一种手机计步系统及方法与流程

本发明涉及一种手机，尤其涉及一种手机计步系统及方法。

背景技术：

步行是一种简便有效的运动，计步器是一种可以记录每日步行的总步数、有效步数、有效时间、消耗卡路里、消耗脂肪量、历史记录的简单仪器，可以使使用者直观的看到经过一段步行后有关运动的各种数据。

手机具有cpu、存储器、显示器及键盘等部件，可以传输声音、文字、图像等各种信息，已经成为当今主要的通讯工具。但是现有的手机并不具备计步测量的功能，以至于人们并不能通过手机计算出每天需要消耗的热量大卡值以及所需的步行数量或距离，不能够通过手机清楚的统计出每天运动量的多少，因此，就不能够有的放矢地进行锻炼。同时携带计步器和手机给使用者带来不便。

授权公告号cn2874950y，授权公告日2007年2月28日的实用新型专利公开了一种具有计步功能的手机。包括cpu、与cpu相接有存储器、显示器及键盘，与cpu还相接有电子计步器。通过将电子计步器集成到手机上，在不影响手机正常使用的同时，可以将每天需要消耗热量的标准值存储在存储器中，同时记录步行或跑步运动结果，并在显示器上显示出来。

申请公布号cn103997572a，申请公布日2014年8月20日的发明专利申请公开了一种基于手机加速度传感器数据的计步方案和装置。通过手机自带的加速度传感器采集大量的不同环境，不同使用者的数据，以此数据为样本进行数据的处理，获取数据的特征建立数学模型，然后根据该数据模型测试不同状态下计步的准确率，从而达到准确计步的效果。

现有技术中基于手机的计步系统如图1所示，其计步传感器装置与手机cpu连接，通过手机cpu为计步传感器供电。因此，首先需要手机开机，并且手机cpu开始运行之后计步传感器才能正常工作。而计步传感器的计算结果也需要通过手机cpu写入手机存储器进行存储。因此，手机被用户人为关机或者手机没电主动关机时，计步传感器器是没有办法工作的。

基于现有技术的手机计步系统，手机关机状态下用户的行走步数没有被统计并计入总步数，即使采用诸如cn103997572a的计步方案将计步数据的统计提高的再精确，也会由于关机时间段内步数数据的缺失导致当天的计步不准确。那么手机上基于用户行走步数的热量消耗计算、报警提醒、健康评估等等都显得没有意义。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题，提出一种手机计步系统，其包括计步传感模块、供电模块、计步处理模块、存储模块；在手机关机状态下：所述供电模块为所述计步传感模块、所述计步处理模块和所述计步存储模块供电，所述计步处理模块根据来自所述计步传感模块的检测数据计算关机步数并将所述关机步数存储至所述存储模块的非易失性存储单元；在手机开机以后，手机处理器读取所述存储模块中存储的所述关机步数并且更新用户的行走步数。

作为优选，所述供电模块包括备用电池；所述备用电池能够通过手机电池充电，并且所述备用电池在手机电池无法供电时为所述计步传感模块、所述计步处理模块和所述计步存储模块供电。

作为优选，所述供电模块包括分压单元、切换单元；所述切换单元包括连接所述分压单元的第一输入端、连接所述备用电池的第二输入端、控制输入端，所述分压单元用于将来自所述手机电池的高压电源转换为低压电源输出至所述第一输入端；所述切换单元根据所述控制输入端输入的控制信号，将所述第一输入端或所述第二输入端输入的电源输出。

作为优选，所述切换单元在所述控制输入端输入高电平时，输出所述第二输入端的电源；所述切换单元在所述控制输入端输入低电平时，输出所述第一输入端的电源；所述备用电池连接至所述控制输入端。

作为优选，所述计步处理模块根据手机的实时时钟模块输入的时间信息，在实时时间为24点时清零所述关机步数；所述供电模块在手机关机状态下为所述实时时钟模块供电。

作为优选，所述计步处理模块根据来自所述计步传感模块的检测数据计算关机步数并将所述关机步数和记录时间存储至所述存储模块的非易失性存储单元；所述手机处理器在手机开机以后读取所述存储模块中存储的所述关机步数，如果实时时间和所述记录时间之间没有跨越24点，则将所述关机步数与用户的行走步数相加作为用户新的行走步数；如果实时时间和所述记录时间之间跨越了24点，则将所述关机步数作为用户新的行走步数。

本发明还提供了一种适用于上述手机计步系统的手机计步方法，其特征在于，包括：

步骤s01，在手机关机状态下，所述计步处理模块根据来自所述计步传感模块的检测数据计算关机步数并将所述关机步数存储至所述存储模块的非易失性存储单元；

步骤s02，手机开机以后，所述手机处理器读取所述存储模块中存储的所述关机步数并且更新用户的行走步数。

作为优选，本发明还包括步骤s03，在手机开机状态下，所述手机处理器根据来自所述计步传感模块的检测数据计算并存储用户的行走步数。

作为优选，所述步骤s01中，所述计步处理模块根据手机的实时时钟模块输入的实时时间，在实时时间为24点时清零所述关机步数。

作为优选，所述步骤s01中，所述计步处理模块将所述关机步数和记录时间存储至所述存储模块的非易失性存储单元；

所述步骤s02中，所述手机处理器读取所述存储模块中存储的所述关机步数和所述记录时间；如果实时时间和所述记录时间之间没有跨越24点，则将所述关机步数与用户的行走步数相加作为用户新的行走步数；如果实时时间和所述记录时间之间跨越了24点，则将所述关机步数作为用户新的行走步数。

附图说明

图1是现有技术的手机计步系统图。

图2为本发明实施例一的手机计步系统图。

图3为本发明实施例二的手机计步系统图。

图4为图2和图3中供电模块系统图。

图5为图4中的切换单元系统图。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一

本实施例的手机中的计步系统除手机本体外还包括计步传感模块、供电模块、计步处理模块、存储模块。

计步传感模块可以是加速度传感器或重力感应器，用以感知使用者的运动状态。本实施例中采用加速度传感器将使用者在垂直方向上的唯一变换转化为电平信号。具体的，可以采用memsic加速度感应器，该memsic加速度感应器采用热动力学远离来侦测速度的变化。

计步处理模块，是手机中的dsp协处理器。它相比于手机的cpu，功能较为单一，没有手机cpu那么强大的运算处理能力。但是，对于本发明中步数的统计运算已足够，同时dsp协处理器可以降低步数统计的功耗。计算处理模块用于接收memsic加速度感应器输出的电平信号，并对获得的电平信号进行滤波处理和采样处理，取得有用的价值信号。并且对该将价值信号进行分析，获得其坡度变化；根据信号的坡度变化和持续时间计算步数并将计算结果写入存储模块中。

存储模块，包含诸如flash存储器的非易失性存储单元。

供电模块，包括备用电池、连接至手机电池的分压芯片、以及作为切换单元。memsic加速度感应器和dsp协处理器以及存储器都需要提供一个额定电压使得其工作。该额定电压通常都是2.8v，不可以过高，也不可以低于该电压，才能保证各模块芯片的正常工作。手机电池的输出电压通常都在4v，不可以直接作为供电模块的输出提供给个芯片模块使用，而是需要通过分压芯片来把高于2.8v的电压分压使其稳定在2.8v。供电模块连接至手机电池，通过手机电池给分压芯片供电，分压芯片需要2.8v以上的电压输入，才可以提供2.8v的未定输出。当输入电压小于2.8v时，内部为自动开路输出0v。备用电池连接至手机电池，手机电池平时同时给备用电池稳定供电。

如图4所示，切换单元包括输出端、连接分压芯片的第一输入端、连接备用电池的第二输入端以及控制输入端。切换单元的控制输入端输入的控制信号，使得切换单元在手机电池有电的时候，将经第一输入端输入的分压芯片的输出电源经输出端输出，作为供电模块的输出，从而手机电池可以通过分压芯片输出2.8v电压为计步系统的各模块芯片供电；切换单元在手机电池不足以提供2.8v电压的时候(此时分压芯片只能输出0v电压)，将第二输入端输入的备用电池的输出电源经输出端输出，作为供电模块的输出。使得计步系统无论是手机在用户主动关机的状态下还是由于手机电池没电以后处于关机状态下时，都可以检测并统计用户的行走步数。保证了计步系统信息统计的准确。

另外，切换单元可以如图5所示的switch芯片，该swicth芯片包括输入引脚1、输入引脚2、输入引脚3、以及输出引脚4。其中，输入引脚3为选择开关引脚。输入引脚3在被输入高电平(如2.8v电压)时，将会选择导通输入引脚1和输出引脚4，并且断开输入引脚2和输出引脚4；反之，输入引脚3在被输入低电平(如0v电压)时，将会选择导通输入引脚2和输出引脚4，并且断开输入引脚2和输出引脚4。因此，将switch芯片的输入引脚1作为切换单元的第一输入端连接至分压芯片，将switch芯片的输入引脚2作为切换单元的第二输入端连接至备用电池，将switch芯片的输入引脚3作为切换单元的输入控制端同样连接至分压芯片，将switch芯片的输出引脚4作为切换单元的输出端。如此，输入引脚1和输入引脚3连接在一起的设计，使得当分压芯片输出2.8v时，输入引脚3输入的信号也为2.8v的高电平，switch芯片将导通输入引脚1和输出引脚4，促使在输入引脚1(即分压芯片)有电时，使用分压芯片供电；当分压芯片输出0v时，输入引脚3输入的信号也为0v的低电平，switch芯片将导通输入引脚2和输出引脚4，促使在输入引脚1(即分压芯片)无法供电时，使用备用电池供电。

基于本实施例的计步系统的计步方法包括：

步骤s01，在手机关机状态下，独立于手机cpu的供电模块为手机计步系统供电。手机计步系统的计算处理模块接收计步传感模块输出的电平信号，并对获得的电平信号进行滤波处理和采样处理，取得有用的价值信号。并且对该将价值信号进行分析，获得其坡度变化；根据信号的坡度变化和持续时间计算用户的步数并将计算结果(即关机步数)写入存储模块的flash存储器中。

步骤s02，手机开机以后，手机处理器(即手机cpu)读取存储模块的flash存储器中存储的关机步数并且更新手机上关于用户的行走步数。更新行走步数的方法为：将手机关机之前存储的用户行走步数与关机步数相加后的值作为用户新的行走步数。

步骤s03，在手机开机状态下，手机处理器根据来自计步传感模块的检测数据计算并存储用户的行走步数。

实施例二

本实施例的手机中的计步系统除手机本体外还包括计步传感模块、供电模块、计步处理模块、存储模块。

计步传感模块可以是加速度传感器或重力感应器，用以感知使用者的运动状态。本实施例中采用重力感应器，检测手机的重心变化并输出为电平信号。

计步处理模块，是手机中的dsp协处理器。它相比于手机的cpu，功能较为单一，没有手机cpu那么强大的运算处理能力。但是，对于本发明中步数的统计运算已足够，同时dsp协处理器可以降低步数统计的功耗。计算处理模块用于接收重力感应器输出的电平信号，并对获得的电平信号进行滤波处理和采样处理，取得有用的价值信号，并且对该将价值信号进行分析计算步数。计算处理模块同时连接手机的实时时钟模块(rtc)获取，使得计算处理模块能够将其计算结果连同该计算结果的记录时间(由实时时钟模块获得)一起写入存储模块中。手机中用户步数的统计都是以天为单位进行的，为了方便起见，计算处理模块可以监控其与实时时钟模块连接的引脚输入的实时时间，当实时时间显示当前时间为24点时即表示一天已经过去，即将开始的是新的一天，在此之前记录的步数信息没有意义，因此计算处理模块将在此时清零存储在存储模块中的步数。

存储模块，包含诸如flash存储器的非易失性存储单元。

供电模块，包括备用电池、连接至手机电池的分压芯片、以及作为切换单元。本实施例中的备用电池同时也为手机的实时时钟模块供电。重力感应器和dsp协处理器以及存储器都需要提供一个额定电压使得其工作。该额定电压通常都是2.8v，不可以过高，也不可以低于该电压，才能保证各模块芯片的正常工作。手机电池的输出电压通常都在4v，不可以直接作为供电模块的输出提供给个芯片模块使用，而是需要通过分压芯片来把高于2.8v的电压分压使其稳定在2.8v。供电模块连接至手机电池，通过手机电池给分压芯片供电，分压芯片需要2.8v以上的电压输入，才可以提供2.8v的未定输出。当输入电压小于2.8v时，内部为自动开路输出0v。备用电池连接至手机电池，手机电池平时同时给备用电池稳定供电。

如图4所示，切换单元包括输出端、连接分压芯片的第一输入端、连接备用电池的第二输入端以及控制输入端。切换单元的控制输入端输入的控制信号，使得切换单元在手机电池有电的时候，将经第一输入端输入的分压芯片的输出电源经输出端输出，作为供电模块的输出，从而手机电池可以通过分压芯片输出2.8v电压为计步系统的各模块芯片供电；切换单元在手机电池不足以提供2.8v电压的时候(此时分压芯片只能输出0v电压)，将第二输入端输入的备用电池的输出电源经输出端输出，作为供电模块的输出。使得计步系统无论是手机在用户主动关机的状态下还是由于手机电池没电以后处于关机状态下时，都可以检测并统计用户的行走步数。保证了计步系统信息统计的准确。

另外，切换单元可以如图5所示的switch芯片，该swicth芯片包括输入引脚1、输入引脚2、输入引脚3、以及输出引脚4。其中，输入引脚3为选择开关引脚。输入引脚3在被输入高电平(如2.8v电压)时，将会选择导通输入引脚1和输出引脚4，并且断开输入引脚2和输出引脚4；反之，输入引脚3在被输入低电平(如0v电压)时，将会选择导通输入引脚2和输出引脚4，并且断开输入引脚2和输出引脚4。因此，将switch芯片的输入引脚1作为切换单元的第一输入端连接至分压芯片，将switch芯片的输入引脚2作为切换单元的第二输入端连接至备用电池，将switch芯片的输入引脚3作为切换单元的输入控制端同样连接至分压芯片，将switch芯片的输出引脚4作为切换单元的输出端。如此，输入引脚1和输入引脚3连接在一起的设计，使得当分压芯片输出2.8v时，输入引脚3输入的信号也为2.8v的高电平，switch芯片将导通输入引脚1和输出引脚4，促使在输入引脚1(即分压芯片)有电时，使用分压芯片供电；当分压芯片输出0v时，输入引脚3输入的信号也为0v的低电平，switch芯片将导通输入引脚2和输出引脚4，促使在输入引脚1(即分压芯片)无法供电时，使用备用电池供电。

基于本实施例的计步系统的计步方法包括：

步骤s01，在手机关机状态下，独立于手机cpu的供电模块为手机计步系统供电。手机计步系统的计算处理模块接收计步传感模块输出的电平信号，并对获得的电平信号进行滤波处理和采样处理，取得有用的价值信号。并且对该将价值信号进行分析，获得其坡度变化；根据信号的坡度变化和持续时间计算用户的步数并将计算结果(即关机步数)以及记录时间写入存储模块的flash存储器中。

步骤s02，手机开机以后，手机处理器(即手机cpu)读取存储模块的flash存储器中存储的关机步数并且更新手机上关于用户的行走步数。更新行走步数的方法为：手机处理器读取存储模块中存储的关机步数和记录时间；如果实时时间和记录时间之间没有跨越24点，则将关机步数与用户的行走步数相加作为用户新的行走步数；如果实时时间和记录时间之间跨越了24点，则将关机步数作为用户新的行走步数。

步骤s03，在手机开机状态下，手机处理器根据来自计步传感模块的检测数据计算并存储用户的行走步数。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。