连后接电压VCC,LCD显示屏脚1与LCD显示屏脚20相连后接地,LCD显示屏型号为JHD12864F;
CPU处理芯片包括AT89C52单片机,电阻R13,电容C14;AT89C52单片机脚9分别与第十三电阻R13,第十四电容C14的一端相连,第十三电阻R13的另一端接地,第十四电容C14的另一端接+5V电压,AT89C52单片机脚20接地,AT89C52单片机脚40接+5V电压。
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