一种无线充电体重监测智能鞋系统的制作方法

本实用新型涉及一种无线充电体重监测智能鞋系统，属于智能穿戴设备领域。

背景技术：

随着智能穿戴设备的兴起，智能鞋逐渐进入人们的视野中，在传统鞋子上加入计步、定位和矫正运动姿势等功能，使传统鞋子智能化，为人们的生活带来便利。

目前，随着生活水平的不断提升，人们对健康生活的要求也逐渐提高，体重作为衡量健康的标准之一，广泛引起人们的关注。在日常生活中，人们通常需要通过购买电子秤来测量体重，而且常常是受到地点限制。如果在人们日常必需品——鞋子中加入体重监测功能，将满足人们实时测量体重的要求，具有经济、方便、快捷的优点。

此外，现有的智能鞋普遍采用不可更换电池、可更换电池或有线充电的供电方式。就采用不可更换电池的智能鞋而言，一旦电池的电量耗尽，智能鞋将失去智能性，与普通鞋子毫无差异；就采用可更换电池的智能鞋而言，更换电池往往比较复杂，且从长期来看，更换电池费用较大；就采用有线充电的智能鞋而言，虽然避免了电池更换的缺点，但其充电接口容易使灰尘和水进入，造成电路损坏，进而失去了智能性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有智能鞋无体重监测功能的问题，并针对现有不可更换电池、可更换电池或有线充电类型的智能鞋的缺点，提出一种低功耗的无线充电体重监测智能鞋系统。

一种无线充电体重监测智能鞋系统，无线充电体重监测智能鞋系统包括：智能鞋，用户终端；

其中，所述的智能鞋包括鞋本体和无线充电体重监测模块，

其中，所述的无线充电体重监测模块包括DA14580控制与通信电路、压力信号采集电路和电源与无线充电电路，所述的用户终端通过蓝牙与所述的智能鞋进行通信；

其中，所述的DA14580控制与通信电路对外围输入电路进行识别以及对输出电路进行控制，实现对压力值的预处理和蓝牙无线数据传输控制，所述的压力信号采集电路和电源与无线充电电路均连接所述的DA14580控制与通信电路；

其中，所述的DA14580控制与通信电路包括DA14580芯片、W25X20CL芯片、天线、晶振，所述的W25X20CL芯片、天线、晶振均连接所述的DA14580芯片；

其中，所述的DA14580芯片作为主控器控制压力信号的采集、储存和传输，所述的DA14580芯片内部集成Cortex M0处理器、BLE内核和高速低功耗的10位GPADC（General Purpose Analog-to-Digital Converter）。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的无线充电体重监测智能鞋系统，分为智能鞋和用户终端，其中，智能鞋包括鞋本体和无线充电体重监测模块，且无线充电体重监测模块包括DA14580控制与通信电路、压力信号采集电路和电源与无线充电电路；压力信号采集电路将用户脚部的压力值模拟量采集，DA14580控制与通信电路对压力值模拟量转换成数字量存储到Flash中，当用户终端发出体重监测或运动状态分析的指令时，DA14580控制与通信电路通过蓝牙将压力数据传输到用户终端，用户终端对压力数据分析计算得出体重或运动状态。

本实用新型提出的无线充电体重监测智能鞋，与普通的电子秤相比，具有经济、方便、快捷等优点；与其他智能鞋相比，本智能鞋具有体重测量的功能，满足人们随时随地称量体重的需求，同时，采用无线充电的供电方式，使智能鞋的使用寿命增加。为降低功耗，将无线充电体重监测智能鞋的工作模式分为两种：空闲模式和工作模式，当用户未穿智能鞋时，智能鞋处于空闲模式，此时系统消耗的电量极低；当用户穿智能鞋时，智能鞋处于工作模式，实现压力信号测量的功能。本智能鞋尤其适用于对健康、体重较关注或运动、健身的人群，可满足该人群随时测量体重的需求，给用户带来全新的运动、生活体验。

附图说明

图1为本实用新型涉及的无线充电体重监测智能鞋系统的组成结构图。

图2为本实用新型涉及的智能鞋结构组成示意图。

图3为本实用新型涉及的压力信号采集电路的电路图。

图4为本实用新型涉及的Flash芯片、天线、晶振和DA14580芯片连接处电路关系的电路图。

图5为本实用新型涉及的电源与无线充电电路的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的无线充电体重监测智能鞋系统，结合图1所示，无线充电体重监测智能鞋系统包括：

智能鞋，用于采集穿戴者脚部的压力值，并将压力值通过蓝牙传送到用户终端，

用户终端，用于将智能鞋发送的压力值进行算法计算，得到体重值、运动状态和运动量，结合用户的食物摄入量，计算出饮食热量；

智能鞋包括鞋本体和无线充电体重监测模块，如图2所示，无线充电体重监测模块可安装于智能鞋鞋底凹槽中，该凹槽的位置及形状根据人体脚掌在鞋底的施力情况设计，并且保证无线充电体重监测模块更换方便；

无线充电体重监测模块包括DA14580控制与通信电路、压力信号采集电路和电源与无线充电电路；

DA14580控制与通信电路，用于对外围输入电路进行识别以及对输出电路进行控制，实现对压力值预处理和蓝牙无线数据传输控制，

压力信号采集电路，用于通过FSR（Force Sensing Resistor）薄膜压力传感器采集穿戴者脚部压力值，

电源与无线充电电路，用于通过电磁感应的无线充电方式对锂电池进行充电，锂电池提供智能鞋内部电路所需电能；

用户终端由智能手机构成，

智能手机，通过算法分析智能鞋传输来的用户稳定站立时的压力数据，得到用户的体重值，实现体重监测功能；将智能鞋传输来的用户运动时的压力数据进行分析，得到用户的运动状态，根据运动状态统计出运动量，根据运动量计算出用户所消耗的热量；根据用户每日输入的饮食摄入量进行计算，得到用户的饮食热量值。

具体实施方式二：与具体实施方式一不同的是，本实施方式的无线充电体重监测智能鞋系统，所述的压力信号采集电路，如图3所示，压力信号采集电路包括FSR402薄膜压力传感器、MCP6004芯片和MAX8515A芯片，4片FSR402薄膜压力传感器的一端接地，另一端除分别与MCP6004芯片的INA-、INB-、INC-、IND-引脚连接外，还分别和电阻R26、R27、R35、R31串联与MCP6004芯片的OUTA、OUTB、OUTC、OUTD引脚相连，MCP6004芯片的INA+引脚与MAX8515A芯片U5的OUT脚连接，且与一端接地的电容C21并联，

MAX8515A芯片U5的OUT引脚与FB引脚之间串联电阻R21，电阻R22一端接地，另一端与MAX8515A芯片U5的FB引脚连接，电阻R20一端与VCC连接，另一端与MAX8515A芯片U5的OUT引脚连接，

MAX8515A芯片U5的IN引脚与VCC连接，

MAX8515A芯片U5的IN、PGND引脚之间串联电容C20，

MAX8515A芯片U5的PGND、GND引脚串联接地，

MAX8515A芯片U6、U7、U8与U5的引脚连接方式相同，

MCP6004芯片的OUTA、OUTB、OUTC、OUTD引脚分别与DA14580芯片的P1_0、P1_3、P1_2、P1_1引脚连接，将采集到的压力信号传输给DA14580控制与通信电路。

具体实施方式三：与具体实施方式一、二不同的是，本实施方式的无线充电体重监测智能鞋系统，所述的DA14580控制与通信电路包括：

W25X20CL芯片，用于存储压力信号采集电路采集的压力数据，

天线，用于蓝牙数据传输，

晶振CRY3、CRY1，用于DA14580芯片的睡眠、唤醒模式时钟与蓝牙数据传输时钟，分别为32KHz、16MHz，

共用的DA14580控制与通信电路的DA14580芯片，用于控制压力信号的采集、储存和传输，

DA14580芯片内部集成Cortex M0处理器、BLE内核和高速低功耗的10位GPADC；

如图4所示，DA14580芯片的P0_2、P0_3、P0_4、P0_5引脚分别与W25X20CL芯片的、DO、CLK、DI引脚相连，电阻R1一端与V_BLE连接，另一端与W25X20CL芯片的引脚连接，电阻R2、R3一端接地，另一端分别与W25X20CL芯片的DI、CLK引脚连接，W25X20CL芯片的、VCC引脚与V_BLE连接，W25X20CL芯片的GND引脚接地，W25X20CL芯片的引脚与VCC引脚串联，且与电容C1串联接地，

DA14580芯片RFIOp引脚与天线A1的1脚串联电阻R4，天线A1的2脚接地，

DA14580芯片XTAL16Mm、XTAL16Mp引脚与晶振CRY1的1、3引脚直接相连，晶振CRY1的2、4引脚直接接地，

DA14580芯片XTAL32Km引脚与XTAL32Kp引脚之间串联晶振CRY3。

具体实施方式四：与具体实施方式三不同的是，本实施方式的无线充电体重监测智能鞋系统，所述的电源与无线充电电路包括：

接收线圈P2，用于接收无线充电器发射端的电磁场，

BQ51013B芯片，用于AC/DC电源转换和Qi通信协议控制，是低功耗无线充电控制芯片，

电源端口CON1；用于为锂电池充电或为系统提供电能；

如图5所示，接收线圈P2的1引脚与BQ51013B芯片的AC2引脚连接，电容C16、C17、C18并联，且一端与接收线圈P2的2引脚连接，另一端与BQ51013B芯片的AC1引脚连接，

BQ51013B芯片的AC1、AC2引脚之间跨接电容C11，电容C11与电容C12并联，

BQ51013B芯片的BOOT2引脚与接收线圈P2的1引脚串联电容C13，

BQ51013B芯片的CLMP2引脚与接收线圈P2的1引脚串联电容C14，电容C14与电阻R11并联，

BQ51013B芯片的COM2引脚与接收线圈P2的1引脚串联电容C15，

BQ51013B芯片的BOOT1、AC1引脚之间串联电容C10，

BQ51013B芯片的CLMP1、AC1引脚串联电容C9，电容C9与电阻R9并联，

BQ51013B芯片的COM1、AC1引脚串联电容C8，

BQ51013B芯片的AD、PGND、EN1/TERM、PGND2引脚接地，

BQ51013B芯片的ILIM引脚与VOUT之间串联电阻R6、R7，电阻R7的一端连接VOUT，另一端除与电阻R6的一端连接外，还与BQ51013B芯片的FOD引脚相连，

BQ51013B芯片的FOD引脚串联电阻R8与VRECT连接，电阻R8的一端连接VRECT，另一端除与电阻R7的一端连接外，还与BQ51013B芯片的FOD引脚连接，电阻R5一端与BQ51013B芯片的FOD引脚连接，另一端接地，且与电容C7并联，

BQ51013B芯片的EN2引脚串联电阻R3与VOUT连接，电阻R4的一端与BQ51013B芯片的EN2引脚连接，另一端接地，

BQ51013B芯片的TS-CTRL引脚串联电阻R2接地，

BQ51013B芯片的OUT引脚与VOUT连接，

BQ51013B芯片的RECT引脚与VRECT连接，电阻R1与电容C1、C2、C3并联，且电阻R1一端与BQ51013B芯片的RECT引脚连接，另一端接地，

电源端口CON1的1引脚与VOUT连接，

电源端口CON1的2引脚接地，

电源端口CON1的1、2引脚之间串联电容C4，电容C4与电容C5、C6并联。