一种基于多组同步射频技术的智能鞋垫的制作方法

本发明涉及一种鞋垫，尤其是指一种基于多组同步射频技术的智能鞋垫。

背景技术：

随着人们健康意识的不断提高，越来越多的人们开始注重锻炼身体。现代人的营养摄入通常都比较充分，甚至过于富余。因此经常处于坐姿工作的人群，体内积聚的营养成分不容易被消耗，就会产生肥胖，血脂过高等问题。

游泳、骑行、打球、慢跑等都是较好的身体锻炼方式，其中慢跑尤其适合各类人群，活动量适中，而且效果较好。人们在慢跑中，希望能够借助于一些辅助的随身设备，能够实时了解慢跑中自身的身体情况。

中国实用新型专利（申请号：201520373519.4）披露了一种蓝牙计步器，其包括：微处理器、加速度传感器和蓝牙芯片；加速度传感器用于采集各轴加速度并向微处理器发送；所述微处理器将各个时刻的各轴加速度通过计算得出蓝牙计步器携带者的步频，并根据预先设定的步长计算出步速；所述蓝牙芯片用于和主机建立蓝牙通信连接；微处理器通过蓝牙芯片将蓝牙计步器携带者的步频和步速数据发送给主机并在主机上显示。以上蓝牙计步器虽然能够将人们运动时的一些关键数据发送给智能手机，然而在实际的使用过程中还存在有一些不足之处：1、使用者在运动时还需要有额外的装备来携带这些用具，甚是不便；2、该种计步器依赖于加速度传感器对运动数据的采集，在人运动的过程中，其他手部或者身躯的动作都会对该加速度传感器造成错误计算，因而其计步结果受运动形态影响极大，往往会导致计步误差大。

技术实现要素：

本发明提供一种基于多组同步射频技术的智能鞋垫，其主要目的在于克服现有计步器需要有额外的装备来携带的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于多组同步射频技术的智能鞋垫，包括左鞋垫和右鞋垫以及一智能手机，所述左鞋垫包括EVA减震层、TPU防护层、开设于EVA减震层内的容置空间以及一安装于该容置空间内的第一计步装置，所述右鞋垫包括EVA减震层、TPU防护层、开设于EVA减震层内的容置空间以及一安装于该容置空间内的第二计步装置，所述第一计步装置包括第一蓄电池、第一微处理器、现场可编程门阵列电路、至少两个射频接受器以及一第一无线通讯单元，所述第二计步装置包括一第二蓄电池和射频发射器，所述第一微处理器、射频接受器与第一无线通讯单元均电连接于所述第一蓄电池，所述射频发射器电连接于所述第二蓄电池，所述智能手机内置有一第三无线通讯模块，所述第一无线通讯单元的使能端连接于所述第一微处理器，所述第一无线通讯单元的输出端连接于所述第三无线通讯模块，所述射频发射器的输出端均与各射频接受器的使能端相连，各射频接受器的输出端均电连接于所述现场可编程门阵列电路，所述现场可编程门阵列电路的输出端与所述第一微处理器的使能端相连。

进一步的，所述射频接受器设置有四个，该四个射频接受器均匀对称地布置于所述左鞋垫的EVA减震层或TPU防护层的两侧。

进一步的，所述现场可编程门阵列电路的频率为2GHz。

进一步的，各所述射频接受器的输出端均通过光纤电连接于所述现场可编程门阵列电路。

进一步的，所述第一微处理器为32位的ARM处理器。

进一步的，还包括一设置于左鞋垫的TPU防护层上的第一显示屏，该第一显示屏的使能端连接于所述第一微处理器的输出端。

进一步的，开始进行步伐计算时，每一射频接收器接收射频发射器所发出的位置讯号并同时对位置讯号作距离测距从而产生一测距讯号，之后现场可编程门阵列电路分别接收每一射频接收器的测距讯号，并将测距讯号作时间同步校正从而产生一同步测距讯号，所述第一微处理器根据该同步测距讯号进行计算，实时获得左鞋垫和右鞋垫的相对距离A，当该相对距离A 超出预先设定的阈值S，所述第一微处理器输出计步一次的指令信息依序经过通过第一无线通讯单元、第三无线通讯单元后转给智能手机，直到所述相对距离A 小于或者等于阈值S，所述第一微处理器重新进行步伐计算，当上述相对距离A 再次超出预先设定的阈值S，所述第一微处理器再次向智能手机输出计步一次的指令信息，该智能手机进行步伐数加一动作，之后第一微处理器根据相对距离A的变化依照上述动作进行循环计步，直到完成所有步伐计算工作。

进一步的，第一微处理器在计步过程中，也同时向第一显示屏输出计步一次的指令信息。

和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:

本发明结构简单、实用性强，通过设置在左鞋垫和右鞋垫的EVA减震层安装第一计步装置和第二计步装置，利用现场可编程门阵列 (Field Programmable Gate Array, FPGA)电路对射频接收器所接收的位置讯号作时间同步校正并且产生同步测距讯号，进而精准地达到同步测距的效果，第一微处理器可以通过计算获得其两个鞋垫的相对距离，由于人体在行走中，判断脚步的依据在于双脚分离一定距离后再接近然后再分离一定距离，因而可以通过在第一微处理器内设置阈值S，只有在两个鞋垫的相对距离超过该距离阈值后才计步一次，因而，本发明可以保证每次计步均是人体向前迈出一步的结果，因而可以极大地消除运动形态变化而引起的误差，能够保证计步的准确性和真实性。另外，本发明中跑步人员不需另行携带任何计步的工具，因为计步工具是内置在鞋垫内部，因而可充分改善携带其他计步工具的不便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的使用状态参考图。

图3为本发明的电路原理框图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

参照图1、图2和图3。一种基于多组同步射频技术的智能鞋垫，包括左鞋垫和右鞋垫以及一智能手机，所述左鞋垫包括EVA减震层2、TPU防护层1、开设于EVA减震层2内的容置空间3以及一安装于该容置空间3内的第一计步装置8，所述右鞋垫包括EVA减震层2、TPU防护层1、开设于EVA减震层2内的容置空间3以及一安装于该容置空间3内的第二计步装置9，所述第一计步装置8包括第一蓄电池80、第一微处理器81、现场可编程门阵列电路82、至少两个射频接受器83以及一第一无线通讯单元84，所述第二计步装置9包括一第二蓄电池90和射频发射器91，所述第一微处理器81、射频接受器83与第一无线通讯单元84均电连接于所述第一蓄电池80，所述射频发射器91电连接于所述第二蓄电池90，所述智能手机内置有一第三无线通讯模块，所述第一无线通讯单元84的使能端连接于所述第一微处理器81，所述第一无线通讯单元84的输出端连接于所述第三无线通讯模块，所述射频发射器91的输出端均与各射频接受器83的使能端相连，各射频接受器83的输出端均电连接于所述现场可编程门阵列电路82，所述现场可编程门阵列电路82的输出端与所述第一微处理器81的使能端相连。

参照图1、图2和图3。所述射频接受器83设置有四个，该四个射频接受器83均匀对称地布置于所述左鞋垫的EVA减震层2或TPU防护层1的两侧。

参照图1、图2和图3。所述现场可编程门阵列电路82的频率为2GHz。

参照图1、图2和图3。各所述射频接受器83的输出端均通过光纤电连接于所述现场可编程门阵列电路82。

参照图1、图2和图3。所述第一微处理器81为32位的ARM处理器。

参照图1、图2和图3。开始进行步伐计算时，每一射频接收器接收射频发射器91所发出的位置讯号并同时对位置讯号作距离测距从而产生一测距讯号，之后现场可编程门阵列电路82分别接收每一射频接收器的测距讯号，并将测距讯号作时间同步校正从而产生一同步测距讯号，所述第一微处理器81根据该同步测距讯号进行计算，实时获得左鞋垫和右鞋垫的相对距离A，当该相对距离A 超出预先设定的阈值S，所述第一微处理器81输出计步一次的指令信息依序经过通过第一无线通讯单元84、第三无线通讯单元后转给智能手机，直到所述相对距离A 小于或者等于阈值S，所述第一微处理器81重新进行步伐计算，当上述相对距离A 再次超出预先设定的阈值S，所述第一微处理器81再次向智能手机输出计步一次的指令信息，该智能手机进行步伐数加一动作，之后第一微处理器81根据相对距离A的变化依照上述动作进行循环计步，直到完成所有步伐计算工作。

和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:

本发明结构简单、实用性强，通过设置在左鞋垫和右鞋垫的EVA减震层2安装第一计步装置8和第二计步装置9，利用现场可编程门阵列 (Field Programmable Gate Array, FPGA)电路对射频接收器所接收的位置讯号作时间同步校正并且产生同步测距讯号，进而精准地达到同步测距的效果，第一微处理器81可以通过计算获得其两个鞋垫的相对距离，由于人体在行走中，判断脚步的依据在于双脚分离一定距离后再接近然后再分离一定距离，因而可以通过在第一微处理器81内设置阈值S，只有在两个鞋垫的相对距离超过该距离阈值后才计步一次，因而，本发明可以保证每次计步均是人体向前迈出一步的结果，因而可以极大地消除运动形态变化而引起的误差，能够保证计步的准确性和真实性。另外，本发明中跑步人员不需另行携带任何计步的工具，因为计步工具是内置在鞋垫内部，因而可充分改善携带其他计步工具的不便。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。