CN109451005B - 一种运动手环数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及运动手环技术领域，为了解决现有的运动手环在采集数据时，由于手环在运动的过程中会跳动导致采集的数据准确度不高的问题，提供了一种运动手环数据采集方法，包括以下步骤，穿戴步骤：选择扣眼进行穿戴，使得表带的长度与手腕相配合；数据采集步骤：采集用户的运动数据；其中：穿戴步骤还包括：沿着手臂向上滑动手环，待表带的折叠部全部展开，停止滑动手环，此时折叠部对手臂进行按摩；计时步骤：对采集到的运动数据进行识别，当识别出用户进行跳绳运动时开始计时，待手环滑动到最低处时，折叠部折叠，按摩停止同时触发计时停止，并判断记录的时间信息是否超过时间阈值，当时间信息超过时间阈值或小于时间阈值时，发出警报信号。

Description

一种运动手环数据采集方法

技术领域

本发明涉及运动手环技术领域，具体为一种运动手环数据采集方法。

背景技术

运动手环是一种穿戴式智能设备。用户可以利用它来记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板、ipod touch同步，起到通过数据指导健康生活的作用。

现有的运动手环通常包括表身和表带，在表身内设置有感应器，可以根据手腕动作的幅度和频率来测量日常生活中的锻炼、睡眠和饮食等实时数据。在表带上通常都会设置有多个扣眼，用户可以根据自己的手腕选择合适的扣眼进行穿戴。然而，为了保证穿戴的舒适度，用户通常都是选择比正常尺寸大一点的扣眼，这样一来，当用户在运动的时候，手环就会在手臂上上下跳动，在跳动的过程中，表身不再与用户的皮肤相贴，从而对数据的采集造成影响，降低了数据的准确性。

发明内容

本发明意在提供一种运动手环数据采集方法，以解决现有的运动手环在采集数据时，由于手环在运动的过程中因为跳动而不再与皮肤相贴从而导致采集的数据准确度有所降低的问题。

本发明提供基础方案是：一种运动手环数据采集方法，包括以下步骤，

穿戴步骤：选择扣眼进行穿戴，使得表带的长度与手腕相配合；

数据采集步骤：采集用户的运动数据；

其中：穿戴步骤还包括：沿着手臂向上滑动手环，待表带上可伸缩的折叠部全部展开，停止滑动手环；

计时步骤：对采集到的运动数据进行识别，当识别出用户进行跳绳运动时开始计时，待手环滑动到最低处时，折叠部折叠，同时触发计时停止，同时记录时间信息；

判断步骤：判断时间信息是否超过时间阈值，当时间信息超过时间阈值或小于时间阈值时，发出警报信号。

基础方案的工作原理及有益效果是：与现有的数据采集方案相比较，1.本方案中，折叠部折叠后，表带的长度就会缩短，利用折叠部实现表带的可伸缩，从而使得手环始终能够与皮肤相贴，从而保证采集到的数据的准确性；

2.考虑到手环在跳绳运动的过程中时是会滑动的，因此，本方案中，还对手环从展开状态到折叠状态，即手环处于手臂上最高处到最低处之间的时间进行记录，若用户跳绳速度过慢，即手环整个滑动过程的时间过长，或用户跳绳速度过快，即手环整个滑动过程的时间过短，都表明用户的跳绳运动动作不规范，需要及时改正以达到锻炼的目的，即此时发出警报，提示用户改正动作；

3.在手环滑动的过程中，在手环滑动到最低处时利用折叠部折叠触发计时停止，并不需要设置额外的触发机构。

优选方案一：作为基础方案的优选，计时步骤中，当时间信息超过时间阈值时，发出第一警报信号，当时间信息小于时间阈值时，发出第二警报信号。有益效果：由于时间信息过长或过短属于不同的不规范的跳绳行为，因此本方案中通过第一警报信号和第二警报信号的设置实现对不同的行为进行提示，以便用户进行正确的修改。

优选方案二：作为优选方案一的优选，计时步骤中，当时间信息超过最大时间值时，发出第一警报信号，当时间信息小于最小时间值时，发出第二警报信号。有益效果：当时间信息超过最大时间值时，即手环滑动的速度过慢，也就表示用户的跳绳速度缓慢，而当时间信息超过最小时间值时，即手环滑动的速度过快，表示用户的跳绳速度过快，通过发送不同的警报信号对上述的两种错误行为分别进行警示，便于用户分辨。

优选方案三：作为优选方案二的优选，第一警报信号为声音信号，第二警报信号为振动信号。有益效果：考虑到在用户跳绳速度过快时，说明用户此时的运动比较激烈，可能听不到周围的声响，因此将第二警报信号设置为振动信号，保证用户能够接收到第二警报信号，而当用户跳绳速度过慢时，运动并不激烈，此时能够接收到周围的声音信号，因此选择了声音信号作为第一警报信号，从而将第一警报信号与第二警报信号区别开，便于用户区别出两种错误的运动行为。

优选方案四：作为基础方案的优选，在折叠部折叠时，折叠部上的按摩头压迫控制按摩头启闭的开关模块，开关模块控制按摩头关闭，在折叠部展开时，按摩头与开关模块分离，开关模块控制按摩头启动。有益效果：设置按摩头与开关模块，利用折叠部的折叠或展开实现按摩头的自动控制，按摩头的启动可对手臂的肌肉进行按摩，让手臂的肌肉处于良好的状态，有利于更好的运动，无需手动操作，操作方便。

优选方案五：作为优选方案四的优选，开关模块为常闭开关。有益效果：选择常用的常闭开关作为开关模块使用，在按摩头与常闭开关分离的时候，此时常闭开关由于不受到按摩头的压迫，处于闭合状态，按摩头启动，在按摩头压迫常闭开关时，常闭开关就会变为开路状态，此时按摩头关闭，操作简单。

附图说明

图1为本发明一种运动手环数据采集方法实施例中采用的运动手环的结构示意图；

图2为图1中折叠部的部分结构示意图；

图3为本发明一种运动手环数据采集方法实施例的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：表身1、扣眼11、表带2、扣环21、折叠部23、折叠面231、按摩头233、开关模块235。

实施例中使用的运动手环基本如附图1所示：包括表身1和表带2，表带2的中心设置有安装表身1的安装孔，表带2的一端均匀间隔设置有多个扣眼11，本实施例中优选为10个扣眼11，在表带2的另一端设置有与扣眼11相匹配的扣环21，表带2上还设置有折叠部23，折叠部23设置在表带2的左端，如图2所示，折叠部23包括多个折叠段，每个折叠段包括两个相对的折叠面231，各个折叠面231通过扭簧连接，折叠面231的内表面设置有按摩机构，按摩机构包括按摩头233和控制按摩头233启闭的开关模块235，其中，按摩头233设置在一个折叠面231内表面上，开关模块235则设在另一个折叠面231内表面与按摩头233相对处，保证在折叠段折叠时按摩头233会挤压开关模块235，本实施例中的开关模块235为常闭开关，当开关模块235闭合时，按摩头233关闭，当开关模块235开路时，按摩头233启动；本实施例中的按摩头233选用LX0820扁平马达，其电路设置在表带2上，而为了将按摩头233的电路与外界隔离开，因此表带2设置有供电路通过的通道，电路通过该通道后与表身1连接；

表身1设置有对用户运动数据进行采集的数据采集模块，采集的运动数据包括运动步数、心跳频率等；还设置有存储模块、识别模块、计时模块、判断模块、控制模块、报警模块以及电源模块，电源模块为上述功能模块以及按摩头233进行供电；

报警模块又包括蜂鸣器和微型振动马达，存储模块存储有最小时间值和最大时间值以及运动模型，运动模型包括有跳绳的运动模型、跑步的运动模型等，当识别模块识别到用户在进行跳绳运动时，控制模块控制计时模块启动，计时模块开始计时；

其中，数据采集模块可包括三轴加速度传感器；由于人体的跳绳运动主要包括三个分量，分别是前向、竖向和侧向，而三轴加速度传感器能够测量空间中X轴、Y轴和Z轴的加速度，所以是能够感应人体在各个方向上的振动，跳绳时，人体的手臂需要不停的摆动绳索，因此手臂的摆动可以近似看作圆周运动，而又由于在跳绳的过程中人体是在原地不停的上下跳动的，因此，手臂的运动轨迹也就近似于长圆形，而每跳一次，人的腿就会出现蹬地、离地、触地的运动过程，在这个变化的过程中，人体的速度和加速度等运动数据都将会随时间变化，因此利用上述的运动变量构建出跳绳运动模型后，在识别模块识别到的运动数据与存储模块中预存的跳绳运动的运动模型相匹配时，即表示此时用户在进行跳绳运动；

数据采集模块还可以检测用户的健康数据，包括心率、睡眠等，如数据采集模块通常采用反射式光电法检测心率，即通过光线反射感应血液时血管体积的变化从而测出心率，因此数据采集模块又包括光线发射端和接收端，发射端发出绿光，接收端接受身体组织反射的光，由于智能运动手环已经属于比较成熟的产品，其运动检测、健康数据检测技术属于现有技术，故而本实施例中不再进行详述。

如图3所示，一种运动手环数据采集方法，包括以下步骤，

穿戴步骤：选择扣眼11进行穿戴，使得表带2与手腕相配合；

数据采集步骤：数据采集模块采集用户的运动数据；

其中：穿戴步骤还包括：沿着手臂向上滑动手环，待表带2的折叠部23全部展开，停止滑动手环，此时折叠面231展开，按摩头233与皮肤相贴，折叠面231上的按摩头233与开关模块235分离，开关模块235控制按摩头233启动，对手臂进行按摩；

计时步骤：在用户运动时，识别模块对运动数据进行识别，当识别模块识别到的运动数据与存储模块中预存的跳绳运动的运动模式相匹配时，计数模块开始计时，而用户在跳绳的过程中，手臂会不断从上向下摆动，然后又从下往上摆动，其运动轨迹类似椭圆形，在这个过程中，手环会沿着手臂逐渐朝向手腕滑动，最终手环会滑动到手腕，即手臂的最低处，待手环滑动到最低处时，由于手腕的周长是手臂上最短的部分，此时折叠部23折叠，同时折叠部23上的按摩头233压迫控制按摩头233启闭的开关模块235，开关模块235控制按摩头233关闭，同时触发计时停止，存储模块存储此时的时间信息；

判断步骤：判断模块判断时间信息是否超过时间阈值，本实施例中，开关模块235闭合后还可控制计时模块停止计时；当时间信息超过时间阈值或小于时间阈值时，发出警报信号，具体的，当时间信息超过最大时间值时，控制器控制蜂鸣器发出第一警报信号，当时间信息小于最小时间值时，控制器控制微型振动马达发出第二警报信号，因此，第一警报信号为声音信号，第二警报信号为振动信号。

上述过程中的时间阈值为在跳绳运动中，用户的速度为正常速度、动作为标准动作的情况下，手环从手臂的最高处滑动到最低处的时间值，考虑到不同的用户手臂粗细是不同的，因此，对于同一长度的表带2来说，不同用户穿戴好以后，手环从手臂的最高处到手臂的最低处的距离也就是不同的，如假定用户A和用户B的手腕周长相同，但是由于用户A的手臂较用户B的手臂粗，因此用户A和用户B在穿戴好手环后，沿着手臂向上推动手环，直到手环的折叠部23全部展开，此时用户A手臂上的手环到手腕的距离是会小于用户B手臂上手环到手腕的距离的，因此存储模块中预存的时间阈值设置有多组，用户可以根据自己的实际情况选择相应的时间阈值进行判断，而选择时间阈值时，用户可以根据自己手环在手臂上的最高位置与到手腕的距离进行选择；又由于在一秒钟以内跳绳的个数是一个区间值，即正常跳绳运动的跳绳速度也是一个区间值，这样一来，就使得手环在手臂上的滑动速度也是一个区间值，当跳绳速度快的时候，手环在手臂上的滑动速度也快，在跳绳速度慢的时候，手环在手臂上的滑动速度也慢，因此，在手环的滑动距离一定时，相应的时间阈值也会是一个区间值，即时间阈值也就包括了最大时间值和最小时间值，为了便于实施例的说明，本实施例中设置手环的滑动距离为Xcm，时间阈值中，最大时间值为Y1s，最小时间值为Y2s。

具体实施过程如下：

在穿戴表带2时，用户根据自己的手腕选择表带2上的合适的扣眼11进行穿戴，使得扣眼11与扣环21扣合后，手环的周长与手腕相适应；穿戴好以后，由于折叠部23是可伸缩的，因此当用户在运动的时候，当手环在手臂上跳动的时候，折叠部23会出现伸展或折叠，使得手环始终保持与皮肤相贴，这样的话，表身1也就始终与皮肤相贴，从而保证了采集到的数据的准确性，如心率、运动数据等；

在用户的运动过程中，数据采集模块对人体的速度和加速度等运动数据进行采集，并根据采集到的上述运动数据的运动变量构成出运动模型，识别模块则对该运动模型进行识别，当识别到出的运动模型与存储模块中预存的跳绳运动的运动模型相匹配时，即表明此时用户在进行跳绳运动，控制模块控制计时模块启动；

由于在用户的跳绳运动中，由于手臂是在摆动的，因此手臂上的手环会因为这个摆动运动从手臂高处逐渐滑动到手臂低处，即手腕处，在这个过程中，由于手臂高处的尺寸是大于手臂低处的尺寸的，因此表带2在折叠部23的折叠作用下就会逐渐缩短，相邻两个折叠面231也就开始折叠，而当手环滑动到手腕处时，由于手掌的尺寸是大于手腕的尺寸的，因此，手环此时不再滑动，折叠部23此时也处于完全折叠状态，按摩头233此时压迫开关模块235，开关模块235控制按摩头233停止，同时控制模块控制计时模块停止计时，由存储模块存储此时计时模块记录的时间信息，如在本次跳绳运动中，手环从手臂高处滑动到手臂低处的时间为Ys，此时的时间信息则为Ys；

判断模块对记录的时间信息进行判断，当时间信息超过最大时间值时，即Ys大于Y1s，即用户在跳绳过程中，用户由于手臂的摆动速度过慢，使得手环此时在手臂上的滑动速度慢，从而导致手环滑动到手臂下部的时间过长导致时间信息超过了最大时间值，也就是说此时用户的跳绳速度过慢，控制器控制蜂鸣器发出第一警报信号，提醒用户提高跳绳速度；

相反，当时间信息小于最大时间值时，即Ys小于Y1s，也就是说用户在跳绳过程中，由于手臂的摆动速度过快，使得手环此时在手臂上的滑动速度快，从而导致手环滑动到手臂下部的时间短导致时间信息比最小时间值还小时，即时间信息小于最小时间值时，说明此时用户的跳绳速度过快，控制器控制微型振动马达发出第二警报信号，以提醒用户降低跳绳运动，同时，考虑到用户跳绳速度过快时，可能导致心率过快，从而引发不适症状，如出现头晕症状，因此本实施例中的存储模块中还预存有心率阈值，在运动的过程中，数据采集模块采集用户的心率，在控制器控制微型振动马达发出第二警报信号时，控制器还控制判断模块将采集到的心率值跟预存的心率阈值进行比较，在比较结果为心率值大于心率阈值的时候，控制模块控制微型振动马达发出第二警报信号时同时还控制蜂鸣器发出第一警报信号，通过两个警报信号提示用户需要量力而行，不宜运动过快，防止身体出现不适症状；

同时，考虑到用户跳绳速度慢还可能是因为用户是一个初学者，还不熟练跳绳这项运动，而用户跳绳速度快则还可能是因为用户动作不规范，这时候还可以向用户推送标准的跳绳运动视频供用户学***台)获取跳绳运动视频，显示屏则显示推送模块获取到的跳绳运动视频。

上述过程中，为了实现表带2的折叠，本实施例中采用的折叠部23与常用的橡皮筋相比较，折叠部23的设置不仅实现了表带1长度的可伸缩，同时，折叠部23上设置的按摩头233在折叠面231展开时对手臂进行按摩，放松手臂肌肉，能够有效防止手臂在运动过程中可能会出现的抽筋现象，再有，由于常用的橡皮筋在拉伸一定次数后会失去弹性，而本实施中采用的折叠部23由于采用了多个折叠面231组成，相比之下，折叠部23的可伸缩性保持更为持久。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种运动手环数据采集方法，包括以下步骤，

穿戴步骤：选择扣眼进行穿戴，使得表带的长度与手腕相配合；

数据采集步骤：采集用户的运动数据；

其特征在于：

所述穿戴步骤还包括：沿着手臂向上滑动手环，待表带上可伸缩的折叠部全部展开，停止滑动手环；

计时步骤：根据采集到的运动数据构建出跳绳运动模型并进行存储，对采集到的运动数据进行识别，并在识别到运动数据与存储模块中存储的跳绳运动模型相匹配时开始计时，待手环沿手臂滑动到最低处时，折叠部折叠，同时触发计时停止，同时记录时间信息；

判断步骤：判断时间信息是否超过时间阈值，当时间信息超过时间阈值或小于时间阈值时，发出警报信号。

2.根据权利要求1所述的运动手环数据采集方法，其特征在于：所述计时步骤中，当时间信息超过时间阈值时，发出第一警报信号，当时间信息小于时间阈值时，发出第二警报信号。

3.根据权利要求2所述的运动手环数据采集方法，其特征在于：所述计时步骤中，当时间信息超过最大时间值时，发出第一警报信号，当时间信息小于最小时间值时，发出第二警报信号。

4.根据权利要求3所述的运动手环数据采集方法，其特征在于：所述第一警报信号为声音信号，所述第二警报信号为振动信号。

5.根据权利要求1所述的运动手环数据采集方法，其特征在于：在所述折叠部折叠时，折叠部上的按摩头压迫控制按摩头启闭的开关模块，开关模块控制按摩头关闭，在所述折叠部展开时，按摩头与开关模块分离，开关模块控制按摩头启动。

6.根据权利要求5所述的运动手环数据采集方法，其特征在于：所述开关模块为常闭开关。

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