基于NB‑IOT无线通讯技术的智能鞋通讯定位计步装置的制作方法

本实用新型涉及一种定位计步装置，尤其涉及一种基于NB-IOT无线通讯技术的智能鞋通讯定位计步装置。

背景技术：

随着智能技术的发展，传统鞋类已经不能满足市场需求，如何将智能技术与传统鞋类结合，尤其是将穿鞋者的运动数据、地理位置进行记录和统计分析已成鞋服厂家关注的焦点。

已有的智能鞋类一般都是通过安装GPS模块实现地理位置定位功能、通过安装传统移动通讯网络模块(如2G、3G、4G模块)实现数据远程传输，因此整个技术方案结构复杂，通读繁琐，功耗非常大，成本高，给鞋类的设计及市场推广带来很大的不便。

技术实现要素：

本实用新型主要解决原有智能鞋类一般都是通过安装GPS模块实现地理位置定位功能、通过安装移动网络通讯模块实现数据远程传输，结构复杂，功耗非常大，成本高，给鞋类设计带来很大不便的技术问题；提供一种基于NB-IOT 无线通讯技术的智能鞋通讯定位计步装置，其结构简单，通讯方便，功耗小，成本较低，便于鞋类设计，不影响鞋子的舒适性。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型安装在鞋底内脚后跟接触处，包括中央处理单元、计步单元、NB-IOT移动数据传输单元和为整个电子鞋通讯定位计步装置提供工作电压的电源单元，电源单元由电池供电；

所述的计步单元用于采集穿鞋者的行走步数并输送给所述的中央处理单元；

所述的NB-IOT移动数据传输单元将穿鞋者当前的地理位置信息及所述的中央处理单元获得的步数均传输给指定的服务器。

计步单元用于采集穿鞋者的步数，并将结果传输给中央处理单元。NB-IOT 移动数据传输单元具备定位及数据传输功能，NB-IOT移动数据传输单元将穿鞋者的步数、当前地理位置信息传输给指定的服务器，穿鞋者或相关人员的手机、平板电脑等移动设备上事先安装有和定位计步装置匹配的APP软件或微信公众号，穿鞋者、相关人员通过APP软件或微信公众号向指定服务器读取计步数据、地理位置等相应信息，从而实现对穿鞋者的步数、地理位置信息的监控和管理，并且根据需要还可做更多的数据处理。NB-IOT移动数据传输单元，是长距离广域的通信技术，支持海量连接，有深度覆盖能力，超低功耗，稳定可靠，低成本。因此，本技术方案，结构简单，通讯方便，功耗小，成本较低，便于鞋类设计，不影响鞋子的舒适性，满足市场需求，具有很好的市场推广价值。

作为优选，所述的计步单元包括传感芯片U7，传感芯片U7采用线性加速度传感器LIS3DH；传感芯片U7的1脚、14脚均接电压VCC-3V3，传感芯片U7的 5脚、7脚、10脚及12脚接地，传感芯片U7的4脚、6脚、11脚分别和所述的中央处理单元相连，传感芯片U7的8脚经电阻R14接电压VCC-3V3，电压VCC-3V3 和接地端之间连接有电容C27和电容C28的并联电路。电路简单，实现方便，可靠性高。

作为优选，所述的中央处理单元包括单片机U3，单片机U3采用 STM32L151C8；单片机U3的40脚、42脚、43脚分别和所述的计步单元相连，单片机U3的18脚、19脚、30脚、31脚、34脚及37脚分别和所述的NB-IOT 移动数据传输单元相连，单片机U3的44脚经电阻R8接地，单片机U3的7脚经电容C13接地，单片机U3的1脚经电阻R9接电压VCC-3V3，单片机U3的24 脚、36脚、48脚及9脚均接电压VCC-3V3，单片机U3的9脚和接地端之间连接有电解电容C14和电容C15，单片机U3的8脚、23脚、35脚及47脚均接地，单片机U3的20脚经电阻R7接地，单片机U3的3脚经电容C11接地，单片机 U3的4脚经电容C12接地，单片机U3的3脚和4脚之间连接有晶振XT，晶振 XT的还有一只脚接地。电路连接简单，实现方便。

作为优选，所述的NB-IOT移动数据传输单元包括BC95通讯模块U1A和U1B 及SIM卡座CON，BC95通讯模块U1A的3脚、4脚、15脚、29脚、30脚及34 脚分别和所述的中央处理单元相连，BC95通讯模块U1A的2脚、43脚、47脚、 48脚、51脚、52脚及54脚均接地，BC95通讯模块U1A的15脚和稳压管D的负极相连，稳压管D的正极接地，BC95通讯模块U1A的26脚既接电压VCC-3V3 又经电容C10接地，BC95通讯模块U1A的45脚及46脚均接电压VCC，BC95通讯模块U1A的53脚经电阻R3接天线E，电阻R3的一端经电容C8接地，电阻 R3的另一端经电容C2接地，BC95通讯模块U1A的38脚和SIM卡座CON的1脚相连，SIM卡座CON的1脚经电容C1接地，BC95通讯模块U1A的39脚经电阻 R1和SIM卡座CON的2脚相连，SIM卡座CON的2脚经电容C7接地，BC95通讯模块U1A的41脚经电阻R2和SIM卡座CON的3脚相连，SIM卡座CON的3脚经电容C6接地，BC95通讯模块U1A的40脚经电阻R4和SIM卡座CON的2脚相连， SIM卡座CON的2脚经电容C9接地，SIM卡座CON的1脚、2脚、3脚、6脚分别和TVS二极管U2的4脚、5脚、1脚、3脚相连，TVS二极管U2的2脚接地， SIM卡座CON的1脚和6脚相连，BC95通讯模块U1A的42脚和SIM卡座CON的4脚相连；BC95通讯模块U1B的59脚～66脚、71脚～74脚、81脚～83脚及 92脚～94脚均接地。BC95通讯模块作为NB-IOT移动数据传输单元，是长距离广域的通信技术，支持海量连接，有深度覆盖能力，超低功耗，稳定可靠，低成本，这些优良性能是目前广泛商用的2G/3G/4G及其他无线技术都无法挑战的。当然NB-IOT移动数据传输单元也可以采用其他型号实现，不局限于BC95通讯模块。

作为优选，所述的NB-IOT移动数据传输单元包括三极管Q和发光二极管 LED，BC95通讯模块U1A的18脚经电阻R6和三极管Q的基极相连，三极管Q的发射极接地，三极管Q的集电极经电阻R5和发光二极管LED的负极相连，发光二极管LED的正极接电压VCC。发光二极管LED指示NB-IOT移动数据传输单元的网络通讯状态。

作为优选，所述的电池为非充电式电池。电池采用小型非充电式电池，安装和更换方便，使用时间也较长。

作为优选，所述的电池为充电电池，充电电池和所述的中央处理单元之间连接有电池充电管理单元。采用充电电池，通过USB接口充电，使用更加方便。

本实用新型的有益效果是：无需自带GPS模块和GPRS模块，利用NB-IOT 移动数据传输单元，即可实现地理位置定位及和指定的APP、微信公众号进行数据传输，结构简单，通讯方便，功耗小，成本较低，便于鞋类设计，不影响鞋子的舒适性，满足市场需求，具有很好的市场推广价值。

附图说明

图1是本实用新型的一种电路原理连接结构框图。

图2是本实用新型中计步单元的一种电路原理图。

图3是本实用新型中中央处理单元的一种电路原理图。

图4是本实用新型中NB-IOT移动数据传输单元的一种电路原理图。

图5是本实用新型的另一种电路原理连接结构框图。

图中1.中央处理单元，2.计步单元，3.NB-IOT移动数据传输单元，4.电源单元，5.非充电式电池，6.充电电池，7.电池充电管理单元。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例的基于NB-IOT无线通讯技术的智能鞋通讯定位计步装置，安装在鞋底内脚后跟接触处，如图1所示，包括中央处理单元1、计步单元 2、NB-IOT移动数据传输单元3和为整个电子鞋通讯定位计步装置提供工作电压的电源单元4，电源单元4由充电电池6供电，充电电池和中央处理单元1之间连接有电池充电管理单元7，计步单元、NB-IOT移动数据传输单元分别和中央处理单元相连。计步单元2用于采集穿鞋者的行走步数并输送给中央处理单元1； NB-IOT移动数据传输单元3将穿鞋者当前的地理位置信息及中央处理单元1获得的步数均传输给指定的服务器。

如图2、图3、图4所示，中央处理单元1包括单片机U3，单片机U3采用 STM32L151C8；计步单元2包括传感芯片U7，传感芯片U7采用线性加速度传感器LIS3DH；NB-IOT移动数据传输单元3包括BC95通讯模块U1A和U1B及SIM 卡座CON。传感芯片U7的1脚、14脚均接电压VCC-3V3，传感芯片U7的5脚、 7脚、10脚及12脚接地，传感芯片U7的4脚、6脚、11脚分别和单片机U3的 42脚、43脚、40脚相连，传感芯片U7的8脚经电阻R14接电压VCC-3V3，电压VCC-3V3和接地端之间连接有电容C27和电容C28的并联电路。单片机U3的 18脚、19脚、30脚及31脚分别和BC95通讯模块U1A的34脚、15脚、29脚、 30脚相连，单片机U3的34脚、37脚分别和插座J2的2脚、3脚相连，插座 J2的1脚接电压VCC-3V3，插座J2的4脚接地，插座J2和NB-IOT移动数据传输单元中的插座J1通过导线相连，插座J2的1脚～4脚和插座J1的1脚～4 脚一一对应相连，单片机U3的44脚经电阻R8接地，单片机U3的7脚经电容C13接地，单片机U3的1脚经电阻R9接电压VCC-3V3，单片机U3的24脚、36 脚、48脚及9脚均接电压VCC-3V3，单片机U3的9脚和接地端之间连接有电解电容C14和电容C15，单片机U3的8脚、23脚、35脚及47脚均接地，单片机 U3的20脚经电阻R7接地，单片机U3的39脚和电池充电管理单元7相连，单片机U3的3脚经电容C11接地，单片机U3的4脚经电容C12接地，单片机U3 的3脚和4脚之间连接有晶振XT，晶振XT的还有一只脚接地。插座J1的2脚、 3脚分别和BC95通讯模块U1A的3脚、4脚相连，插座J1的4脚接地，插座J1 的1脚和BC95通讯模块U1A的26脚相连，BC95通讯模块U1A的26脚又经电容 C10接地，BC95通讯模块U1A的2脚、43脚、47脚、48脚、51脚、52脚及54 脚均接地，BC95通讯模块U1A的15脚和稳压管D的负极相连，稳压管D的正极接地，BC95通讯模块U1A的45脚及46脚均接电压VCC，BC95通讯模块U1A的 53脚经电阻R3接天线E，电阻R3的一端经电容C8接地，电阻R3的另一端经电容C2接地，BC95通讯模块U1A的38脚和SIM卡座CON的1脚相连，SIM卡座CON的1脚经电容C1接地，BC95通讯模块U1A的39脚经电阻R1和SIM卡座 CON的2脚相连，SIM卡座CON的2脚经电容C7接地，BC95通讯模块U1A的41 脚经电阻R2和SIM卡座CON的3脚相连，SIM卡座CON的3脚经电容C6接地， BC95通讯模块U1A的40脚经电阻R4和SIM卡座CON的2脚相连，SIM卡座CON 的2脚经电容C9接地，SIM卡座CON的1脚、2脚、3脚、6脚分别和TVS二极管U2的4脚、5脚、1脚、3脚相连，TVS二极管U2的2脚接地，SIM卡座CON 的1脚和6脚相连，BC95通讯模块U1A的42脚和SIM卡座CON的4脚相连；BC95 通讯模块U1B的59脚～66脚、71脚～74脚、81脚～83脚及92脚～94脚均接地。BC95通讯模块U1A的18脚经电阻R6和三极管Q的基极相连，三极管Q的发射极接地，三极管Q的集电极经电阻R5和发光二极管LED的负极相连，发光二极管LED的正极接电压VCC。

单片机是本实施例的主控部件，电池充电管理单元采集充电电池的电池状态输送给单片机，线性加速度传感器采集穿鞋者的步数，并将结果传输给单片机。BC95通讯模块具备定位及数据传输功能，将计步数据、充电电池状态及当前地理位置信息传输给指定的服务器，穿鞋者或相关人员的手机、平板电脑等移动设备上事先安装有和定位计步装置相匹配的APP软件或微信公众号，穿鞋者、相关人员通过APP软件或微信公众号向指定服务器读取步数、电池状态、地理位置等相应信息，从而实现对穿鞋者的步数及地理位置的监控和管理。BC95 通讯模块是NB-IOT移动数据传输单元，是长距离广域通信技术，支持海量连接，有深度覆盖能力，超低功耗，稳定可靠，低成本。

实施例2：本实施例的基于NB-IOT无线通讯技术的智能鞋通讯定位计步装置，安装在鞋底内脚后跟接触处，如图5所示，包括中央处理单元1、计步单元 2、NB-IOT移动数据传输单元3和为整个电子鞋通讯定位计步装置提供工作电压的电源单元4，电源单元4由非充电式电池5供电，计步单元、NB-IOT移动数据传输单元分别和中央处理单元相连。计步单元2用于采集穿鞋者的行走步数并输送给中央处理单元1；NB-IOT移动数据传输单元3将穿鞋者当前的地理位置信息及中央处理单元1获得的步数均传输给指定的服务器。其余结构同实施例1。本实施例中电池采用小型非充电式电池，安装和更换方便，使用时间也较长。

本实用新型无需自带GPS模块和GPRS模块，利用NB-IOT移动数据传输单元，即可实现地理位置定位及和指定的APP、微信公众号进行步数、电池状态等数据的传输，结构简单，通讯方便，功耗小，成本较低，便于鞋类设计，不影响鞋子的舒适性，满足市场需求，具有很好的市场推广价值。