一种支持nfc刷卡的计步器设备及其数据传输方法

文档序号:6204887阅读:304来源:国知局
专利名称:一种支持nfc刷卡的计步器设备及其数据传输方法
技术领域
本发明涉及一种计步器设备,特别是一种支持NFC刷卡功能的计步器设备及其数据传输方法。
背景技术
随着社会的发展,计步器设备已经逐渐成为人们随身携带的物品。目前,现有计步器是通过获取用户的重力加速度信号,进一步通过处理分析重力加速度信号得到相应步数、路程和热量消耗数据,进一步将结果显示在显示器上,进一步将近期结果存储以便查询或者通过线缆、无线蓝牙传输到外部设备。然而现有计步器自身的数据存储能力有限,当需要长期存储数据时,则需要通过线缆与外部设备连接,将数据传输至外部设备,而线缆属于易失品,且连接不方便,使用效率比较低;当需要长期存储数据时,则需要通过无线蓝牙与外部设备连接,蓝牙模块成本相对较高,建立连接时间相对较长,功耗相对较大,需要配对的连接方式为用户带来诸多不便。因此,现有计步器设备存在有线传输效率低,使用不便的问题;无线蓝牙传输功耗较高,建立连接时间长,配对连接不快捷,成本相对较高的问题。以上问题制约了计步器的使用。

发明内容
本发明的目的是针对上述不足之处,提供一种支持NFC刷卡的计步器设备及其数据传输方法,采用NFC无线连接外部设备,如支持NFC的智能手机、读卡器等,实现数据上传并将数据存储记录在外部设备,以备用户随时查询。NFC (Near Field Communication)是短距离非接触式的一种通信方式,它结合了非接触式感应以及无线连接技术,作用于13.56Mhz频带,传输距离大约IOCM左右。传输速度目前为106Kbit/s、212Kbit/s或者424Kbit/s,将来可提高至IMb左右。它不仅符合 IS018092、IS021481、ECMA (340,352 以及 356)和 ETSI TS 102190 标准,而且与采用IS014443A、B标准广泛应用的非接触智能卡基础设备兼容。与其它短距离无线通信技术相t匕,NFC更安全,反应时间更短。一种支持NFC刷卡的计步器设备及其数据传输方法是采取以下技术方案实现的: 一种支持NFC刷卡的计步器设备包括计步器主体部分和外部存储部分,所述计步器主
体部分包括计步器本体、微处理器、重力加速度传感器、显示器、NFC模块及感应天线、存储模块和功能按键;重力加速度传感器、显示器、NFC模块及感应天线和存储模块设置在计步器本体内;所述功能按键设置在计步器本体上,控制该计步器设备的启动和停止;微处理器的输入端与功能按键相连;重力加速度传感器的输出端与微处理器的输入端相连;存储模块与微处理器相连;显示器的输入端与微处理器的输出端相连;所述NFC模块及感应天线的与微处理器相连。所述重力加速度传感器通过I2C串行总线与微处理器相连。所述NFC模块及感应天线通过数据接口和控制接口与微处理器相连,其中数据接口为UART接口或IIC接口 ;所述控制接口包括VEN接口、EVENT接口和中断请求接口,NFC模块能够支持卡模式、读模式和点对点模式,从而满足外部设备不需要配对即可进行通信的请求。所述的显示器采用IXD显示器。所述的NFC模块及感应天线采用市售的意法半导体专用NFC套件。所述的微处理器采用市售的MSP430处理器。所述的计步器本体为腕式、臂式和腰式。工作原理:一种支持NFC刷卡的计步器设备工作时,重力加速度传感器采集用户运动时的重力加速度信号数据,并将该信号数据通过IIC串行总线传输到微处理器,由微处理器对重力加速度信号数据进行重采样、滤波等预处理后,通过峰值检测方法判别运动步数,同时计算出路程和热量消耗等参数,将结果传输到存储模块进行存储,并将结果传输到显示器进行显示。当NFC模块及感应天线中的感应天线感应到支持NFC功能的外部设备时,进行连接,NFC模块及感应天线将连接请求发送给微处理器,微处理器读取存储模块中的记录数据,并通过NFC模块及感应天线以读卡模式无线传输到外部设备,从而实现数据的传输。所述的外部设备为支持NFC功能的智能手机、平板电脑或者NFC读卡器。一种支持NFC刷卡的计步器设备的数据传输方法,包括如下步骤:
O按下功能按键,启动计步器设备;
2)重力加速度传感器采集用户运动时的重力加速度信号数据,并将该信号数据通过IIC串行总线传输到微处理器;
3)微处理器对重力加速度信号数据进行重采样、滤波等预处理后,通过峰值检测方法判别运动步数,同时计算出路程和热量消耗等参数,将结果传输到存储模块进行存储,并将结果传输到显示器进行显示;
4)当NFC模块及感应天线中的感应天线感应到支持NFC功能的外部设备时,进行连
接;
5)NFC模块及感应天线将连接请求发送给微处理器,微处理器读取存储模块中的记录数据,并通过NFC模块及感应天线以读卡模式无线传输到外部设备。所述的外部设备为支持NFC功能的智能手机、平板电脑或者NFC读卡器。本发明一种支持NFC刷卡的计步器设备,在计步器主体部分设置NFC模块及感应天线,可以简单快捷的实现测量数据无线传输到外部支持NFC的设备上。具有以下优点:
(O由于采用了无线连接外部设备,实现数据上传和存储,因此本产品可以存储大量数据,针对用户的运动参数进行动态曲线图表显示和分析。(2)由于采用了 NFC无线技术,因此本产品功耗更低,抗干扰性更强,无需配对的连接方式更加方便快捷。( 3 )相比蓝牙连接方式,本产品的无线传输部分成本低廉、建立连接速度快、安全性高。


以下将结合附图对本发明作进一步说明:图1是本发明的工作原理框图。图中:1、计步器主体部分,1-1、计步器本体,1-2、微处理器,1-3、重力加速度传感器,1-4、显示器,1_5、NFC模块及感应天线,1-6、存储模块,1_7、功能按键,2、外部存储部分,2-1、外部设备。
具体实施例方式参照附图1,本发明一种支持NFC刷卡的计步器设备包括计步器主体部分I和外部存储部分3,所述计步器主体部分I包括计步器本体1-1、微处理器1-2、重力加速度传感器1-3、显示器1-4、NFC模块及感应天线1-5、存储模块1_6和功能按键1_7 ;重力加速度传感器1-3、显示器1-4、NFC模块及感应天线1-5和存储模块1_6设置在计步器本体1_1内;所述功能按键1-7设置在计步器本体1-1上,控制该计步器设备的启动和停止;微处理器1-2的输入端与功能按键1- 相连;重力加速度传感器1-3的输出端与微处理器1-2的输入端相连;存储模块1-6与微处理器1-2相连;显不器1-4的输入端与微处理器1-2的输出端相连;所述NFC模块及感应天线1-5的与微处理器1-2相连。所述重力加速度传感器1-3通过I2C串行总线与微处理器1-2相连。所述NFC模块及感应天线1-5通过数据接口和控制接口与微处理器1_2相连,其中数据接口为UART接口或IIC接口 ;所述控制接口包括VEN接口、EVENT接口和中断请求接口,NFC模块能够支持卡模式、读模式和点对点模式,从而满足外部设备不需要配对即可进行通信的请求。所述的显示器1-4采用IXD显示器。所述的NFC模块及感应天线1-5采用意法半导体专用NFC套件。所述的微处理器1-2采用市售的MSP430处理器。所述的计步器本体1-1为腕式、臂式和腰式。工作原理:一种支持NFC刷卡的计步器设备工作时,重力加速度传感器1-3采集用户运动时的重力加速度信号数据,并将该信号数据通过Iic串行总线传输到微处理器1-2,由微处理器1-2对重力加速度信号数据进行重采样、滤波等预处理后,通过峰值检测方法判别运动步数,同时计算出路程和热量消耗等参数,将结果传输到存储模块1-6进行存储,并将结果传输到显示器1-4进行显示。当NFC模块及感应天线1-5中的感应天线感应到支持NFC功能的外部设备2-1时,进行连接,NFC模块及感应天线1-5将连接请求发送给微处理器1-2,微处理器1-2读取存储模块1-6中的记录数据,并通过NFC模块及感应天线1_5以读卡模式无线传输到外部设备2-1,从而实现数据的传输。所述的外部设备2-1为支持NFC功能的智能手机、平板电脑或者NFC读卡器。一种支持NFC刷卡的计步器设备的数据传输方法,包括如下步骤:
O按下功能按键,启动计步器设备;
2)重力加速度传感器1-3采集用户运动时的重力加速度信号数据,并将该信号数据通过IIC串行总线传输到微处理器1-2 ;
3)微处理器1-2对重力加速度信号数据进行重采样、滤波等预处理后,通过峰值检测方法判别运动步数,同时计算出路程和热量消 耗等参数,将结果传输到存储模块1-6进行存储,并将结果传输到显示器1-4进行显示; 4)当NFC模块及感应天线1-5中的感应天线感应到支持NFC功能的外部设备2_1时,进行连接;
5)NFC模块及感应天线1-5将连接请求发送给微处理器1-2,微处理器1-2读取存储模块1-6中的记录数据,并通过NFC模块及感应天线1-5以读卡模式无线传输到外部设备2-1。所述的外部设备2-1为支持NFC功能的智能手机、平板电脑或者NFC读卡器。下面以臂式计步器为例进行说明。使用过程开始时,将本发明设备实施例佩戴在用户上臂,通过操作功能按键开启,用户即可开始运动计步监测。计步器通过重力加速度传感器1-3采集用户运动时的运动信号,通过IIC串行总线把数据传输到微处理器1-2,经过处理计算求得步数、距离和热量消耗;通过SPI接口把结果存储到存储模块1-6,同时在显示器1-4上以图文形式显示结果动态变化的结果;运动结束时,会把最终结果存储在存储模块1-6并在显示器1-4上显示最终运动结果。当运动结束或者多次运动后,可以通过支持NFC的外部设备2-1把储存模块1-6中的历史记录无线上传到外部设备2-1,进行长时间存储、比对、分析等操作。当支持NFC功能的设备,如智能手机、平板电脑、读卡器等,靠近计步器在有效范围内(小于10cm),历史记录会自动传输到外部设备2-1。可以快速的实现把存储在存储模块的测量数据记录上传到外部设备2-1,方便进行长时间的大量存储记录和运动参量的动态分析。这种传输方式方便快捷,功耗极低。最大限度的方便了用户,提高了用户体验。以上所述仅是本发明的实施方式之一,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种支持NFC刷卡的计步器设备,其特征在于:包括计步器主体部分和外部存储部分,所述计步器主体部分包括计步器本体、微处理器、重力加速度传感器、显示器、NFC模块及感应天线、存储模块和功能按键;重力加速度传感器、显示器、NFC模块及感应天线和存储模块设置在计步器本体内;所述功能按键设置在计步器本体上,控制该计步器设备的启动和停止;微处理器的输入端与功能按键相连;重力加速度传感器的输出端与微处理器的输入端相连;存储模块与微处理器相连;显示器的输入端与微处理器的输出端相连;所述NFC模块及感应天线的与微处理器相连。
2.根据权利要求1所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备,其特征在于:所述重力加速度传感器通过I2C串行总线与微处理器相连。
3.根据权利要求1所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备,其特征在于:所述NFC模块及感应天线通过数据接口和控制接口与微处理器相连,其中数据接口为UART接口或IIC接口 ;所述控制接口包括VEN接口、EVENT接口和中断请求接口,NFC模块能够支持卡模式、读模式和点对点模式。
4.根据权利要求1所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备,其特征在于:所述的显示器米用IXD显不器。
5.根据权利要求1所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备,其特征在于:所述的NFC模块及感应天线采用意法半导体专用NFC套件。
6.根据权利要求1所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备,其特征在于:所述的微处理器采用MSP430处理器。
7.根据权利要求1所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备,其特征在于:所述的计步器本体为腕式、臂式和腰式。
8.权利要求1所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备的数据传输方法,其特征在于,包括如下步骤: O按下功能按键,启动计步器设备; 2)重力加速度传感器采集用户运动时的重力加速度信号数据,并将该信号数据通过IIC串行总线传输到微处理器; 3)微处理器对重力加速度信号数据进行重采样、滤波等预处理后,通过峰值检测方法判别运动步数,同时计算出路程和热量消耗等参数,将结果传输到存储模块进行存储,并将结果传输到显示器进行显示; 4)当NFC模块及感应天线中的感应天线感应到支持NFC功能的外部设备时,进行连接; 5)NFC模块及感应天线将连接请求发送给微处理器,微处理器读取存储模块中的记录数据,并通过NFC模块及感应天线以读卡模式无线传输到外部设备。
9.根据权利要求8所述的一种支持NFC刷卡的计步器设备的数据传输方法,其特征在于:所述的外部设备为支持NFC功能的智能手机、平板电脑或者NFC读卡器。
全文摘要
本发明涉及一种计步器设备,特别是一种支持NFC刷卡功能的计步器设备及其数据传输方法。包括计步器主体部分和外部存储部分,所述计步器主体部分包括计步器本体、微处理器、重力加速度传感器、显示器、NFC模块及感应天线、存储模块和功能按键;重力加速度传感器、显示器、NFC模块及感应天线和存储模块设置在计步器本体内;所述功能按键设置在计步器本体上,控制该计步器设备的启动和停止;微处理器的输入端与功能按键相连;重力加速度传感器的输出端与微处理器的输入端相连;存储模块与微处理器相连;显示器的输入端与微处理器的输出端相连;所述NFC模块及感应天线的与微处理器相连。
文档编号G01C22/00GK103148863SQ20131007240
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者潘日劲, 沈盟, 阮明浩 申请人:南京中科盟联信息科技有限公司
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