一种智能鞋垫及其工作方法与流程

本发明涉及便携式智能穿戴技术领域，尤其涉及一种智能鞋垫及其工作方法。

背景技术：

随着移动通信和互联网技术的发展，已经可以利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等广泛联在一起，形成人与物、物与物相联，从而形成一种信息化、远程管理控制和智能化的网络。用户可以通过手机等移动终端实现对网络中设备的便捷控制。

然而，在有些情况下，用户的双手都可能被占用无法进行控制操作，或者虽然用户可以用手进行操作控制，但会带来一定安全隐患。例如，驾驶汽车时，驾驶员注意力需要高度集中，双手进行车辆安全驾驶操控。当需要对车内多媒体设备进行操作时，用手操作容易使车辆行驶处于一定风险中。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种智能鞋垫及其工作方法，能够利用脚部动作实现对相应设备的控制，有效解放了用户的双手，大大提高了用户体验。

本发明提供一种智能鞋垫，包括：鞋垫基层，所述鞋垫基层与脚底接触，且具有与脚相适应的轮廓；压力感应部，所述压力感应部设置于所述鞋垫基层，用于将脚的一个或者多个部位传来的压力信号转换成相应的电信号；控制部，与所述压力感应部相连，用于根据所述压力感应部传来的电信号形成 相应的控制信号；通信部，与所述控制部相连，用于将所述控制部产生的控制信号向受控设备发送。

可选的，所述压力感应部包括：方向感应部，用于将压力信号转换成相应的方向控制信号；确定感应部，用于将压力信号转换成确定控制信号。

可选的，所述方向感性部包括上、下、左、右方向感应部，其中，上方向感应部用于将接收到的压力信号转换成“向上”信号，下方向感应部用于将接收到的压力信号转换成“向下”信号，左方向感应部用于将接收到的压力信号转换成“向左”信号，右方向感应部用于将接收到的压力信号转换成“向右”信号。

可选的，所述上方向感应部设置于鞋垫的上部并对应于脚尖部位；所述下方向感应部设置于鞋垫基层的下部并对应于脚跟部位；所述左方向感应部设置于鞋垫的左侧并对应于左侧脚弓部位；右方向感应部设置于鞋垫的右侧并对应于右侧脚弓部位。

可选的，智能鞋垫还包括触摸模拟感应装置，用于将滑动操作模拟成滚轮滑动操作或鼠标移动操作；所述触摸模拟感应装置设置于鞋垫基层上部并对应于脚趾滑动覆盖的区域。

可选的，所述通信部设置于所述鞋垫基层的与前脚掌边缘相对应的区域，包括蓝牙通信部、wifi通信部和NFC通信部中的至少一种。

进一步的，所述智能鞋垫还包括供电部，分别与所述控制部、所述通信部相连，用于为所述控制部、所述通信部供电；所述供电部设置有外电路接口，用于与外电路连接以为自身充电。

可选的，所述外电路接口包括USB口，所述USB口还与所述控制部相连，用于执行所述智能鞋垫与外部设备之间的数据传输。

另一方面，本发明还提供一种所述的智能鞋垫的工作方法，包括：通过所述压力感应部将脚的一个或者多个部位传来的压力信号转换成相应的电 信号；通过所述控制部将所述压力感应部传来的电信号形成相应的控制信号；通过所述通信部将所述控制部产生的控制信号向受控设备发送。

可选的，所述通过所述控制部将所述压力感应部传来的电信号形成相应的控制信号包括：通过所述控制部将所述压力感应部中不同方向感应部发出的方向感应信号与确定感应部发出的确定感应信号中的至少两种进行组合，以模拟预设功能按键。

本发明实施例提供的智能鞋垫及其工作方法，在鞋垫基层上设置有压力感应部、控制部和通信部，由于压力感应部能够将脚的不同部位传来的压力转换成相应的电信号，通过控制部将该电信号转换成相应的控制信号后，即可通过通信部发送控制信号以便控制相应的设备。这样即可利用脚部动作实现对相应设备的控制，有效解放了用户的双手，大大提高了用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例提供的智能鞋垫的一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的智能鞋垫的另一种结构示意图；

图3为本发明实施例提供的智能鞋垫的又一种结构示意图；

图4为本发明实施例提供的智能鞋垫的工作方法的一种流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

如图1所示，本发明的实施例提供一种智能鞋垫，包括：

鞋垫基层11，鞋垫基层11与脚底接触，且具有与脚相适应的轮廓；

压力感应部12，压力感应部12设置于鞋垫基层11上，用于将脚的一个或多个部位传来的压力信号转换成相应的电信号；

控制部13，与压力感应部12相连，用于根据压力感应部12传来的电信号形成相应的控制信号；

通信部14，与控制部13相连，用于将控制部13产生的控制信号向受控设备发送。

本发明实施例提供的智能鞋垫，在鞋垫基层11上设置有压力感应部12、控制部13和通信部14，由于压力感应部12能够将脚的不同部位传来的压力转换成相应的电信号，通过控制部13将该电信号转换成相应的控制信号后，即可通过通信部14发送控制信号以便控制相应的设备。这样即可利用脚部动作实现对相应设备的控制，有效解放了用户的双手，大大提高了用户体验。

具体而言，鞋垫基层11可以为上下两层绝缘垫中间夹设功能模块的结构，当然也可以将功能模块设置在鞋垫的上表面或下表面，只要不影响其实现有效的鞋垫功能和智能控制功能即可。

可选的，如图2所示，压力感应部12可以分为多个部分，分散设置于鞋垫基层11上。压力感应部12可具体包括方向感应部和确定感应部，其中，方向感应部可用于将压力信号转换成相应的方向控制信号；确定感应部可用于将压力信号转换成确定控制信号。为了使各部分感应到的压力大小适度且具有良好的分辨力，优选的，可以根据人体工学原理，方向感性部可包括上、下、左、右方向感应部，其中，上方向感应部用于将接收到的压力信号转换成“向上”信号，下方向感应部用于将接收到的压力信号转换成“向下”信号，左方向感应部用于将接收到的压力信号转换成“向左”信号，右方向感应部用于将接收到的压力信号转换成“向右”信号。

可选的，所述上方向感应部122可设置于鞋垫的上部并对应于脚尖部位；下方向感应部123设置于鞋垫基层的下部并对应于脚跟部位；左方向感应部 124设置于鞋垫的左侧并对应于左侧脚弓部位；右方向感应部125设置于鞋垫的右侧并对应于右侧脚弓部位。而确定感应部121可以对应脚拇趾覆盖的区域。

可选的，当确定感应部121、上方向感应部122、下方向感应部123、左方向感应部124、右方向感应部125中的每一个都单独作为感应信号源时，这五个感应部可以具体用于模拟导航键。这样即可通过脚部不同部位的按压动作实现对受控设备界面的五维导航操作。

以左脚鞋垫为例进行说明。如图2所示，左脚的前、后、左、右易操控区和脚拇趾区上可以分别设置有一个压力传感器，其分布位置依次为脚前掌四个小脚趾感应区(脚尖感应区)、脚后跟感应区、脚前掌左侧边缘感应区、脚前掌右侧边缘感应区和脚拇趾感应区。之所以如此分布，因为脚趾不同于手指，脚趾中正常人只有脚拇趾能够相对灵活单独操作，实现五维方向控制，因此，优选的，脚拇趾对应于五维导航键中的OK键。同样，因为普通人四个小脚趾很难单独操控，所以任意一个或多个小脚趾作用均仅相当于五维导航键的上键。脚后跟为五维导航键的下键。脚前掌左侧边缘、脚前掌右侧边缘则分别对应五维导航键的左键和右键。

进一步的，压力感应部12的不同部分，除了可以单独作为感应信号源提供控制信号外，还可以进行组合，从而形成另外的控制功能。将所述压力感应部中不同方向感应部发出的方向感应信号与确定感应部发出的确定感应信号中的至少两种进行组合，以模拟预设功能按键。本实施例中，即可以将确定感应部121、上方向感应部122、下方向感应部123、左方向感应部124、右方向感应部125中的任意两者的感应信号进行组合，以模拟预设功能按键，如音量加减按键等。

下面通过具体实施例来说明。普通遥控器一般最常用的按键有开关键、五维导航键，音量加减，倒退、暂退和快进功能键，返回键、home(直接返 回主菜单)键、菜单键等。

其中，对于智能鞋垫启动或关闭，可以通过以下方式实现：

1.长时间脚尖或后脚跟按压，如设定按压时间超过10秒；

2.大脚趾长时间按压，如设定按压时间超过10秒；

3.遥控启动。此方式可以借助手持实体遥控器或手机上的遥控应用程序实现。也可以让智能鞋垫进入睡眠待机状态，在此状态时可以对智能鞋垫进行唤醒。

对于五维导航键，可以通过在前述脚力压控区的五个作用区域上进行单次按压实现，其中，脚掌前后左右部位单次按压可实现四个方向键功能；拇趾单次按压可实现ok键功能。优选的，为了避免误操作，当前掌用力时检测到的拇趾用力时，表明可能是由于身体平衡等其他原因导致的拇趾用力，因此可以忽略该操作，而在脚平放的情况下，检测到单独的拇趾下压才确定为“ok”)。

对于倒退、暂退和快进功能键，可以采用双击(即短时间内连续两次脚掌或拇趾按压)五维导航键进行模拟。例如，脚弓左侧压两次代表后退，脚弓右侧压两次代表前进，拇趾压两次代表暂停/继续的切换。对于音量键，可以采用脚尖“双击”(短时间内按压两次)代表音量增，脚后跟“双击”代表音量减。

对于返回键、home键、菜单键，可以采用拇趾配合前后左右脚掌实现。例如，拇趾和脚弓左侧一起下压实现返回，拇趾和脚后跟一起下压实现直接回到主界面，拇趾和右侧一起下压实现菜单功能。

可选的，在本发明的一个实施例中，也可以根据前后左右脚掌按压用力大小的不同来区分不同的功能。如，可通过重按上方向感应部122实现返回，通过重按下方向感应部123打开菜单，通过重按左方向感应部124或右方向感应部125实现直接回到主界面。而同样情况下轻按上述区域则可实现模拟 五维导航键。

需要说明的是，对上述功能按键的模拟仅仅为示例性的而非限制性的，上述音量、倒退、快进等功能对应的感应部位也可以互换，只要能实现相应的功能即可，本发明的实施例对此不作限定。根据该按键模拟思路，还可以进一步实现对静音、关闭程序、关机、切回桌面及打开浏览器主页的多媒体及上网应用快捷键等的模拟。

进一步的，智能鞋垫还包括触摸模拟感应装置，用于将滑动操作模拟成滚轮滑动操作或鼠标移动操作，从而进一步方便了用户对受控设备的操作。所述触摸模拟感应装置可以设置于鞋垫基层上部并对应于脚趾滑动覆盖的区域。

压力感应部12将脚的不同部位传来的压力转换成相应的电信号之后，控制部13即可将该电信号或电信号的组合转换成控制信号，然后通过通信部14向受控设备发送。控制部13和通信部14在鞋垫基层11上的分布可如图3所示。其中，控制部13具体为主芯片，其为电路信息系统的核心，为了尽量减小其所受压力，可以将控制部13设置在脚弓对应的位置附近。而通信部14由于要与外界进行无线通信，为了减小人体对无线信号的影响，优选的，可以将通信部14设置于鞋垫基层11的与前脚掌边缘相对应的区域。可选的，本实施例中，通信部14包括蓝牙通信部、wifi通信部和NFC通信部中的一种或几种，分别可以通过蓝牙、wifi和NFC与外界进行通信，从而实现设备控制，也可以作为一个wifi热点为附近无线终端提供wifi上网服务。

为了给智能鞋垫中设置的各个功能模块进行供电，智能鞋垫上还设置有供电部，本实施例中具体为电源管理模块，供电部分别与控制部13、通信部14相连，用于为控制部13、通信部14供电。供电部可以设置有外电路接口，用于与外电路连接以为自身充电。可选的，这些外电路接口可以包括USB口或者厚度较小的探针触点接口，只要能够与外电路接通进行充电即可。特 别的，当该外电路接口为USB口时，该USB口还可与控制部13相连，用于执行智能鞋垫与外部设备之间的数据传输。

下面以NFC通信方式为例，详细说明智能鞋垫对汽车内流媒体设备的控制过程。

步骤1，准备好NFC标签；

步骤2，由于智能鞋垫不具有可视化人机界面，需要借助个人电脑或智能手机把NFC标签应用程序APP设置好并推送到智能鞋垫中，也就是说，是通过个人电脑或智能手机来设置智能鞋垫预置的NFC标签应用程序APP。可选的，设置的信息可包括智能鞋垫要启动各种受控设备信息，如车载导航系统、家庭智能电器系统等信息，以及设备环境如汽车、家中、办公区信息等；

步骤3，将NFC标签贴在特定环境的特定位置，如汽车可以在车门附近；

步骤4，当智能鞋垫靠近则NFC标签时，智能鞋垫系统则开启或关闭车载导航系统、家庭智能电器等关联受控设备。由于NFC模块耗电极低，可以是直接电源常供电状态，故可以在系统不开机时也处于激活状态。

相应的，如图4所示，本发明的实施例还提供一种上述智能鞋垫的工作方法，具体可包括：

S11，通过所述压力感应部将脚的一个或者多个部位传来的压力信号转换成相应的电信号；

S12，通过所述控制部将所述压力感应部传来的电信号形成相应的控制信号；

S13，通过所述通信部将所述控制部产生的控制信号向受控设备发送。

本发明实施例提供的智能鞋垫的工作方法，由于智能鞋垫的压力感应部能够将脚的不同部位传来的压力转换成相应的电信号，通过控制部将该电信号转换成相应的控制信号后，即可通过通信部发送控制信号以便控制相应的 设备。这样即可利用脚部动作实现对相应设备的控制，有效解放了用户的双手，大大提高了用户体验。

可选的，步骤S12中，通过所述控制部将所述压力感应部传来的电信号形成相应的控制信号包括：

通过所述控制部将所述压力感应部中不同方向感应部发出的方向感应信号与确定感应部发出的确定感应信号中的至少两种进行组合，以模拟预设功能按键。

关于该智能鞋垫的详细工作原理已经在前文进行了详细描述，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。