一种体育健身用多项目一卡通系统及其使用方法与流程

本发明涉及数据传输技术领域，具体地，涉及一种体育健身用多项目一卡通系统及其使用方法。

背景技术：

随着城市化进程的推进，在城市中打拼的白领工作时间长、精神压力大，工作之余留给健身的时间也很少，身体状况越来越差，于是改善身体素质成为城市白领的迫切需求。同时，针对不同人的身体状况进行针对性的高效锻炼也是很重要的需求。

现有的全民健身领域中，健身房起着至关重要的作用。专业的健身器材和服务往往集中于大型健身房中，但该健身房的运营管理一般依赖于大量运营人员的时刻坚守，运营方式单一，数据化智能化的程度较低，消化健身需求的效率较低，人力成本较高。同时，目前市面上的健身器材都是孤立的个体，健身人群根据个人感觉或者健身教练的建议进行各个器材的选择，而不是基于科学的分析针对每个个体当前不同的身体素质去选择，无法根据健身人群当时的身体状况科学的去规划健身项目，无法达到科学健身效果。

之所以出现上述问题，最根本的原因还是用户无法直接获取每次健身的数据，从而无法自主化的合理健身项目。为此，申请号cn201910216195.6的中国发明专利申请提出一种智能健身房系统，不仅可以实现健身房中场馆、健身器材的互联管理，而且可以实现用户健身数据的实时同步，帮助用户科学健身。然而，该技术方案站在健身房运营者的角度考虑问题，依然不能满足用户的自主安排需要。

公开号为cn109817303a的发明专利申请提出的健身统计方法及系统能够在用户进行健身时采集用户的健身信息，结合用户的体重、心率等信息，针对用户的个人健身习惯，给出最佳的健身计划。具体包括：采用多个监测单元针对用户的体重、运动时长和运动方式进行监测，从而获得健身数据，云端服务器通过对多次的健身数据进行整合，得到用户的健身习惯；与此同时，用户可通过录入单元将自己的健身目标进行录入，云端服务器根据用户的健身目标，结合用户的健身习惯，分析出符合该用户的最佳健身方案。该方案可以基于用户的实际生理参数以及健身目标给出合理方案，但是该方案本身存储的数据只能在特定服务器和特定的健身系统上展示，用户缺乏主动性，非常难以坚持。对应的健身器材、分析系统被消费者购买后往往在使用一段时间后便被闲置。

鉴于现有技术的上述不足，有必要改善现有技术中有关健身数据的采集方式，使得用户能够方便收集多个不同健身项目的数据信息，并且能够方便的存取相关信息，以便进行自主化的分析和展示，从而在不断的主动激励中坚持锻炼，真正达到健身效果。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提出一种体育健身用多项目一卡通系统及其使用方法。通过所述一卡通系统的一卡通装置，可以通过多段独立存储空间的方式存储多个不同运动项目的应用数据。接收数据的方式包含耦合电感接口方式和耦合电磁接口方式，分别在低频/高频波段以及微波波段进行数据传送。这种设计能够使得一卡通装置本身便携，数据传输稳定。同时，耦合电感接口包括密钥存储单元，确保了数据传输安全。耦合电磁接口的正向调制单元与所述一卡通装置的数据发送电路的所述反向调制器通过高频载波器通信连接，保证了数据传输准确。

在本发明的一个方面，提供了一种体育健身用多项目一卡通系统，所述一卡通系统包括：一卡通装置(1)，其包含多段独立存储空间(11)；以及与所述一卡通装置(1)配合使用的项目数据处理装置(2)。

在一些实例中，所述一卡通装置(1)包括：

多个接口耦合电路(12-13)，所述多个接口耦合电路(12-13)分别与所述多段独立存储空间(11)耦合通信；所述接口耦合电路(12-13)包括耦合电感接口(12)和耦合电磁接口(13)；

数据接收电路(14)，所述数据接收电路(14)包括检波电路和包络信号发生器；以及

数据发送电路(15)，所述数据发送电路(15)包括反向调制器、滤波器以及功率放大器。

在一些实例中，所述耦合电磁接口(13)通过微波波段的无线信号访问支持微波波段数据读取的所述多段独立存储空间(11)中的相应数据存储段；所述耦合电感接口(12)通过低频或者高频的无线信号访问支持低频或者高频波段数据读取的所述多段独立存储空间(11)中的相应数据存储段；并且，所述耦合电磁接口(13)采用电磁正向散射耦合的方式与所述相应数据存储段通信。

所述多段独立存储空间可以分别存储与所述体育健身有关的多个项目的应用数据。具体来说，根据项目的应用数据的属性不同，将应用数据存放到与耦合电感接口通信的存储段或者与耦合电磁接口通信的存储段。这里的应用数据的属性不同，是指体育项目或者健身项目所产生的运动数据的属性，包括矢量属性/非矢量属性、不变属性/变化属性、单一数据属性/组合数据属性、时间属性/空间属性等等。

在一些实例中，可以将不变属性的运动数据存放到与耦合电感接口通信的存储段，而将变化属性存放到与耦合电磁接口通信的存储段。在另一些实例中，可以将单一数据属性的运动数据存放到与耦合电磁接口通信的存储段，而将组合数据属性的运动数据存放到与耦合电感接口通信的存储段。这种分段存储的方式，使得一卡通这种便携的形式的设计也能够存储大量的运动格式数据。

作为本发明的另一个优点，所述多段独立存储空间的每一个存储段具备独立功能，存储完全独立的应用数据，并且每一个存储段均配置不同的访问权限密钥。具体地，所述耦合电感接口可以包括数据传输接口、时钟电路、整流器电路以及密钥存储单元，所述密钥存储单元采用只读存储器。采用只读存储器存储密钥，可以保证数据存储的安全。

此外，所述一卡通装置还可以包括数据接收电路，所述数据接收电路包括检波电路和包络信号发生器。与之对应的，所述一卡通装置进一步包括数据发送电路，所述数据发送电路包括反向调制器、滤波器以及功率放大器。为了保证数据传输和接收的完整，所述耦合电磁接口包括正向调制单元以及高频载波器，所述正向调制单元与所述一卡通装置的所述数据发送电路的反向调制器，通过高频载波器通信连接。

在本发明的另一方面，提供所述的一种体育健身用多项目一卡通系统的使用方法。该使用方法可以包括：

s1:由所述项目数据处理装置(2)的所述频率分流电路，对所述多功能传感器集成组件以及传感器接触检测电路检测到的对应健身项目的应用数据进行处理，从而形成三路输出信号；

s2：根据所述三路输出信号的频率特性，由所述一卡通装置(1)的数据接收电路(15)接收所述三路输出信号；以及

s3：基于所述多个接口耦合电路(12-13)的接口性质，由所述多个接口耦合电路(12-13)接收对应频率特性的所述输出信号，并将接收的所述输出信号存储到所述一卡通装置(1)的所述多段独立存储空间(11)中。

在一些实例中，当要读取所述对应健身项目的应用数据时，在所述一卡通装置(1)与读取设备之间建立通信链路，通过所述数据发送电路(16)经由对应的所述接口耦合电路向所述读取设备传输数据。

本发明的进一步优点将在具体实施例部分结合说明书附图进一步体现。

附图说明

本发明的新颖特征在所附权利要求书中具体阐述。通过参考以下对其中利用本发明原理的说明性实施方案加以阐述的详细描述和附图，将会获得对本发明的特征和优点的更好的理解，在这些附图中：

图1是根据本发明的示例性实施例的一卡通系统的总体框架图；

图2是根据本发明的示例性实施例的接口耦合电路中的耦合电感接口的具体结构图；

图3是根据本发明的示例性实施例的耦合电感接口的具体电路线路图；

图4是根据本发明的示例性实施例的耦合电磁接口与数据发送电路的结构图；

图5是根据本发明的示例性实施例的一卡通系统中的项目数据处理装置的结构图；以及

图6是根据本发明的示例性实施例的一卡通系统的使用方法流程图。

具体实施例

虽然在本文中已示出并描述了本发明的优选实施方案，但对于本领域技术人员显而易见的是，这些实施方案仅以示例的方式提供。本领域技术人员在不脱离本发明的情况下现将会想到多种变化、改变和替换。应当理解，本文中所述的本发明实施方案的各种替代方案可用于实施本发明。

参见图1，是根据本发明的示例性实施例的一卡通系统的总体框架图。在一些实施例中，本发明的一卡通系统包括：包含多段独立存储空间(11)的一卡通装置(1)，以及与所述一卡通装置(1)配合使用的项目数据处理装置(2)。在一些实例中，所述一卡通装置包括：多个接口耦合电路(12-13)、数据接收电路(14)和数据接收电路(14)。

所述多个接口耦合电路(12-13)分别与所述多段独立存储空间(11)耦合通信。所述接口耦合电路(12-13)可以包括耦合电感接口(12)和耦合电磁接口(13)。所述数据接收电路(14)包括检波电路和包络信号发生器。所述数据发送电路(15)包括反向调制器、滤波器以及功率放大器。在一些实例中，所述耦合电磁接口(13)可以通过微波波段的无线信号访问支持微波波段数据读取的多段独立存储空间(11)的相应数据存储段。所述耦合电感接口(12)可以通过低频或者高频的无线信号访问支持低频或者高频波段数据读取的多段独立存储空间(11)的相应数据存储段。

值得指出的是，所述耦合电磁接口(13)采用电磁正向散射耦合的方式与所述相应数据存储段通信。相比于现有技术电磁反向散射耦合的方式，所述电磁正向散射耦合的方式的传输能力更强，并且后续还通过与包括正向调制单元以及高频载波器的所述耦合电磁接口通信。所述正向调制单元与所述一卡通装置的所述数据发送电路的反向调制器通信，保证数据传输准确。

参见图2，是根据本发明的示例性实施例的接口耦合电路中的耦合电感接口的具体结构图。耦合电感接口(12)包括数据传输接口、时钟电路、整流器电路以及密钥存储单元。所述数据传输接口连接到所述时钟电路、所述整流器电路以及所述密钥存储单元。所述密钥存储单元采用只读存储器。

进一步参见图3，是根据本发明的示例性实施例的耦合电感接口的具体电路线路图的实例。在图3中，为了方便阅读，通过虚线的形式，示意性的划分出了数据传输接口、时钟电路、整流器电路以及密钥存储单元四个部分。但是本领域技术人员可以知晓，这种划分并不是对电路本身细节的划分，实际上，四个部分是密不可分的。在图3中，元器件的符号采用本领域通用的形式。由于篇幅限制，本公开中并未一一详细列出某个端口的具体功能，其中某些端口功能性的英文缩写的含义，遵从现有技术的通常表达。同时，图3中示出的数据传输接口、时钟电路、整流器电路以及密钥存储单元有其他多种表现方式和实现方式，因此，图3的细节不影响本领域技术人员按照图3所示的电路图进行其他多种相似和相等同的设计。

图4是根据本发明的示例性实施例的耦合电磁接口与数据发送电路的结构图。所述耦合电磁接口(13)包括正向调制单元以及高频载波器。所述正向调制单元与所述一卡通装置的所述数据发送电路(15)的所述反向调制器通过所述高频载波器通信连接。

在一些实例中，所述耦合电磁接口(13)采用电磁正向散射耦合的方式与所述相应数据存储段通信。相对于现有技术电磁反向散射耦合的方式，所述电磁正向散射耦合的方式传输能力更强，并且后续还通过与包括正向调制单元以及高频载波器的所述耦合电磁接口通信。所述正向调制单元与所述一卡通装置的所述数据发送电路的反向调制器通信，保证数据传输准确。

在一些实例中，所述一卡通装置(1)的所述多段独立存储空间(11)中分别存储与所述体育健身有关的多个项目的应用数据。并且，根据项目的应用数据的属性不同，将各个项目的应用数据存放到与耦合电感接口(12)通信的项目的应用数据的属性不同存储段或者与耦合电磁接口(13)通信的项目的应用数据的属性不同存储段。

这里所说的应用数据的属性不同，是指体育项目或者健身项目所产生的运动数据的属性，包括矢量属性/非矢量属性、不变属性/变化属性、单一数据属性/组合数据属性、时间属性/空间属性等等。

作为优选，可以将不变属性的运动数据存放到与耦合电感接口通信的存储段，而将变化属性存放到与耦合电磁接口通信的存储段。例如，本次体育锻炼项目测得的体重和身高，作为不变属性的运动数据；本次体育锻炼测得的体脂率，作为变化属性的数据；当然，这里的不变和变化都是相对而言，本领域技术人员可以根据波动的变化程度相对的定义变化和不变；变化大的定义为变化属性，变化小的或者不变的，作为不变属性。

作为另一个优选，可以将单一数据属性的运动数据存放到与耦合电磁接口通信的存储段，而将组合数据属性的运动数据存放到与耦合电感接口通信的存储段。所述的单一数据属性的运动数据，包括步数、血压、心率等单一量化值；所述组合属性的运动数据，包括公里数/时间此类等单独测量一个数值无法准确表征的特征数据。

上述分段存储的方式，使得采用一卡通这种便携的形式的设计也能够存储大量的运动格式数据。

图5是根据本发明的示例性实施例的一卡通系统中的项目数据处理装置的结构图。所述一卡通装置配合使用的项目数据处理装置(2)可以包括多功能传感器集成组件以及传感器接触检测电路。所述多功能传感器集成组件连接至所述传感器接触检测电路，其中所述传感器接触检测电路的输出信号经过数字陷波滤波器或数字低通滤波器后，被发送至所述一卡通装置的数据接口电路，并经过所述多个接口耦合电路被存储到所述一卡通装置的多段独立存储空间。

在一些实例中，与一卡通装置配合使用的项目数据处理装置(2)可以进一步包括频率分流电路，所述频率分流电路连接至所述传感器接触检测电路。该频率分流电路由高通滤波器、增益可控低噪声放大器、模数转换器以及增益控制电路组成。高通滤波器输出三路信号，第一路信号作为所述增益可控低噪声放大器的输入，第二路信号经过增益控制电路后输入数字低通滤波器；第三路直接输入所述数据接收电路。

在一些实例中，所述第一路信号输入所述增益可控低噪声放大器，该增益可控低噪声放大器的输出信号经所述模数转换器处理后输入所述数字陷波滤波器。所述数据接收电路(14)接收所述数字陷波滤波器的输出信号后，通过所述耦合电磁接口(13)将所述数字陷波滤波器的该输出信号存储到支持微波波段数据读取的多段独立存储空间(11)的相应数据存储段中。所述数据接收电路(14)接收所述数字低通滤波器的输出信号后，通过所述耦合电感接口(12)将所述数字低通滤波器的该输出信号存储到支持低频波段数据读取的多段独立存储空间(11)的相应数据存储段中。所述数据接收电路(14)接收所述高通滤波器的输出信号后，通过所述耦合电感接口(12)将所述高通滤波器的该输出信号存储到支持高频波段数据读取的多段独立存储空间(11)的相应数据存储段中。

图6是根据本发明的示例性实施例的一卡通系统的使用方法流程图。在一些实例中，该使用方法可以包括如下步骤：

s1:由所述项目数据处理装置(2)的所述频率分流电路，对所述多功能传感器集成组件以及传感器接触检测电路检测到的对应健身项目的应用数据进行处理，从而形成三路输出信号；

s2：根据所述三路输出信号的频率特性，由所述一卡通装置(1)的数据接收电路(15)接收所述三路输出信号；以及

s3：基于所述多个接口耦合电路(12-13)的接口性质，由所述多个接口耦合电路(12-13)接收对应频率特性的所述输出信号，并将接收的所述输出信号存储到所述一卡通装置(1)的所述多段独立存储空间(11)中。

在一些实例中，当要读取所述对应健身项目的应用数据时，建立所述一卡通装置(1)与读取设备之间的通信链路。通过所述数据发送电路(16)经对应的接口耦合电路向所述读取设备传输数据。

综上，利用本发明的一卡通系统系统的一卡通装置，可以通过多段独立存储空间的方式存储多个不同项目的应用数据。接收数据的方式包含耦合电感接口和耦合电磁接口，分别在低频、高频波段以及微波波段进行数据传送。这种设计能够使得一卡通装置本身便携，数据传输稳定。同时，耦合电感接口包括密钥存储单元，确保了数据传输安全。耦合电磁接口的正向调制单元与所述一卡通装置的数据发送电路的所述反向调制器通过高频载波器通信连接，保证了数据传输准确

采用所述一卡通系统的使用方法，用户可以建立所述一卡通装置(1)与读取设备之间的通信链路，通过所述数据发送电路(16)经对应的接口耦合电路向所述读取设备传输数据，使得用户能够方便收集多个不同健身项目的数据信息，并且能够方便的存取相关信息，以便进行自主化的分析和展示，从而在不断的主动激励中坚持锻炼，真正达到健身效果。

虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员现将会在不偏离本发明的情况下想到许多更改、改变和替代。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用对本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等效项。