8]其中，所述电子计步器的结构框图如图2所示。所述电子计步器包括运动传感器、电子计步单元以及控制单元。所述控制单元接收腰带主控单元的启动指令，启动运动传感器工作；所述电子计步单元通过记录触点的通断动作次数从而计算出运动步数，控制单元检测出运动步数数据并发送到液晶显示模块进行显示；
[0039]所述嵌有电子计步器的插槽设置在胯部附近为宜，这是因为在走路或跑步时，胯部的振动幅度相对较大，因此测量比较准确；
[0040]所述嵌有张力传感器的插槽设置在左腹部和右腹部为宜，因为吃饱后这两个部位的鼓胀比较明显，张力传感器更容易检测到张力的变化；
[0041]所述嵌有声音传感器的插槽设置在腰带头附近为宜，因为这个位置更容易检测到肠鸣音；
[0042]所述主控单元由单片机及其外围电路组成；
[0043]所述振动单元由振动马达组成；
[0044]所述报警单元由小型蜂鸣器组成；
[0045]所述液晶显示模块由自带中文字库的128X64点阵IXD组成；
[0046]所述无线通信单元采用蓝牙装置；
[0047]所述电源模块由可充电锂电池及其外围充电、供电电路组成。
[0048]图3给出了用户、智能腰带以及与其他智能设备之间交互的原理框图，如图3所示，智能腰带、其他智能设备与用户间都可以进行双向交互，主控单元的单片机中写入了智能腰带工作所需的所有程序，包括操作系统菜单的显示、按键选择、传感器的启动、其他功能单元的驱动等等。当启动电源后，用户通过控制按键选择监测模式，当一种监测模式被选中，相应的传感器启动工作，而另外两种模式所对应的传感器不工作，从而节省电能，假设用户佩戴此智能腰带的同时佩戴智能眼镜或智能手表；
[0049]图4给出了用户与智能腰带之间交互的具体原理图。当用户选择运动模式，电子计步器自动开启，其内部的运动传感器便可以感知胯部的振动，并通过振动幅度的大小判断是走路还是跑步，通过电路的特殊设计能够分别计算出走路和跑步的步数，并通过无线通信单元传送到智能手表或智能眼镜上实时显示，另外，智能手表上的生理参数传感器采集到的心跳信息也可以显示在智能眼镜上，这样用户可以实时了解运动状况，调整自己的步幅与频率；还可以通过智能手表上的环境传感器监测外面的空气状况和温度状况，如果监测到空气污染或者温度过高或过低，智能手表将通过无线传输给腰带的主控单元发送信号，主控单元驱动振动马达提醒用户当前气象条件不适宜进行锻炼；
[0050]当用户第一次使用饮食模式，要进行一次实验，张力传感器每隔一定时间采集一次数据，用户首先根据自己刚好吃饱的时刻腹部对腰带的张力值作为基准值，通过按键记录下来；然后继续进食到可以忍受而且不感觉不适，此时的张力值作为封顶值并通过按键第二次记录，用户通过控制按键在操作界面上回调这两个数据并设置到主控单元中。设置完成后，重新选择饮食模式，即可实现监测饮食功能。首先将采集到的数据与基准值进行比较，如果超出了这个基准值，主控单元便驱动蜂鸣器进行报警提醒；如果用户继续进食，直到张力达到了封顶值，主控单元认为用户吃的过饱，并将警示信息通过无线通信单元发送给智能眼镜，智能眼镜显示出警示信息提醒用户停止进食。另外智能手表上的生理参数传感器检测到的血压指数如果偏高，则可以将信息传递给智能腰带，主控单元驱动振动马达以另外一种形式振动，提醒用户注意饮食结构；
[0051]当用户选择健康模式，声音传感器电路开启，监测用户腹部的肠鸣音，根据医学知识，正常状况下肠鸣音每分钟4-5次，如果每分钟10次以上或几分钟才有一次，则可以认为胃肠系统出现问题，主控单元也根据这一点进行判断，如果监测到数据异常，则驱动蜂鸣器以另一种声音发出声响，提醒用户；还可以通过无线通信单元将信息传送给智能眼镜，智能眼镜显示警示信息来提醒用户检查胃肠系统的健康状况。
[0052]另外，主控单元的外围电路中具有EEPROM模块，可以将监测到的数据实时存储到其中，并且掉电数据不丢失，用户可以随时通过液晶显示模块来回查数据，还可以将数据通过蓝牙模块发送到电脑或智能手机上，以便进一步的分析。
[0053]所述电源模块与智能腰带的所有用电单元电连接，为其供电，剩余电量信息也将显示在液晶模块上。
【主权项】
1.一种能够与智能设备交互的智能腰带，其特征在于，在腰带本体上设置一系列传感器单元以及其他装置，包括: 电子计步器单元，与主控单元连接，用于监测人体胯部的运动频率和幅度、计算运动步数； 张力传感器单元，与主控单元连接，用于监测人体腹部对其产生的张力大小并将张力数据传给主控单元； 声音传感器单元，与主控单元连接，用于监测肠鸣音的频率并将监测数据传给主控单元; 主控单元，用于接收各传感器单元采集到的数据或其他智能设备发送的信息，进行处理并发出相应控制指令； 振动单元，与主控单元连接，用于在主控单元接收到其他智能设备发送的信息后，或主控单元分析到数据异常后产生振动； 报警单元，与主控单元连接，用于主控单元分析到数据异常后，或主控单元接收到其他智能设备发送的信息后发出设定的警报音； 液晶显示模块，与主控单元连接，用于显示人机交互信息； 无线通信单元，与主控单元连接，用于通过无线网络与电脑或其他智能设备连接，进行数据交互； 控制按键，与主控单元连接，用于人为操作控制； 电源模块，为以上所有单元提供所需工作电压。
2.根据权利要求1所述的一种能够与智能设备交互的智能腰带，其特征在于，所述电子计步器单元通过位置可调的插槽连接所述主控单元，所述插槽在腰带相应于胯部附近移动。
3.根据权利要求1所述的一种能够与智能设备交互的智能腰带，其特征在于，所述张力传感器单元通过位置可调的插槽连接所述主控单元，所述插槽在腰带相应于左腹部和/或右腹部附近移动。
4.根据权利要求1所述的一种能够与智能设备交互的智能腰带，其特征在于，所述声音传感器单元固定在腰带头附近。
5.根据权利要求1所述的一种能够与智能设备交互的智能腰带，其特征在于，所述电子计步器单元包括电子计步单元、运动传感器和控制单元； 所述电子计步单元通过记录触点的通断动作次数计算出运动步数； 所述运动传感器，为加速度传感器，用于感受外界振动频率和幅度，根据人步行或跑步时重心上下移动，平衡锤在上下振动时平衡被破坏，使一个触点能出现通、断动作； 所述控制单元，连接所述电子计步单元和所述运动传感器，用于将运动步数、运动频率和幅度传送给所述主控单元并通过所述液晶显示模块显示。
【专利摘要】本发明涉及一种能够与智能设备交互的智能腰带，属于智能穿戴式设备领域。本发明在腰带本体上设置一系列传感器单元以及其他装置，包括：电子计步器单元、张力传感器单元、声音传感器单元、主控单元、振动单元、报警单元、液晶显示模块、无线通信单元、控制按键、电源模块。本发明通过在腰带本体上设置电子计步器，能够让用户随时随地了解运动信息，尤其适合经常锻炼身体的人群使用；通过嵌入张力传感器，能够监测腹部鼓胀情况，尤其适合需要对饮食进行控制的人群使用；通过嵌入声音传感器，能够监测肠鸣音的情况，判断胃肠系统是否异常，以便采取健康措施，适合所有人群使用。
【IPC分类】G01C22-00, A61B5-22, A61B7-04, A41F9-00
【公开号】CN104738854
【申请号】CN201310733051
【发明人】邢涛, 张华良, 王忠锋, 曾鹏, 于海斌
【申请人】中国科学院沈阳自动化研究所
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月26日