CN203942634U - 一种带有人体运动监测功能的音响系统及音响装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及音响设备领域，具体涉及一种带有人体运动监测功能的音响系统，包括用于播放音频信号的音频播放单元，还包括处理器单元、用于监测人体运动状态的智能运动单元，所述智能运动单元包括用于采集人体三维加速度信息的加速度传感器，所述处理器单元分别与加速度传感器和音频播放单元连接,接收加速度传感器采集的人体三维加速度信息，将其转化为音频信号并输出至音频播放单元。本实用新型将智能运动单元和音频播放单元通过处理器单元有效得结合在一起，形成一完整的产品，满足用户在健身中享受音乐带来的乐趣，又能科学掌握自身运动情况，提高用户的使用兴趣。

Description

一种带有人体运动监测功能的音响系统及音响装置

技术领域

本实用新型涉及音响设备领域，具体涉及一种带有人体运动监测功能的音响系统及音响装置。

背景技术

随着影音技术的发展，“便携式”音源产品呈现出多元化的趋势，针对不同的用户、不同的使用环境而出现了分体式、组合式、台式、便携式等多种类型。体积小巧、功能强大、功耗很低的便携式音响产品越来越受到欢迎，并且逐渐成为一种消费时尚。在户外运动中，越来越多的人喜欢随身携带一个便携式音响，在健身的同时享受音乐带来的乐趣。同时，由于随着智能运动腕表等运动监测设备的越来越普遍，人们在运动健身时还会携带一个智能运动腕表，用于监测当前人体运动状态。

但现有的便携式音响和运动监测设备的功能单一，已经无法满足消费者的需求，也吸引不到消费者的注意，大大降低这类产品与消费者的粘性，并且由于运动监测设备和便携式音响需要分别单独购买，大大提高运动健身的投入成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种带有人体运动监测功能的音响系统及音响装置，便于将运动监测设备与便携式音响的有效结合。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种带有人体运动监测功能的音响系统，包括用于播放音频信号的音频播放单元，还包括处理器单元、用于监测人体运动状态的智能运动单元，所述智能运动单元包括用于采集人体三维加速度信息的加速度传感器，所述处理器单元分别与加速度传感器和音频播放单元连接,接收加速度传感器采集的人体三维加速度信息，将其转化为音频信号并输出至音频播放单元。

其中，较佳方案是：所述的加速度传感器为三维加速度传感器或若干一维加速度传感器的组合。

其中，较佳方案是：所述音响系统还包括与处理器单元连接的控制单元，所述控制单元包括用于控制智能运动单元的运动按键组和用于控制音频播放单元的音频按键组。

其中，较佳方案是：所述音响系统还包括与处理器单元连接的通信单元，所述通信单元包括用于与外部设备无线连接的无线通信单元和用于与外部设备有线连接的有线通信单元。

其中，较佳方案是：所述控制单元包括用于控制智能运动单元的运动按键组和用于控制音频播放单元的音频按键组。

其中，较佳方案是：所述音响系统还包括用于显示当前人体运动状态和音频信息的显示单元，所述显示单元与处理器单元连接。

其中，较佳方案是：所述音响系统还包括用于发送求救信号的SOS单元，所述SOS单元与处理器单元连接。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种带有人体运动监测功能的音响装置，包括壳体和设置在壳体内部的音箱，还包括设置在壳体内部的处理器和计步器，所述处理器分别与计步器和音箱连接,接收计步器采集的人体三维加速度信息，将其转化为音频信号并输出至音箱；所述音响装置还包括设置在壳体表面的控制按键和显示屏，所述控制按键和显示屏分别与处理器连接。

其中，较佳方案是：所述显示屏设置在壳体的顶部。

其中，较佳方案是：所述音响装置还包括设在壳体侧面的若干接口，所述接口包括充电接口、音频输入接口和TF卡接口，所述音频输入接口和TF卡接口分别与处理器连接。

其中，较佳方案是：所述音响装置还包括设在壳体背面的卡扣结构。

本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型通过设计一种带有人体运动监测功能的音响系统及装置，将智能运动单元和音频播放单元通过处理器单元有效得结合在一起，形成一完整的产品，满足用户在健身中享受音乐带来的乐趣，又能科学掌握自身运动情况，提高用户的使用兴趣。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型音频系统的结构示意图；

图2是本实用新型智能运动单元的电路图；

图3是本实用新型处理器单元的电路图；

图4是本实用新型音频装置的正面结构示意图；

图5是本实用新型音频装置的背面结构示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

如图1、2、3所示，提供一种带有人体运动监测功能的音响系统的优选实施例。

一种带有人体运动监测功能的音响系统，包括处理器单元10、智能运动单元20和音频播放单元30，智能运动单元20包括加速度传感器21，处理器单元10分别与加速度传感器21和音频播放单元30连接，接收加速度传感器21采集的人体三维加速度信息，将其转化为音频信号并输出至音频播放单元30。其中，处理器单元10用于处理接收到的信号或控制音响系统；智能运动单元20用于监测人体运动状态，加速度传感器21用于监测人体运动状态；音频播放单元30用于播放音频信号。

进一步地，智能运动单元20还包括用于将从加速度传感器21采集到的人体三维加速度信息转化成数字信号的模数转化器22，模数转化器22分别与加速度传感器21和处理器单元10连接。

智能运动单元20工作时，包括两种工作状态，分别是第一工作状态和第二工作状态，这两种工作状态都有各自特有的主要任务和次要任务。

具体地，第一工作状态最主要的任务是搜索人的比较稳定的静止状态，并存储静止状态的起始时间；第一工作状态次要的任务是监测人体的活动幅度，如果发现人体的活动幅度低于静止与运动的临界值，那么就累计人体静止状态的持续时间，如果发现人体的活动幅度超过静止与运动的临界值的次数达到一定程度时，那么会计算出静止状态的终止时间以及这个过程中人所消耗的能量，同时就由第一工作状态进入第二工作状态。这里所说的人的静止状态主要包括人坐着时的无规则运动、躺着时的无规则运动、以及一些其他的轻微抖动。其中，静止与运动的临界值是指加速度传感器21采集到的人体运动状态的振幅大小的预设值，当加速度传感器21采集到的人体运动状态的振幅大于预设值，即表示用户在运动，反之为静止；静止与运动的临界值的次数优选15-20次。

第二工作状态的最要任务是搜索比较稳定的重复性运动，当发现重复性的运动时推算出这种运动开始的时间；第二工作状态次要的任务是监测人体的活动幅度，如果发现人体的活动幅度低于静止与运动的临界值的次数达到一定程度时，那么会由第二工作状态进入第一工作状态。优选的，智能运动单元20发现重复性的运动时推算出这种运动开始的时间并识别出这种运动的运动类型，智能运动单元20一般根据摆动的速度、振幅或已预设的摆动类型进行识别。

如用户可以通过操作，预设摆动类型，如选择跑步，智能运动单元20会根据摆动的速度、振幅，识别出当前是走路还是跑步。

其中，模数转化器22将从加速度传感器21采集到的模拟信号转化成数字信号，模拟信号一般是指摆动的速度、振幅和运动时间，模数转化器22将数字信号发送到处理器单元10进行数据处理，计算出运动距离、消耗的热量(卡路里)，并将计算结果转化成用于传输的信号数据或用于音频播放的音频信号。

参考图2，提供智能运动单元的电路图。

智能运动单元20包括加速度传感器21和模数转化器22，加速度传感器21优选芯片为MS3029、模数转化器22优选芯片MC6C227或MC6C228，当然，加速度传感器21和模数转化器22也可以用功能类似的芯片或数模电路代替，芯片MS3029与芯片MC6C227连接，芯片MC6C227与处理器单元10连接，芯片MS3029通过引脚2的SDI口将人体运动信息发送到芯片MC6C227的引脚5接口，通过引脚12的SCLK口将时钟信号发送到芯片MC6C227的引脚6接口，芯片MC6C227接收到芯片MS3029发送的人体运动信息和时钟信号，通过芯片MC6C227的内部处理器进行数据分析、处理，将人体运动信息和时钟信号转化成具有高低平的数字信号，并通过引脚2的I2C_SCl、引脚3的STED_OUT和引脚7的I2C_SDA与处理器单元10连接。

进一步地，加速度传感器21为可同时采集三个正交方向的人体三维加速度信息的三维加速度传感器或若干可采集单一方向加速度信息的一维加速度传感器组合。

参考图3，提供处理器单元的电路图。

处理器单元10优选芯片为AK-7797，当然，处理器单元10也可以用功能类似的芯片或数模电路代替，芯片AK-7797设有最小工作系统，芯片AK-7797通过各引脚控制音响系统中各功能模块，并通过各引脚与音响系统中各功能模块进行数据交换；如芯片AK-7797通过引脚35的I2C_SCl、引脚63的STED_OUT和引脚34的I2C_SDA与芯片MC6C227连接，这些引脚部分用于数据交换，芯片AK-7797还能通过部分引脚控制芯片MC6C227；如芯片AK-7797通过引脚28ALN、引脚VDDTO与存储器连接，存储器优选为TF卡。

本实用新型进一步提供一较佳实施例，音响系统还包括控制单元40，控制单元40与处理器单元10连接。

具体地，控制单元40包括用于控制智能运动单元20的运动按键组41和用于控制音频播放单元30的音频按键组42。其中，运动按键组41包括用于开启智能运动单元20的运动开启键、用于设置运动模式的运动模式选择键、用于播放当前运动信息的运动语音开启键，音频按键组42包括用于接听电话或停止播放的接听电话或停止播放键、用于调节声音大小的音量调节键、用于播放上下首歌曲的歌曲选择键等；还设有一些功能按键，如用于开启音响系统的开启关闭键、用于调节显示屏状态的显示屏调节键等。

本实用新型进一步提供一较佳实施例，音响系统还包括通信单元50，通信单元50包括用于与外部设备无线连接的无线通信单元51和用于与外部设备有线连接的有线通信单元52，无线通信单元51和有线通信单元52分别与处理器单元10连接。

具体地，无线通信单元51为WIFI设备，或蓝牙设备，或射频设备，或红外设备，音响系统可通过无线通信与外部设备，如手机、电脑、pad等，进行数据传输或者进行远程操作或者进行远程音频播放；数据传输是用于将处理器单元10中的运动信息和音频信息与外部设备交换，同时外部设备安装有专门的运动APP，用于存储记录运动信息，外部设备还能通过运动APP将运动信息上传到网络，与朋友分享，运动APP还能进行数据分析，根据用户的自身情况，如身高、体重等，选择最适合用户健身的方案；远程操作是通过外部设备对音响系统进行参数设置，如显示屏亮度、显示字体等，或者通过外部设备对音响系统进行软件升级，提高音响系统的功能与前瞻性；远程音频播放是通过与外部设备远程连接，进行音频播放，优选与手机蓝牙连接并播放音乐。

其中，有线通信单元52包括串行接口，用于直接与外部设备连接，并进行数据传输或者进行相关操作。

其中，无线通信单元51和有线通信单元52与处理器单元10连接之间，设置有一数据处理芯片，数据处理芯片优选LM321，芯片LM321用于对处理器单元10中的数据信息进行处理，获得可用于传输的数据信息。

其中，对于智能运动单元20与音频播放单元30的有效结合，音响系统还能存储特制的音乐，根据用户的运动情况，音频播放单元30播放处有节奏的特制音乐。

本实用新型进一步提供一较佳实施例，音响系统还包括用于显示当前人体运动状态和音频信息的显示单元60，显示单元60与处理器单元10连接。

显示单元60为液晶显示屏或LED显示屏，显示屏上显示当前运动状态、音频播放状态、当前时间、电量等信息。

本实用新型进一步提供一较佳实施例，音响系统还包括用于发送求救信号的SOS单元70，SOS单元70与处理器单元10连接。SOS单元70包括用于远程报警的远程通信模块，或者卫星通信模块，在用户遇到危险时，及时通过SOS单元70进行求救报警。

本实用新型进一步提供一较佳实施例，音响系统还包括电源80，电源80提供音响系统各功能模块的电量需求，当然各功能模块还能与处理器单元10连接时，处理器单元10通过串行接口提供各功能模块的电量需求；电源80优选为锂电池，音响系统包括一充电插口，用于对锂电池进行充电。

如图4、5所示，提供一种带有人体运动监测功能的音响装置的较佳实施例。

一种带有人体运动监测功能的音响装置，包括壳体91和设置在壳体91内部的音频播放单元30，音频播放单元30包括设置在壳体91表面的音箱92，音频播放单元30将音频信号通过音箱92进行播放。

音响装置还包括设置在壳体91内部的处理器(图中未显示)和计步器(图中未显示)，处理器分别与计步器和音箱92连接,接收计步器采集的人体三维加速度信息，将其转化为音频信号并输出至音频播放单元30，其中处理器包括控制单元40、计步器包括智能运动单元20。

音响装置还包括设置在壳体91表面的控制按键93和显示屏94，控制按键93和显示屏94分别与处理器连接。

其中，控制按键93包括设置在壳体91侧面的运动模式按键931、开机/关机/模式转换按键932、接听电话/播放暂停按键933、上一曲按键934、下一曲按键935、SOS紧急呼叫按键936等，控制单元40包括若干控制按键93。

其中，显示屏94设置在壳体91顶部，优选为液晶显示屏或LED显示屏，显示屏上显示当前运动状态、音频播放状态、当前时间、电量等信息，便于用户在运动中查看显示屏94的显示内容，显示单元60包括显示屏94。

进一步地，音响装置还包括设在壳体91的外侧的若干接口，接口包括与电源80连接的充电接口951、音频输入接口952和TF卡接口953，音频输入接口952和TF卡接口953分别与处理器连接；处理器读取音频输入接口952或TF卡接口953的数据，并通过音箱92进行音频播放。音频播放的优选等于由高到低为：运动音频信号、外部设备音频播放信号、TF卡中的音频播放信号；音频输入接口952还可以用于连接耳机。其中，还包括用于连接麦克风的麦克风接口。

进一步地，音响装置还包括设在壳体91的外侧的卡扣结构96，用于夹紧音响装置，便于音响装置的携带。

以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。

Claims (10)

1.一种带有人体运动监测功能的音响系统，包括用于播放音频信号的音频播放单元，其特征在于：还包括处理器单元、用于监测人体运动状态的智能运动单元，所述智能运动单元包括用于采集人体三维加速度信息的加速度传感器，所述处理器单元分别与加速度传感器和音频播放单元连接,接收加速度传感器采集的人体三维加速度信息，将其转化为音频信号并输出至音频播放单元。

2.根据权利要求1所述的音响系统，其特征在于：所述的加速度传感器为三维加速度传感器或若干一维加速度传感器的组合。

3.根据权利要求1所述的音响系统，其特征在于：所述音响系统还包括与处理器单元连接的控制单元，所述控制单元包括用于控制智能运动单元的运动按键组和用于控制音频播放单元的音频按键组。

4.根据权利要求1所述的音响系统，其特征在于：所述音响系统还包括与处理器单元连接的通信单元，所述通信单元包括用于与外部设备无线连接的无线通信单元和用于与外部设备有线连接的有线通信单元。

5.根据权利要求1所述的音响系统，其特征在于：所述音响系统还包括用于显示当前人体运动状态和音频信息的显示单元，所述显示单元与处理器单元连接。

6.根据权利要求1所述的音响系统，其特征在于：所述音响系统还包括用于发送求救信号的SOS单元，所述SOS单元与处理器单元连接。

7.一种带有人体运动监测功能的音响装置，包括壳体和设置在壳体内部的音箱，其特征在于：还包括设置在壳体内部的处理器和计步器，所述处理器分别与计步器和音箱连接,接收计步器采集的人体三维加速度信息，将其转化为音频信号并输出至音箱；所述音响装置还包括设置在壳体表面的控制按键和显示屏，所述控制按键和显示屏分别与处理器连接。

8.根据权利要求7所述的音响装置，其特征在于：所述显示屏设置在壳体的顶部。

9.根据权利要求7所述的音响装置，其特征在于：所述音响装置还包括设在壳体侧面的若干接口，所述接口包括充电接口、音频输入接口和TF卡接口，所述音频输入接口和TF卡接口分别与处理器连接。

10.根据权利要求7所述的音响装置，其特征在于：所述音响装置还包括设在壳体背面的卡扣结构。