一种步态分析设备用控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及步态分析，特别涉及一种步态分析设备用控制系统及其控制方法。

背景技术：

1、步态分析设备用控制系统是一种进行步态智能监测分析的系统，电路部分包括一个主电路板，一个转接板，中间是聚合物锂电池，转接板通过导线连接主电路板的电源接口，并通过触点和充电盒的探针接触进行充电，主电路板内部主要通过中央处理器单元进行控制，随着科技的不断发展，人们对于步态分析设备用控制系统的制造工艺要求也越来越高。

2、现有的步态分析设备用控制系统在使用时存在一定的弊端，首先，现有的步态分析设备结构较为单一，单纯的设置一个步态监测传感器进行监测，只能获得一个步数数据，使用性能较为单一，不利于人们的使用，还有，不能很方便的上传与数据分析，现有步态检测设备基本都需要外接充电器进行充电，在室外运动时一般不太方便，给实际的使用过程带来了一定的不利影响，为此，我们提出一种步态分析设备用控制系统及其控制方法，提供了设备和充电盒相互配合的解决方案。一方面，充电盒可以方便给设备随时随地的充电，保障设备的持续使用；另一方面，为设备提供了收纳功能，方便用户随身携带。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种步态分析设备用控制系统及其控制方法，设备控制系统包括设备中的主电路板和转接板。其中通过电压状态检测模块判断设备是否处在充电盒中；另外作为替代方案，也可以在主电路板中通过增加一个霍尔传感器，感应靠近或远离充电盒磁铁时的磁场变化，来判断设备是否在充电盒中。充电盒监测控制系统包括充电盒中的一块控制电路板，其中包含自己的一个中央处理器用于充电盒相关控制。开合检测模块位于充电盒控制电路中，其中的霍尔传感器通过感应开盖关盖时磁场变化来判断充电盒的开盖和关盖状态。然后根据检测的开盖关盖状态由电压控制模块控制充电电压的升降。而由电流检测模块根据充电电流大小判断充电盒中设备的充电状态，包括是否在充电，或者充满，或者充电盒中没有设备，提供了设备和充电盒相互配合的解决方案。一方面，充电盒可以方便给设备随时随地的充电，保障设备的持续使用；另一方面，为设备提供了收纳功能，方便用户随身携带，可以有效解决背景技术中的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种步态分析设备用控制系统，包括设备控制系统与充电盒监测控制系统，所述设备控制系统与充电盒监测控制系统相互配合，所述设备控制系统通过检测充电触点间的电压状态以及设备从充电盒拿出时输入电压从高电平变化到低电平产生的中断信号来检测设备是否在充电盒中，所述充电盒监测控制系统通过开合检测模块自动判断盒盖打开和关闭的时刻，根据开合状态通过电压控制模块控制充电电压的相应升降，同时检测充电电流的变化，检测设备是否处于充电盒中、重启充电过程以及检测设备是否充满电；

5、所述设备控制系统包括气压计模块、传感器模块、聚合物锂电池模块、无线传输模块、中央处理器单元、电源管理模块、数据存储模块、双色指示灯模块与充电状态检测模块，所述中央处理器单元连接气压计模块、传感器模块、无线传输模块、电源管理模块、数据存储模块、双色指示灯模块与充电状态检测模块，所述电源管理模块连接聚合物锂电池模块；

6、所述充电盒监测控制系统包括充电盒中央处理器单元，开合检测模块、充电电流监测模块、充电电压控制模块、双色指示灯模块、电源管理模块与聚合物锂电池模块，所述充电盒中央处理器单元连接开合检测模块、充电电流监测模块、充电电压控制模块、双色指示灯模块与电源管理模块。

7、作为本技术一种优选的技术方案，所述开合检测模块内部设置有霍尔传感器模块、磁场数据输出模块、开关识别模块与充电控制模块，所述充电盒中央处理器单元连接磁场数据输出模块、开关识别模块与充电控制模块，所述磁场数据输出模块连接霍尔传感器模块。

8、作为本技术一种优选的技术方案，所述充电电压控制模块内部设置有电路升压模块、电路降压模块，所述充电盒中央处理器单元连接电路升压模块与电路降压模块。

9、作为本技术一种优选的技术方案，所述气压计模块、传感器模块、聚合物锂电池模块和电源管理模块的输出端与中央处理器单元的输入端电性连接，所述中央处理器单元的输出端与数据存储模块和双色指示灯模块的输入端电性连接。

10、作为本技术一种优选的技术方案，所述霍尔传感器模块的输出端与磁场数据输出模块的输入端电性连接，所述磁场数据输出模块的输出端与充电盒中央处理器单元的输入端电性连接，所述充电盒中央处理器单元与开关识别模块之间双向电性连接，所述充电盒中央处理器单元的输出端与充电控制模块的输入端电性连接。

11、作为本技术一种优选的技术方案，所述充电盒中央处理器单元的输出端与电路升压模块和电路降压模块的输入端电性连接。

12、一种步态分析设备用控制方法，包括以下操作步骤：

13、s1：设备端的电路部分包括一个主电路板，一个转接板，中间是聚合物锂电池，转接板通过导线连接主电路板的电源接口，并通过触点和充电盒的探针接触进行充电；

14、s2：主电路板主要包括mcu、6轴或9轴惯性传感器、气压计、外部flash，用于本地保存步态数据、一个双色led灯，执行电源状态显示以及蓝牙连接等功能、电源管理模块，包括充电芯片，电量检测芯片等、聚合物锂电池；

15、s3：在充电盒的控制电路板上，靠近充电盒外侧磁铁的地方有霍尔传感器。在打开翻盖时，上盖上的磁铁远离霍尔传感器，磁场减弱；在关闭时，靠近霍尔传感器，磁场增强，开合检测模块通过霍尔传感器感应周围磁场的变化，可以识别上盖是否打开或关闭；

16、s4：对于充电盒来说，在开合检测模块检测到关盖动作后，电路升压到高电平充电电压，例如5v，以给设备充电。并且检测此时的充电电流，根据这个电流的大小检测此时是否有设备在充电。如果电流较大则判断有设备在充电，此时维持高电平充电电压。如果设备充满或充电盒内没有设备，电流较小，则充电盒恢复并维持自身的电池电压，降低功耗；

17、s5：对于设备来说，充电状态检测模块通过检测两个充电触点间的电压以判断是否在充电，在放入充电盒时，处于工作状态的设备会检测到触点间有电压，则判断已经放入充电盒然后进入休眠状态，在充电盒开盖时，触点间的电压从高电平降到0v，设备自身会产生一个输入高电平到低电平的中断信号，此时唤醒设备，实现自动检测到放入或拿出充电盒状态的目的。

18、作为本技术一种优选的技术方案，所述s5步骤中，设备端主电路板也可以增加一个霍尔传感器用于检测设备放入或拿出充电盒的状态，在设备靠近或远离充电盒的磁铁时，通过霍尔传感器感应到的磁场变化同样可以检测设备放入或拿出充电盒的状态。

19、作为本技术一种优选的技术方案，所述主电路板将相关数据通过ble发送给手机app，分析和展示相关数据，给用户以实时反馈和运动指导，并且通过app可以对其进行设置和其它相关操作。

20、(三)有益效果

21、与现有技术相比，本发明提供了一种步态分析设备用控制系统及其控制方法，具备以下有益效果：该一种步态分析设备用控制系统及其控制方法，设备控制系统包括设备中的主电路板和转接板。其中通过电压状态检测模块判断设备是否处在充电盒中；另外作为替代方案，也可以在主电路板中通过增加一个霍尔传感器，感应靠近或远离充电盒磁铁时的磁场变化，来判断设备是否在充电盒中。充电盒监测控制系统包括充电盒中的一块控制电路板，其中包含自己的一个中央处理器用于充电盒相关控制。开合检测模块位于充电盒控制电路中，其中的霍尔传感器通过感应开盖关盖时磁场变化来判断充电盒的开盖和关盖状态。然后根据检测的开盖关盖状态由电压控制模块控制充电电压的升降。而由电流检测模块根据充电电流大小判断充电盒中设备的充电状态，包括是否在充电，或者充满，或者充电盒中没有设备，具体的充电过程如下，对于充电盒来说，在检测到关盖动作后，电路升压到高电平充电电压，例如5v，以给设备充电。并且检测此时的充电电流，根据这个电流的大小检测此时是否有设备在充电。如果电流较大则判断有设备在充电，此时维持高电平充电电压。如果设备充满或充电盒内没有设备，电流较小，则充电盒恢复并维持自身的电池电压(3点几到4.2v)。这样可以降低功耗，同时给设备充电触点间维持这个电池电压，使得设备一直能处于休眠状态。在检测到开盖动作后，则充电盒的充电电压降为0v。再关盖则重复如上的过程。这样充电盒就实现了自动检测有无充电设备以及相应的充电管理功能。

22、对于设备来说，通过检测两个充电触点间的电压以判断是否在充电。在放入充电盒时，处于工作状态的设备会检测到触点间有电压，则判断已经放入充电盒然后进入休眠状态。在充电盒开盖时，触点间的电压从高电平降到0v，设备自身会产生一个输入高电平到低电平的中断信号，此时唤醒设备。这样设备可以实现自动检测到放入或拿出充电盒状态的目的。在充电时自动休眠以节省功耗，在离开充电盒后自动唤醒并进行工作，本技术提供了设备和充电盒相互配合的解决方案。一方面，充电盒可以方便给设备随时随地的充电，保障设备的持续使用；另一方面，为设备提供了收纳功能，方便用户随身携带，整个步态分析设备用控制系统结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。