一种适用于中老年人的跑步装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及了锻炼设备领域，尤其涉及了一种适用于中老年人的跑步装置。本发明公开的一种适用于中老年人的跑步装置由外壳进行封装，主机单片机、无线接收模块、语音播放控制模块内置于外壳，LED连接电路、蜂鸣器电路、USB电源模块、键盘模块、液晶显示模块设置于外壳表面；所述外壳设置有手环，所述单触摸键采集模块内置于手环；还包括腿环，所述从机单片机、MPU6050采集模块以及无线发送模块内置于腿环内。该跑步装置解决当前计步器无警报提醒、安全的问题，实现实时液晶显示和语音提示，同时设计简单、携带方便、成本低，适用于中老年人跑步锻炼。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及了锻炼设备领域，尤其涉及了一种适用于中老年人的跑步装置。 一种适用于中老年人的跑步装置
【背景技术】
[0002] 当前的电子计步器，人们通过采用行走传感器或者手持打开的计步软件的手机对 用户的行走进行探测而进行用户的步数测量。这类电子计步器由于采用钟摆传感器，能够 在正常行走中对步数进行测量，在该正常步行中，用户在行走的同时自然的摇摆手臂。然 而，在用户将手臂固定在预定位置为没有摇摆手臂时，则不能对步数进行测量。
[0003] 而且，由于空气环境的污染问题，以及人们长期生活在室内，跑步锻炼成为各个年 龄段的所必须的运动，而当前的计步器没有预警的功能，没有对高血压或者心脏病的中老 年人进行警报提醒的功能，这样中老年人进行跑步运动时，极易出现安全问题。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的就在于提供了一种适用于中老年人的跑 步装置，解决当前计步器无警报提醒、安全的问题，实现实时液晶显示和语音提示，同时设 计简单、携带方便、成本低，适用于中老年人跑步锻炼。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种适用于中老年人的跑 步装置，包括主机单片机、无线接收模块、液晶显示模块、语音播放控制模块、LED连接电路、 蜂鸣器电路、单触摸键采集模块、键盘模块以及外壳，所述主机单片机与无线接收模块、液 晶显示模块、语音播放控制模块、单触摸键采集模块、LED连接电路、蜂鸣器电路以及键盘模 块相连，所述语音播放控制模块包括USB电源模块；还包括从机单片机、MPU6050采集模块 以及无线发送模块，所述从机单片机与MPU6050采集模块以及无线发送模块相连；所述跑 步装置由外壳进行封装，主机单片机、无线接收模块、语音播放控制模块内置于外壳，LED连 接电路、蜂鸣器电路、USB电源模块、键盘模块、液晶显示模块设置于外壳表面；所述外壳设 置有手环，所述单触摸键采集模块内置于手环；还包括腿环，所述从机单片机、MPU6050采 集模块以及无线发送模块内置于腿环内。
[0006] 作为一种优选方案，所述主机单片机、第一从机单片机采用的是MSP430系列单片 机，MSP430系列单片机是一种16位超低功耗的混合信号处理器，称之为混合信号处理器。 该单片机的电源电压采用1.8~3.6V低电压，RAM数据保持方式下耗电仅0. luA，活动模式 耗电250pA / MIPS，10输入端口的漏电流最大仅50nA;其具有独特的时钟系统，包括两个 不同的时钟系统：基本时钟系统和DC0数字振荡器时钟系统；根据系统运行时使用的功能 模块不同，芯片的功耗有明显的差异，从而将系统设计为活动模式（AM)和5种低功耗模式 (LPM(TLPM4) ;MSP430系列单片机用中断请求将CPU唤醒只要6us，既以降低系统功耗，又可 以对外部事件请求作出快速响应，另外系统具有强大的处理能力、高性能模拟技术及丰富 的片上外围模块、稳定的工作系统、方便高效的开发环境等优点。
[0007] 作为一种优选方案，所述液晶显示模块为IXD12864液晶显示屏，实时进行显示跑 步装置计步结果以及脉搏数，方便中老年人查看。
[0008] 作为一种优选方案，所述语音播放控制模块为MP3 - FLASH - 16P语音模块，该 MP3 - FLASH - 16P语音模块集成了 MP3、WAV的硬解码，同时以SPIFLASH作为存储介质 即可完成语音播放等功能；另外该模块也集成了 3瓦的功放，外接喇叭即可播放，而且支持 10段语音的指定触发播放和音量可调节的播放。
[0009] 作为一种优选方案，所述单触摸键采集模块采用TTP223-BA6芯片，TTP223-BA6是 触摸键检测1C，提供1个触摸键。触摸检测1C是为了用可变面积的键的广泛使用而设计的， 具有低功耗和宽工作电压的特点，适用于低功耗的手持设备。其中，人体触摸检测稳定，在 跑步装置等人体触摸的体育器材中，可以持续，稳定的工作。另外，上电之后仅需要约0. 5s 的稳定时间，灵敏度可调节。因此综合成本低、小巧、性能稳定，非常适用于该跑步装置。
[0010] 作为一种优选方案，所述MPU6050信号采集模块采用MPU6050芯片，该MPU6050芯 片综合了加速度传感器以及角速度传感器。当中老年人进行跑步运动时，MPU6050芯片可以 采集中老年人跑步时人体腿部倾角及其变化速率的实时数据，作为跑步计步判决的依据。 [0011] 作为一种优选方案，所述无线接收模块、无线发送模块采用NRF24L01芯片，所 述NRF24L01芯片系统工作电压为1.9 - 3. 6V，待机模式下状态为22uA，掉电模式下为 900nA，最高工作速率2Mbps，高效GFSK调制，抗干扰能力强。内置专门稳压电路，使用各种 电源包括DC/DC开关电源均有很好的通信效果。
[0012] 与现有技术相比，本发明的有益效果： 1. 利用传感器采集腿部位置数据和手腕处的脉搏跳动，从而提高计步判决准确性以 及采集脉搏数，并采用液晶实时显示锻炼结果； 2. 通过语音模块完成语音提示和音乐播放的功能，使中老年人身心放松，增加锻炼趣 味性，并且当脉搏数超过一定值时，给予警报，实现人机互动的目的； 3. 该跑步装置体积小、质量轻、携带方便，中老年人可以随时随地进行跑步锻炼。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1为本发明的结构示意图； 图2为本发明的主机系统结构框图； 图3为本发明的从机系统结构框图； 图4为主机单片机模块电路原理图； 图5为液晶显旲块电路原理图； 图6为语音播放控制模块电路原理图； 图7为LED连接电路电路原理图； 图8为蜂鸣器电路电路原理图； 图9为单触摸键采集模块电路原理图； 图10为键盘模块电路原理图； 图11为USB电源模块电路原理图； 图12为MPU6050采集模块电路原理图； 图13为无线接收模块、无线发送模块电路原理图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步说明。
[0015] 实施例： 如图1、图2、图3所示，一种适用于中老年人的跑步装置，包括主机单片机、无线接收模 块、液晶显示模块、语音播放控制模块、LED连接电路、蜂鸣器电路、单触摸键采集模块、键盘 模块以及外壳1，所述主机单片机与无线接收模块、液晶显示模块、语音播放控制模块、单触 摸键采集模块、LED连接电路、蜂鸣器电路以及键盘模块相连，所述语音播放控制模块包括 USB电源模块；还包括从机单片机、MPU6050采集模块以及无线发送模块，所述从机单片机 与MPU6050采集模块以及无线发送模块相连；所述跑步装置由外壳1进行封装，主机单片 机、无线接收模块、语音播放控制模块内置于外壳，LED连接电路、蜂鸣器电路、USB电源模 块、键盘模块、液晶显示模块设置于外壳1表面；所述外壳1设置有手环2,所述单触摸键采 集模块内置于手环2 ;还包括腿环3,所述从机单片机、MPU6050采集模块以及无线发送模块 内置于腿环3内。
[0016] 主机单片机采用的是MSP430系列单片机，其具体电路原理图如图4所示； 液晶显示模块为IXD12864液晶显示屏4,其电路原理图如图5所示。
[0017] 语音播放控制模块为MP3 - FLASH - 16P语音模块，所述语音播放控制模块的电 路原理图如图6所示。还包括USB电源模块，其电路原理图如图11所示。
[0018] 主机单片机连接有如图7所示的LED连接电路以及如图8所示的蜂鸣器电路。
[0019] 单触摸键采集模块采用TTP223-BA6芯片，所述TTP223-BA6芯片的电路原理图如 图9所示。
[0020] 键盘模块的电路原理图如图10所示。
[0021] MPU6050信号采集模块采用MPU6050芯片，该MPU6050芯片的电路原理图如图12 所示。
[0022] 无线接收模块和无线发送模块采用NRF24L01芯片，其电路原理图如图13所示。
[0023] 具体实施时，将手环2带入手腕脉搏处，腿部膝盖处带上腿环3,当中老年人打开 系统的电源开关和采集开关便可以进行跑步锻炼，此时通过键盘模块设置的按键8,系统可 自动报数或者播放音乐，并在屏幕显示步数，同时单触摸键采集模块采集脉搏的跳动，并在 屏幕显示脉搏数，当脉搏数超过设定的安全数值时，LED连接电路的指示灯5点亮，蜂鸣器 模块的扬声器6进行发声提醒中来年人停止跑步，所述USB电源模块进行供电，设置有USB 插孔7。
[0024] 最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方 案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而 不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1. 一种适用于中老年人的跑步装置，其特征在于：包括主机单片机、无线接收模块、液 晶显示模块、语音播放控制模块、LED连接电路、蜂鸣器电路、单触摸键采集模块、键盘模块 以及外壳（1)，所述主机单片机与无线接收模块、液晶显示模块、语音播放控制模块、单触 摸键采集模块、LED连接电路、蜂鸣器电路以及键盘模块相连，所述语音播放控制模块包括 USB电源模块；还包括从机单片机、MPU6050采集模块以及无线发送模块，所述从机单片机 与MPU6050采集模块以及无线发送模块相连；所述跑步装置由外壳（1)进行封装，主机单片 机、无线接收模块、语音播放控制模块内置于外壳（1)，LED连接电路、蜂鸣器电路、USB电源 模块、键盘模块、液晶显示模块设置于外壳（1)表面；所述外壳（1)设置有手环（2)，所述单 触摸键采集模块内置于手环（2);还包括腿环（3)，所述从机单片机、MPU6050采集模块以及 无线发送模块内置于腿环（3)内。
2. 根据权利要求1所述的一种适用于中老年人的跑步装置，其特征在于：所述主机单 片机、第一从机单片机采用的是MSP430系列单片机。
3. 根据权利要求1所述的一种适用于中老年人的跑步装置，其特征在于：所述液晶显 示模块为IXD12864液晶显示屏（4)。
4. 根据权利要求1所述的一种适用于中老年人的跑步装置，其特征在于：所述语音播 放控制模块为MP3 - FLASH - 16P语音模块。
5. 根据权利要求1所述的一种适用于中老年人的跑步装置，其特征在于：所述单触摸 键采集模块采用TTP223-BA6芯片。
6. 根据权利要求1所述的一种适用于中老年人的跑步装置，其特征在于：所述MPU6050 信号采集模块采用MPU6050芯片。
7. 根据权利要求1所述的一种适用于中老年人的跑步装置，其特征在于：所述无线接 收模块、无线发送模块采用NRF24L01芯片。
【文档编号】A63B71/00GK104055494SQ201410278599
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】张新瑜 申请人:张新瑜