一种基于社交平台的智能运动交友手环及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于社交平台的智能运动交友手环，包括手环本体和设置在手环本体上的锂电池降压电路和中央处理芯片等部件；本发明还公开了一种应用于基于社交平台的智能运动交友手环的控制方法，包括以下步骤：1、长按功能选择键进行功能选择，按下功能选择键切换模式；2、第一次按下功能选择键切换走路模式；3、第二次按下功能选择键切换跑步模式；4、第三次按下功能选择键切换蓝牙模式；5、第四次按下功能选择键切换感应交友模式；6、第五次按下功能选择键切换运动后缓冲时间提醒模式；7、第六次按下功能选择键切换走路模式，长按电源键手环停止工作。具有能激发年轻人运动的兴趣并确保其运动的安全等优点。
【专利说明】一种基于社交平台的智能运动交友手环及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可穿戴式运动电子设备技术，特别涉及一种基于社交平台的智能运动交友手环及其控制方法。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的发展，人们更关注生活质量。但由于工作、课业压力大，缺乏运动伙伴，单纯的运动缺乏娱乐性等原因，年轻一代的体质越来越差。目前，市场上已有多款可穿戴式运动产品，用于监测用户运动状态，主要有两种功能:第一，计步和计算人体消耗热量，也就是记录用户24小时运动情况的功能，但是显然这只对坚持每日锻炼的用户起作用，并不能激发日常缺乏锻炼群体的兴趣。第二，个人的健康监测，如心率、睡眠监测等功能，但枯燥的医学数据难以满足用户运动娱乐的需求。
[0003]面对现在的情况，在分析市场需求后，本发明采用基于社交平台的方式激励年轻人健康安全运动。在运用加速度传感器计步的基础上进行创新，利用年轻人的好胜心理，采用社区排名的方式激发其对运动兴趣；同时，针对缺乏运动伙伴这一点，设计感应交友的方式，为年轻人在运动场所结交志同道合的运动伙伴提供一种新颖有趣的方式。
【发明内容】
[0004]本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于社交平台的智能运动交友手环，该交友手环实现了一个模块多种用途，使用加速度传感器模块就能实现计步和防盗等功能，使用射频模块就能实现报警、感应和数据交换等功能，既缩小了尺寸，又节约了成本。
[0005]本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种应用于基于社交平台的智能运动交友手环的控制方法，该控制方法可以用于激励年轻人坚持锻炼，有助于解决目前的年轻群体越来越缺乏定量运动的问题。
[0006]本发明的首要目的通过下述技术方案实现:一种基于社交平台的智能运动交友手环，包括中央处理芯片2、锂电池降压电路1、加速度传感器模块6、射频模块9、蓝牙模块10、心率测量模块8、LED模式显示灯3、震动马达7、模式控制按键4和蜂鸣器5等。
[0007]所述的中央处理芯片2为型号为STC12LE5A60S2的单片机，所述的加速度传感器模块为型号为ADXL345的三轴加速度传感器模块13，所述的锂电池供电电路为以HT7533芯片为基础的降压电路，所述的射频模块为型号为NRF24L01++的射频模块11，所述的蓝牙模块为型号为HC-06的蓝牙模块，所述的心率测量模块为PULSESENS0R，所述的LED模式显示灯为贴片多色LED。STC12LE5A60S2为低电压低功耗处理芯片，同时编写的代码启用单片机内部的低功耗模式，保证低电量条件下系统的续航时间足够长。使用ADXL345加速度传感器模块进行计步操作和防盗感应，ADXL345作为一款三轴加速度传感器，超低功耗，可变量程，分辨率高，能够在运动或者振动的环境中精确测量动态加速度，满足计步以及防盗感应的灵敏度要求。使用射频模块NRF24L01+来进行手环间的感应、数据的交换，以及防盗报警，NRF24L01+作为一款成熟的射频模块，能够满足稳定迅速的传递手环的运动数据的要求，同时NRF24L01+传输距离能达200米，符合防盗报警所需的传输距离实际，并且其本身具有低功耗模式，能够有效的节省电量。使用蓝牙模块HC-06进行手环与手机客户端的通信，目前市面手机都具有蓝牙模块，基于成熟的蓝牙技术，不仅能可靠的传输数据，并且对于市面上的手机具有普适性。
[0008]使用心率测量模块PULSESENSOR测量心率，PULSESENSOR基于光电效应的原理，能够输出稳定的脉搏波，结合最优算法，使得心率的测量值在允许的误差范围之内。使用LED模式灯、模式控制按键以及蜂鸣器进行模式的提醒以及切换，方便用户使用和操作。
[0009]本发明的另一目的通过以下技术方案实现:一种应用于基于社交平台的智能运动交友手环的控制方法，包括以下步骤:
[0010]步骤1、长按模式控制按键4中的电源键开启手环，红色LED亮起，然后长按模式控制按键4中的功能选择键进行功能选择，接下来每次按下功能选择键，都切换成不同的模式；
[0011]步骤2、第一次按下功能选择键,黄色LED亮起,对应走路模式；
[0012]步骤3、第二次按下功能选择键,绿色LED亮起,对应跑步模式；
[0013]步骤4、第三次按下功能选择键，蓝色LED亮起，对应蓝牙模式；
[0014]步骤5、第四次按下功能选择键，黄、绿、蓝三色LED同时亮起，对应感应交友模式；
[0015]步骤6、第五次按下功能选择键，黄、绿、蓝三色LED依次亮起，对应运动后缓冲时间提醒模式；
[0016]步骤7、第六次按下功能选择键，重新回到走路模式，当再次长按电源键时，手环停止工作，红色LED熄灭。
[0017]在步骤2中，进入走路模式后，加速度传感器模块6采集运动加速度值，传送到中央处理芯片2处理后，得到走路步数、距离和时间，并存储到中央处理芯片2的内部存储器中。
[0018]进入跑步模式后，加速度传感器模块6采集运动加速度值，传送到中央处理芯片2处理后，得到跑步步数、距离和时间，并存储到中央处理芯片2的内部存储器；同时，射频模块9接收来自书包防盗装置的射频模块11的安全信号，一旦加速度传感器模块13监测到书包被移动，中央处理芯片12控制射频模块11发送报警信号，射频模块9接收报警信号并传送给中央处理芯片2，控制蜂鸣器5响起和马达7震动。
[0019]在步骤4中，进入蓝牙模式后，按下电源键进入个人模式时，中央处理芯片2将内部存储器中的跑步步数、距离和时间，通过蓝牙模块10发送到手机APP，同时手机APP中注册的用户名和电话等个人信息也将传送回中央处理芯片2进行存储。再次按下电源键进入好友比拼模式时，中央处理芯片2将内部存储器中的好友个人信息和运动数据，通过蓝牙模块10发送到手机APP显示比拼界面，并同步到服务器，用以建立社区进行好友排名。
[0020]在步骤5中，进入感应模式后，射频模块9处于收发状态，若检测到附近同处于收发状态的射频模块时，蜂鸣器5响两声提醒，两设备互传用户个人信息和运动数据并传送到各自的中央处理芯片，保存于内部存储器中。
[0021]在步骤6中，进入缓冲时间提醒模式后，心率测量模块8监测用户心率并传送到中央处理芯片2比对，当心率值处于正常状态的范围时，中央处理芯片2控制蜂鸣器响起，提醒用户心率已恢复正常可坐下休息。
[0022]本发明的应用于基于社交平台的智能运动交友手环的控制方法还包括以下步骤:
[0023]步骤A、执行步骤2到6的任意一步后，按下电源键，蜂鸣器5响一声，表示进入相应模式；
[0024]步骤B、进入任意模式后，长按功能选择键，蜂鸣器5响一声，表示退出该模式，再次进行功能选择；
[0025]步骤C、在步骤4中，进入蓝牙模式后，第一次按下电源键，进入个人模式，第二次按下电源键，进入好友比拼模式，第三次按下电源键，回到个人模式。
[0026]本发明的技术方案可以依照场景出现的时间顺序，包含如下功能:
[0027]功能一:统计步数；功能二:书包防盗；功能三:一千米距离智能提醒；功能四:感应与交友；功能五:运动后放松缓冲时间提醒；功能六:好友比拼；功能七:社区排名。
[0028]功能一，统计步数。日常生活中，手环处于黄色LED对应的走路模式，记录走路步数，数据可通过开启绿色LED对应的蓝牙模式传输到手机APP显示。当用户来到运动场时，切换到蓝色LED对应的跑步模式，此时手环中加速度传感器6记录用户跑步的步数、距离和时间，并存储于中央处理芯片2中。
[0029]功能二，书包防盗。用户运动前，可将防盗装置开启，放入书包中，并将书包放置在运动场的某一个角落，再进行运动。此时防盗装置已通过射频模块11与手环建立通信，一旦防盗装置的加速度传感器模块13感应的到书包被移动，便会响起蜂鸣器报警，并向手环发送报警信号，此时手环蜂鸣器5响起，马达7震动报警。
[0030]功能三，一千米距离智能提醒，用户开始跑步后，加速度传感器模块6实时记录着用户跑步的距离，每一千米马达7震动一秒提醒，此项功能对于无任何距离标记的户外跑步十分有意义，使用户更好的把握运动量。
[0031]功能四，感应交友。用户在运动过程中，若遇到想要结识的运动伙伴，可以打开蓝绿黄三色LED同时亮起对应的感应模式，射频模块9交替发射和接收交友信号，当与另一个手环上的射频模块9对接成功时，交换包含用户名和手机号的数据存入主控芯片12，蜂鸣器5发出“滴滴”响声，表示添加好友成功。
[0032]功能五，运动后放松缓冲时间提醒。当用户跑步结束后，开启流水灯对应的心率监测模式，将指尖置于心率检测模块8上，当检测到心率在50-80次每秒时，蜂鸣器响起，表示运动后缓冲时间已足够，用户可以停下来休息。
[0033]功能六，好友比拼。用户结束运动，回到宿舍或者其他公众场所时，若想与身边好友比拼运动量，就可以先开启三色LED全亮对应的感应模式，通过射频模块9与好友交换跑步数据，然后开启绿色LED对应的蓝牙模式，通过蓝牙模块10向手机APP传输用户及其好友的跑步数据，进而在手机客户端显示双方分数和胜负。
[0034]功能七，社区排名。若用户想与多位好友进行运动数据的分享和排名，只需开启绿色LED对应的蓝牙模式，将用户个人的运动数据传输到手机客户端，此时数据将在客户端上显示，将手机联网后，个人数据将存入服务器搭建的包含多位好友社区，绘制每日消耗卡路里图后，运用专门制定的评分标准进行分数排名。设置额外加分项，即在原有分数基础上，加上坚持运动的天数乘以当天消耗卡路里，并绘制每日消耗卡路里的折线图。
[0035]本发明的原理:本发明的智能运动交友手环在运用ADXL345三轴加速度计测量人体跑步距离的基础上，进行每跑一千米距离的智能提醒以及消耗热量(卡路里)的计算；利用光电传感器测量心率，与数据库中正常生活状态的心率数据进行比较，计算出用户运动后所需的放松时间；将Bluetooth模块、手机Android客户端以及远程Servers相结合,建立全部用户的个人数据存储与显示平台，形成多个社区；通过NRF24L01+数据传输技术，在客户端建立用户之间感应交友、二人比拼的平台；附带书包防盗功能；稳定的锂电池充放电模块确保手环长期稳定的工作。本发明的交友和多种竞争模式，以及辅助模块，能激发年轻人运动的兴趣，并确保其运动的健康和安全。
[0036]本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0037]1、本发明所选器件模块都具有低功耗模式，同时编写的代码也建立在低功耗的基础上，大大节省电量，符合穿戴式设备低功耗的要求。
[0038]2、本发明创新的实现了一个模块多种用途，使用加速度传感器模块就能实现计步和防盗等功能，使用射频模块就能实现报警、感应和数据交换等功能，既缩小了尺寸，又节约了成本。
[0039]3、本发明利用手环、手机APP、服务器等平台搭建了全方位的功能丰富的社交平台，结合专门制定的鼓励坚持每日运动的评分标准，极大地提高了年轻群体运动的积极性。
[0040]4、本发明创新的考虑到了运动时的财产安全问题，为手环增加了防盗功能，使得年轻群体能够毫无顾虑地运动。
[0041]5、本发明创新的考虑到了运动健康的问题，为手环增加了心率检测功能，用于运动后放松缓冲时间的提醒。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1为本发明所述的一种基于社交平台的智能运动交友手环的结构示意图。
[0043]图2为本发明所述的一种基于社交平台的智能运动交友手环的功能示意图。
[0044]图3为本发明所述的一种基于社交平台的智能运动交友手环的运动数据处理流程图。
[0045]图4为本发明所述的一种基于社交平台的智能运动交友手环的交友流程图。
[0046]图1中的附图标记说明如下:1、锂电池降压电路；2、中央处理芯片STC12LE5A60S2 ;3、LED ;4、按键；5、蜂鸣器；6、ADXL345加速度传感器模块；7、振动马达；8、心率传感器；9、NRF24L01+射频模块；10、HC-06蓝牙模块；11、NRF24L01+射频模块；12、主控芯片STC12LE5A60S2 ;13、ADXL345加速度传感器模块。
【具体实施方式】
[0047]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0048]实施例
[0049]如图1和图2所示，一种基于社交平台的智能运动交友手环的工作过程如下:点亮不同颜色的LED3对应不同的功能。黄色LED对应走路计步功能；蓝色LED对应跑步计步功能；绿色LED对应交友、比拼功能；黄、蓝、绿都点亮，对应感应、交友功能；流水灯，即黄、蓝、绿依次点亮，对应运动后缓冲提醒功能。各功能之间的切换通过按键4的长按、短按来实现。
[0050]如图1和图3所示，手环上的ADXL345加速度传感器模块6采集并记录运动者的实时加速度值，中央处理芯片2实时读取并且处理加速度数值，使其转化为运动者的运动步数，计算出运动者的运动距离；中央处理芯片2实时记录了运动者的运动时间；通过运动距离和运动时间，进而计算出运动者消耗的热量。
[0051]如图1所示，运动者在运动过程中，手环时刻接收来自书包防盗装置11、12、13传过来的信号，当有人触碰书包时，防盗装置中通过ADXL345加速度传感器模块13产生感应，通过NRF24L01+射频模块11发出报警信号，手环上的NRF24L01+射频模块9接收到报警信号后，蜂鸣器5发出“嘀”的报警声。
[0052]手环实现了运动状态智能提醒功能，包括距离提醒和心率提醒。距离提醒体现在，运动者每运动满一千米，手环上的振动马达7会振动一次，从而告知运动者其运动里程。心率提醒体现在，运动结束后，心率传感器8测量运动者的心率值，由中央处理芯片2实时读取，当心率降到静息时的数值时，蜂鸣器“嘀”声响三秒提醒运动者缓冲完成。
[0053]如图1和图4所示，NRF24L01+射频模块9可用于两个手环之间传递运动者的用户信息，包括姓名、手机号、运动距离和运动时间，把这些数据通过HC-06蓝牙模块10传到手机客户端，计算出各自运动消耗的热量，在手机上看到双方的运动数据，从而实现了双方的运动数据比拼，有利于双方结交为朋友。
[0054]如图4所示，通过HC-06蓝牙模块10与手机客户端的连接，手环可以将运动者的运动距离、运动时间、实时心率传到手机客户端，计算出消耗的热量，并绘制出每日运动消耗热量的折线图，进而以这些数据为基础建立在线运动交友社区，实现以运动为主题的线上朋友圈。
[0055]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于社交平台的智能运动交友手环，包括手环本体，其特征在于:还包括设置在手环本体上的锂电池降压电路(I)、中央处理芯片(2)以及均与中央处理芯片(2)相连的蓝牙模块(10)、射频模块(9)、加速度传感器模块￠)、心率测量模块(8)、震动马达(7)、LED模式显示灯(3)、模式控制按键(4)和蜂鸣器(5)。
2.根据权利要求1所述的基于社交平台的智能运动交友手环，其特征在于:所述的中央处理芯片(2)为STC12LE5A60S2单片机，所述的蓝牙模块(10)为HC-06，所述的射频模块(9)为NRF24L01+，所述的加速度传感器模块(6)为ADXL345，所述的心率测量模块(8)为PULSESENSOR,所述的LED模式显示灯包括有红、蓝、绿和黄四种颜色的贴片LED，所述的模式控制按键(4)为两个贴片按键。
3.一种应用于权利要求1所述的基于社交平台的智能运动交友手环的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、长按模式控制按键(4)中的电源键开启手环，红色LED亮起，然后长按模式控制按键(4)中的功能选择键进行功能选择，接下来按下功能选择键，以切换模式； 步骤2、第一次按下功能选择键，黄色LED亮起，切换走路模式； 步骤3、第二次按下功能选择键,绿色LED亮起,切换跑步模式； 步骤4、第三次按下功能选择键，蓝色LED亮起，切换蓝牙模式； 步骤5、第四次按下功能选择键，黄、绿、蓝三色LED同时亮起，切换感应交友模式； 步骤6、第五次按下功能选择键，黄、绿、蓝三色LED依次亮起，切换运动后缓冲时间提醒模式； 步骤7、第六次按下功能选择键，重新回到走路模式，再次长按电源键时，手环停止工作，红色LED熄灭。
4.根据权利要求3所述的基于社交平台的智能运动交友手环的控制方法，其特征在于，在步骤2中，进入走路模式后，加速度传感器模块(6)采集运动加速度值，传送到中央处理芯片(2)处理后，得到走路步数、距离和时间，并存储到中央处理芯片(2)的内部存储器中。
5.根据权利要求3所述的基于社交平台的智能运动交友手环的控制方法，其特征在于，在步骤3中，进入跑步模式后，加速度传感器模块6采集运动加速度值，传送到中央处理芯片(2)处理后，得到跑步步数、距离和时间，并存储到中央处理芯片2的内部存储器；同时，射频模块(9)接收来自书包防盗装置的射频模块(11)的安全信号，一旦加速度传感器模块(13)监测到书包被移动，中央处理芯片12控制射频模块(11)发送报警信号，射频模块(9)接收报警信号并传送给中央处理芯片(2)，控制蜂鸣器(5)响起和马达(7)震动。
6.根据权利要求3所述的基于社交平台的智能运动交友手环的控制方法，其特征在于，在步骤4中，进入蓝牙模式后，按下电源键进入个人模式时，中央处理芯片(2)将内部存储器中的跑步步数、距离和时间，通过蓝牙模块(10)发送到手机APP，同时手机APP中注册的用户名和电话等个人信息也将传送回中央处理芯片(2)进行存储。再次按下电源键进入好友比拼模式时，中央处理芯片(2)将内部存储器中的好友个人信息和运动数据，通过蓝牙模块(10)发送到手机APP显示比拼界面，并同步到服务器，用以建立社区进行好友排名。
7.根据权利要求3所述的基于社交平台的智能运动交友手环的控制方法，其特征在于，在步骤5中，进入感应模式后，射频模块(9)处于收发状态，若检测到附近同处于收发状态的射频模块时，蜂鸣器(5)响两声提醒，两设备互传用户个人信息和运动数据并传送到各自的中央处理芯片，保存于内部存储器中。
8.根据权利要求3所述的基于社交平台的智能运动交友手环的控制方法，其特征在于，在步骤6中，进入缓冲时间提醒模式后，心率测量模块(8)监测用户心率并传送到中央处理芯片(2)比对，当心率值处于正常状态的范围时，中央处理芯片(2)控制蜂鸣器响起，提醒用户心率已恢复正常可坐下休息。
9.根据权利要求3所述的基于社交平台的智能运动交友手环的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤: 步骤A、执行步骤2至6的任意一步后，按下电源键，蜂鸣器(5)响一声，表示进入相应模式； 步骤B、进入任意模式后，长按功能选择键，蜂鸣器(5)响一声，表示退出该模式，再次进行功能选择； 步骤C、在步骤4中，进入蓝牙模式后，第一次按下电源键，进入个人模式，第二次按下电源键，进入好友比拼模式，第三次按下电源键，回到个人模式。
【文档编号】G06F3/0488GK104461293SQ201410718838
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】薛泽龙, 庄晓敏, 刘雄英, 梁世恒 申请人:华南理工大学