一种基于脉搏传感器的光立方控制系统及光立方控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于脉搏传感器的光立方控制系统及光立方控制方法，属于光立 方控制领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，许多广场或购物中心都会放置大型由多个LED灯组成的光立方，这种光 立方一般用于播放预先设置的动画、广告或公益短片，应用场景单一，无法给人以人机互动 感，形成光电资源浪费。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于脉搏传感器的光立方控制系统 及光立方控制方法，利用脉搏传感器采集脉搏信号，将脉搏信号通过光立方展示，并将数据 上传至服务器进行匹配，能够提供一种新的人机互动方式。
[0004] 本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种基于脉搏传感器的光 立方控制系统，包括脉搏传感器和通过信号处理电路与之连接的处理器，所述处理器分别 与光立方和音频模块连接，所述光立方为由27个以上LED灯组成的立方体；所述处理器通 过DP83848VYB以太网物理层收发芯片连接于RJ45接头，RJ45接头再通过网线与用于存储 用户信息的服务器连接；所述用户信息包括用户名、性别和IP地址；所述服务器通过无线 网络与移动设备通信。
[0005] 所述光立方为由1000X1000X1000个LED灯组成的立方体。
[0006] 所述处理器采用ARM主控处理器。
[0007] 所述移动设备为智能手机。
[0008] 本发明还提供了一种基于脉搏传感器的光立方控制方法，具体包括以下步骤：
[0009] (1)利用移动设备登陆服务器进行注册，将用户信息保存至服务器，所述用户信息 包括用户名、性别和IP地址；
[0010] (2)利用脉搏传感器采集脉搏信号并将采集到的脉搏信号转换为模拟电压信号， 模拟电压信号通过信号处理电路转换为矩形波信号传输至处理器，处理器对矩形波信号进 行处理，根据以下公式得到心率：
[0011]
【主权项】
1. 一种基于脉搏传感器的光立方控制系统，包括脉搏传感器和通过信号处理电路与 之连接的处理器，其特征在于：所述处理器分别与光立方和音频模块连接，所述光立方为由 27个以上LED灯组成的立方体；所述处理器通过DP83848VYB以太网物理层收发芯片连接 于RJ45接头，RJ45接头再通过网线与用于存储用户信息的服务器连接；所述用户信息包括 用户名、性别和IP地址；所述服务器通过无线网络与移动设备通信。
2. 根据权利要求1所述的基于脉搏传感器的光立方控制系统，其特征在于：所述光立 方为由1000X1000X1000个LED灯组成的立方体。
3. 根据权利要求1所述的基于脉搏传感器的光立方控制系统，其特征在于：所述处理 器采用ARM主控处理器。
4. 根据权利要求1所述的基于脉搏传感器的光立方控制系统，其特征在于：所述移动 设备为智能手机。
5. -种基于权利要求1所述系统的光立方控制方法，其特征在于具体包括以下步骤： (1) 利用移动设备登陆服务器进行注册，将用户信息保存至服务器，所述用户信息包括 用户名、性别和IP地址； (2) 利用脉搏传感器采集脉搏信号并将采集到的脉搏信号转换为模拟电压信号，模拟 电压信号通过信号处理电路转换为矩形波信号传输至处理器，处理器对矩形波信号进行处 理，根据以下公式得到心率：
其中，rate为心率，其单位为次/分，T为设置时间段内没矩形波信号相邻两次上升沿 间隔时间的平均值；根据以下公式计算矩形波占空比：
其中，ratio为矩形波占空比； (3) 处理器根据矩形波信号，在设置时间段内驱动光立方三维动态地显示心脏搏动， 驱动音频模块播放心脏跳动的音效，并将设置时间段内的心率和矩形波占空比上传至服务 器； (4) 服务器将不同处理器上传的心率和矩形波占空比进行存储，对各处理器上传的心 率和矩形波占空比进行处理，其中，每两个处理器上传的心率和矩形波根据以下公式计算 得到方差： 〇 = (ratel_rate2) 2+(ratiol_ratio2)2 其中，ratel和ratiol为一个处理器上传的心率和矩形波占空比，rate2和ratio2为 另一个处理器上传的心率和矩形波占空比； 对所有处理器上传的心率和矩形波占空比计算得到方差后排序，方差最小的2个处理 器对应的用户为匹配用户。
6. 根据权利要求5所述的光立方控制方法，其特征在于：步骤（4)之后，将匹配到的相 似的心率特征函数所属的用户互为匹配用户，将匹配用户的个人信息分别通过无线网络发 送至匹配用户的移动设备，移动设备接收服务器发送的个人信息，并通过移动设备确认是 否添加对方用户为好友，若确认添加，则移动设备通过无线网络向服务器发送确认请求，月艮 务器在用户信息中将对方的用户名添加入好友列表。
7. 根据权利要求5所述的光立方控制方法，其特征在于：步骤（2)和步骤（3)所述的 设置时间段为30秒。
8. 根据权利要求5所述的光立方控制方法，其特征在于：当脉搏传感器未采集到脉搏 信号时，处理器驱动光立方显示在其内存储的广告，并且驱动音频模块播放音乐。
【专利摘要】本发明一种基于脉搏传感器的光立方控制系统，包括脉搏传感器和通过信号处理电路与之连接的处理器，所述处理器分别与光立方和音频模块连接，所述光立方为由27个以上LED灯组成的立方体；所述处理器通过DP83848VYB以太网物理层收发芯片连接于RJ45接头，RJ45接头再通过网线与用于存储用户信息的服务器连接；所述用户信息包括用户名、性别和IP地址；所述服务器通过无线网络与移动设备通信。发明同时提供了一种光立方控制方法，能够实现脉搏信号采集、脉搏信号处理、以及根据脉搏信号对光立方进行控制。
【IPC分类】G09F9-33, G09F27-00, A61B5-02
【公开号】CN104575340
【申请号】CN201510036206
【发明人】杜坤, 吕琳, 程卓
【申请人】中国地质大学（武汉）
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月26日