本發(fā)明屬于人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可檢測(cè)模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。

技術(shù)背景

體力活動(dòng)是人類行為的重要組成部分，并且它很可能與各方面的健康和疾病有關(guān)。近年來(lái)出現(xiàn)的基于加速度計(jì)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理裝置為評(píng)估人體運(yùn)動(dòng)提供了新的思路和實(shí)際方法。身體運(yùn)動(dòng)加速度絕對(duì)值對(duì)時(shí)間的積分與能量或耗氧量成線性關(guān)系。這就為用加速度傳感器評(píng)估人體運(yùn)動(dòng)提供具體的理論依據(jù)。近幾年來(lái)基于三維加速度計(jì)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分析和處理裝置已開(kāi)始在人體運(yùn)動(dòng)評(píng)估的研究中獲得應(yīng)用。但是必須指出的是，基于加速度傳感器的方法評(píng)估能耗主要針對(duì)人運(yùn)動(dòng)的行為，如走路等日?；顒?dòng)。運(yùn)動(dòng)信息提取是指在加速度信號(hào)中通過(guò)信號(hào)處理挖掘出一些反映個(gè)人運(yùn)動(dòng)情況的信息，可提取的運(yùn)動(dòng)信息包括步數(shù)，路程，能量，速度，步長(zhǎng)等等。

呼啦圈是一項(xiàng)很常見(jiàn)的日常運(yùn)動(dòng),呼啦圈可以減肥,延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間而且是持續(xù)性的運(yùn)動(dòng),達(dá)到有氧運(yùn)動(dòng)的階段,這樣就可消耗身體儲(chǔ)存的脂肪及過(guò)多的熱量。但過(guò)于沉重的呼啦圈,相對(duì)的撞擊的力量自然也成正比上升,因此可能會(huì)對(duì)臟腑構(gòu)成威脅,特別對(duì)于老人和小孩都存在一定危險(xiǎn)。外加搖呼啦圈的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度并不是很強(qiáng),惟有延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間而且是持續(xù)性的運(yùn)動(dòng),才可以達(dá)到有氧運(yùn)動(dòng)的階段,也只有在這個(gè)階段,瘦腰計(jì)劃才可以有效。

因此，需要一種可以監(jiān)測(cè)人體日常運(yùn)動(dòng)的同時(shí)可以檢測(cè)人體模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的設(shè)備，當(dāng)檢測(cè)到身體腰部已經(jīng)完成一定時(shí)間的適量的腰部運(yùn)動(dòng)，設(shè)備的馬達(dá)震動(dòng)提醒運(yùn)動(dòng)者，達(dá)到精準(zhǔn)而且安全運(yùn)動(dòng)。一般正常成年人連續(xù)鍛煉以15-20分鐘最佳,每日運(yùn)動(dòng)時(shí)間保持在30-50分鐘最好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備中沒(méi)有專門檢測(cè)人體腰部模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的功能的技術(shù)問(wèn)題，提出一種可檢測(cè)模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，以達(dá)到人們可以隨時(shí)隨地模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)，并記錄及提醒運(yùn)動(dòng)者運(yùn)動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短，同時(shí)還能計(jì)算運(yùn)動(dòng)者的總運(yùn)動(dòng)消耗量。

本發(fā)明的方案是一種檢測(cè)腰部模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)裝置，其包括電源模塊、三軸加速度模塊、輸出模塊、通信模塊、gps模塊及微處理器模塊，其特征在于，所述三軸加速度模塊、輸出模塊、通信模塊、gps模塊均與微處理器模塊電信號(hào)連接，所述三軸加速度模塊、輸出模塊、通信模塊、gps模塊、微處理器模塊均與所述電源模塊電連接，所述輸出模塊包括震動(dòng)器和led顯示器，所述通信模塊包括第一通信模塊和第二通信模塊。

所述三軸加速度模塊包括一個(gè)三軸加速傳感器，加速度傳感器是一種重要的力學(xué)量傳感器，是慣性測(cè)量和導(dǎo)航系統(tǒng)的主要慣性元件，電容式加速度傳感器具有靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍寬、溫度效應(yīng)小、阻尼特性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和體積小等優(yōu)點(diǎn)，因此是日前研究和應(yīng)用最多的硅微加速度傳感器。由于模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)者在水平方向的運(yùn)動(dòng)幅度較大，垂直方向的運(yùn)動(dòng)幅度較小，因此將x軸和y軸的帶寬范圍為：0.5hz-1600hz，z軸帶寬范圍為：0.5hz-550hz。

所述微處理器模塊為arm微型處理器，對(duì)所述三軸加速度模塊傳輸?shù)膞、y、z軸的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，加速度信號(hào)的峰值是一個(gè)非常有效的特征，文獻(xiàn)認(rèn)為有時(shí)它比一些信號(hào)的基本統(tǒng)計(jì)量，例如最大值、最小值、均值和方差更能揭示信號(hào)的特性。比如信號(hào)的峰值能反映人做運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度，因此利用它就能粗略區(qū)分基本的一些運(yùn)動(dòng)。為了抑制噪聲的影響，有效地檢測(cè)信號(hào)的峰值，也可以先對(duì)信號(hào)進(jìn)行一系統(tǒng)列的預(yù)處理，包括對(duì)信號(hào)進(jìn)行高斯濾波和中值濾波。

所述微處理器模塊通過(guò)所述三軸加速度模塊傳輸?shù)膞、y、z軸的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成a、b、c三種波形，分別分析這三種波形的幅度，利用動(dòng)作識(shí)別算法，日?；镜?重動(dòng)作，靜止，走路，跑步，跳，不同動(dòng)作的加速度信號(hào)其失重現(xiàn)象和信號(hào)的峰值會(huì)有所不同，例如上跳時(shí)的失重時(shí)間較長(zhǎng)，跑步時(shí)失重時(shí)間較短；與此同時(shí)，微處理器模塊可以得到運(yùn)動(dòng)者在這三軸的運(yùn)動(dòng)幅度，并判斷出運(yùn)動(dòng)者是否在做模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)，并且對(duì)運(yùn)動(dòng)者的運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)所述時(shí)長(zhǎng)超過(guò)預(yù)設(shè)的運(yùn)動(dòng)最佳時(shí)長(zhǎng)，所述輸出模塊的所述震動(dòng)器將提醒運(yùn)動(dòng)者到最佳運(yùn)動(dòng)效果。

所述微處理器模塊將采集x、y、z軸的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成a、b、c三種波形后通過(guò)所述第一通信模塊傳輸?shù)剿龊笈_(tái)服務(wù)器，運(yùn)用算法計(jì)算運(yùn)動(dòng)者運(yùn)動(dòng)消耗的能量并傳回，通過(guò)所述輸出模塊的所述led顯示器顯示或通過(guò)所述第二通信模塊傳到客戶端。其中后臺(tái)服務(wù)器包括以下功能：運(yùn)用算法計(jì)算運(yùn)動(dòng)者運(yùn)動(dòng)消耗的能量，并發(fā)處理多個(gè)連接，與客戶端文件同步，客戶端同步狀況反饋，log機(jī)制，樹(shù)形文件列表顯示等。

所述通信模塊為無(wú)線通信模塊，可選為wifi模塊、紅外模塊、gsm模塊或藍(lán)牙模塊，包括第一通信模塊和第二通信模塊，所述第一通信模塊與服務(wù)器后臺(tái)連接，優(yōu)選為wifi模塊或gsm模塊，所述第二通信模塊與用戶客戶端連接，優(yōu)選為藍(lán)牙模塊。

所述檢測(cè)腰部模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)裝置還包括一個(gè)外殼，所述外殼具有防水防汗功能，所述三軸加速度模塊、輸出模塊、微處理器模塊、gps模塊、通信模塊和電源模塊設(shè)置在外殼內(nèi)，并且所述外殼上還設(shè)置一個(gè)開(kāi)關(guān)按鍵與所述電源模塊相連。

一種可檢測(cè)模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其運(yùn)行步驟為：

a．按下所述開(kāi)關(guān)按鍵，將所述可檢測(cè)模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置初始化，并佩戴在腰間；

b．所述三軸加速度模塊收集運(yùn)動(dòng)者在x、y、z軸上的運(yùn)動(dòng)信息，并傳輸?shù)剿鑫⑻幚砥髂K；

c．所述微處理器模塊根據(jù)所述三軸加速度模塊傳輸過(guò)來(lái)的運(yùn)動(dòng)者在x、y、z軸上的運(yùn)動(dòng)信息，并計(jì)算該運(yùn)動(dòng)信息是否符合模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的閾值，即xy軸規(guī)律性的波動(dòng)，而z軸的上下波動(dòng)較小，如運(yùn)動(dòng)者所做的是非模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)則進(jìn)行正常的人體運(yùn)動(dòng)信息提取，可提取的運(yùn)動(dòng)信息包括步數(shù)，路程，能量，速度，步長(zhǎng)等等，并計(jì)算消耗的能量；如運(yùn)動(dòng)者所做的是模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)，則對(duì)運(yùn)動(dòng)者的運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)時(shí)；

d．根據(jù)步驟c中，如運(yùn)動(dòng)者所做的是非模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)，所述輸出模塊顯示包括步數(shù)，路程，能量，速度，步長(zhǎng)等運(yùn)動(dòng)信息，通過(guò)所述第一通信模塊將這些信息傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器，根據(jù)算法得到運(yùn)動(dòng)者運(yùn)動(dòng)消耗的能量，并通過(guò)所述輸出模塊顯示，也可通過(guò)所述第二通信模塊將這些信息傳送到用戶客戶端中；

e．根據(jù)步驟c中，如運(yùn)動(dòng)者所做的是模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)，所述輸出模塊的所述顯示器顯示運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)所述時(shí)長(zhǎng)超過(guò)預(yù)設(shè)的運(yùn)動(dòng)最佳時(shí)長(zhǎng)，所述輸出模塊的所述震動(dòng)器將提醒運(yùn)動(dòng)者到最佳運(yùn)動(dòng)效果，同時(shí)也會(huì)通過(guò)所述第一通信模塊將這些信息傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器，根據(jù)算法得到運(yùn)動(dòng)者模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)消耗的能量。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:

(1)能在無(wú)呼啦圈的前提下檢測(cè)呼啦圈運(yùn)動(dòng)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)時(shí)間，完成適量的腰部運(yùn)動(dòng)。

(2)在監(jiān)測(cè)日常運(yùn)動(dòng)的同時(shí)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)者是否在做模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)，并將對(duì)日常運(yùn)動(dòng)與模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)計(jì)算運(yùn)動(dòng)者運(yùn)動(dòng)消耗的能量。

(3)能準(zhǔn)確判斷運(yùn)動(dòng)者模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作，并記錄其模擬運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)，避免模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成運(yùn)動(dòng)傷害。

(4)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，佩戴方便，并具有防水防汗功能。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種可檢測(cè)模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的三軸加速度模塊采集的x、y、z軸分量的波形示意圖。

圖3是本發(fā)明的可檢測(cè)模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的運(yùn)行步驟框圖。

圖中：1-三軸加速度模塊；2-微處理器模塊；3-輸出模塊；4-電源模塊；5-gps模塊；6-第一通信模塊；7-第二通信模塊；8-通信模塊；9-開(kāi)關(guān)按鍵；10-后臺(tái)服務(wù)器；11-用戶客戶端；12-外殼。

具體實(shí)施方式

為了更好地說(shuō)明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

一種檢測(cè)腰部模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)裝置實(shí)施例一，如圖1所示的，三軸加速度模塊1、微處理器模塊2、輸出模塊3、電源模塊4、gps模塊5、第一通信模塊6、第二通信模塊7、通信模塊8、開(kāi)關(guān)按鍵9、后臺(tái)服務(wù)器10、用戶客戶端11、外殼12。三軸加速度模塊1、輸出模塊3、gps模塊5、第一通信模塊6、第二通信模塊7、通信模塊8與微處理器模塊2電信號(hào)連接，三軸加速度模塊1、輸出模塊3、gps模塊5、第一通信模塊6、第二通信模塊7、通信模塊8、微處理器模塊2與電源模塊4電連接。

所述三軸加速度模塊1包括一個(gè)三軸加速度傳感器，由于不論是日常運(yùn)動(dòng)還是模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)者在水平方向的運(yùn)動(dòng)幅度較大，垂直方向的運(yùn)動(dòng)幅度較小，因此將三軸加速度傳感器的x軸和y軸的帶寬范圍為：0.5hz-1600hz，z軸帶寬范圍為：0.5hz-550hz。

微處理器模塊2通過(guò)三軸加速度模塊傳輸?shù)膞、y、z軸的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成a、b、c三種波形，分別分析這三種波形的幅度，可以清楚得到運(yùn)動(dòng)者在這三軸的運(yùn)動(dòng)幅度，就可以判斷出運(yùn)動(dòng)者是在做日常運(yùn)動(dòng)還是模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)。如圖2所示，微處理器對(duì)a、b、c三種波形進(jìn)行分析結(jié)果，并由此判斷運(yùn)動(dòng)者是否在做模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)。

所述通信模塊5為無(wú)線通信模塊，可選為wifi模塊、紅外模塊、gsm模塊或藍(lán)牙模塊，包括第一通信模塊6和第二通信模塊7，所述第一通信模塊6與后臺(tái)服務(wù)器10連接，優(yōu)選為wifi模塊或gsm模塊，所述第二通信模塊7與用戶客戶端11連接，優(yōu)選為藍(lán)牙模塊。

所述可檢測(cè)模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置還包括一個(gè)外殼12，該外殼具有防水防汗功能，所述三軸加速度模塊1、微處理器模塊2、輸出模塊3、電源模塊4、gps模塊5、通信模塊8設(shè)置在所述外殼2內(nèi)，并且所述外殼12上還設(shè)置一個(gè)開(kāi)關(guān)按鍵9與所述電源模塊4相連。

一種可檢測(cè)模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其運(yùn)行步驟為：

a．按下所述開(kāi)關(guān)按鍵9，將所述可檢測(cè)模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置初始化，并佩戴在腰間；

b．所述三軸加速度模塊1收集運(yùn)動(dòng)者在x、y、z軸上的運(yùn)動(dòng)信息，并傳輸?shù)剿鑫⑻幚砥髂K2；

c．所述微處理器模塊2根據(jù)所述三軸加速度模塊1傳輸過(guò)來(lái)的運(yùn)動(dòng)者在x、y、z軸上的運(yùn)動(dòng)信息，并計(jì)算該運(yùn)動(dòng)信息是否符合模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)的閾值，即xy軸規(guī)律性的波動(dòng)，而z軸的上下波動(dòng)較小，如運(yùn)動(dòng)者所做的是非模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)則進(jìn)行正常的人體運(yùn)動(dòng)信息提取，可提取的運(yùn)動(dòng)信息包括步數(shù)，路程，能量，速度，步長(zhǎng)等等，并計(jì)算消耗的能量；如運(yùn)動(dòng)者所做的是模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)，則對(duì)運(yùn)動(dòng)者的運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)時(shí)；

d．根據(jù)步驟c中，如運(yùn)動(dòng)者所做的是非模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)，所述輸出模塊3顯示包括步數(shù)，路程，能量，速度，步長(zhǎng)等運(yùn)動(dòng)信息，通過(guò)所述第一通信模塊6將這些信息傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器10，根據(jù)算法得到運(yùn)動(dòng)者運(yùn)動(dòng)消耗的能量，并通過(guò)所述輸出模塊3顯示，也可通過(guò)所述第二通信模塊6將這些信息傳送到用戶客戶端11中；

e．根據(jù)步驟c中，如運(yùn)動(dòng)者所做的是模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)，所述輸出模塊3的所述顯示器顯示運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)所述時(shí)長(zhǎng)超過(guò)預(yù)設(shè)的運(yùn)動(dòng)最佳時(shí)長(zhǎng)，所述輸出模塊3的所述震動(dòng)器將提醒運(yùn)動(dòng)者到最佳運(yùn)動(dòng)效果，同時(shí)也會(huì)通過(guò)所述第一通信模塊6將這些信息傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器10，根據(jù)算法得到運(yùn)動(dòng)者模擬呼啦圈運(yùn)動(dòng)消耗的能量。

盡管上文對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式給予了詳細(xì)描述和說(shuō)明，但是應(yīng)該指明的是，我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用未超出說(shuō)明書所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。