CN110021419A - 一种基于智慧城市的全民健身管理控制*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及健身管理控制***技术领域，尤其涉及一种基于智慧城市的全民健身管理控制***，本发明采用健康测量单元、蓝牙传输单元和远程锁定单元相互协调分工监控工作的技术设计，解决了现有健身俱乐部管理模式设备简单的技术问题，达到了以无线远程锁定设备及控制方式灵活地、有效地监控设备和用户身体健康工况，且控制***成本小并具有健康状态报警的技术效果；采用了GPRS网络、Internet网络交互监控的技术设计，解决了传统健身器材设备监控方式布线负载、监控不到位的技术问题，达到了健身馆管理者可通过GPRS网络实现对多个健身设备的无线、多方面、多角度监控的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及健身管理控制***技术领域，尤其涉及一种基于智慧城市的全民健身管理控制***。
背景技术
随着现代社会生活节奏的加快、科技的高速发展、以及人们对健身的认识，健身俱乐部管理的要求也同益增多。健身俱乐部最直接的功能和作用就是为健身娱乐提供必要合适的场所。另外，作为健身俱乐部的间接作用，健身俱乐部在保障我国人民身心健康、促进经济发展和社会进步事业中发挥着重要的不可替代的作用。在改革这个大环境中，健身行业发展速度一日千里。人们在看到健身产业化给健身俱乐发展所带来的诸多益处的同时，也在挖掘健身俱乐部商业价值，开发健身俱乐部市场，以解决健身俱乐部管理中的问题。
但是由于多方面原因，目前健身俱乐部的信息化管理建设水平一直不高，但其承担全民健身重要责任的大众健身俱乐部信息化建设水平非常落后。为了进一步促进健身俱乐部的信息化建设，响应数字健身之精神，建设全新的数字健身俱乐部。通过对我国当前社会转型和市场化改革等有关资料的研究分析发现，作为硬件设施的健身俱乐部也得到了迅速发展。在这种背景下，健身俱乐部的功能在逐渐向多元化发展，整个健身俱乐部管理体制和运作随之也发生深刻的变革。因此，过去单一的健身俱乐部管理模式已经远远不能适应当前健身俱乐部的管理需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种基于智慧城市的全民健身管理控制***，采用健康测量单元、蓝牙传输单元和远程锁定单元相互协调分工监控工作的技术设计，解决了现有健身俱乐部管理模式设备简单的技术问题，达到了以无线远程锁定设备及控制方式灵活地、有效地监控设备和用户身体健康工况，且控制***成本小并具有健康状态报警的技术效果；采用以单片机CPU芯片、数模传感器、强弱电隔离控制为核心的健身设备自动控制技术方法，解决了手动控制危险、低效、耗时耗力的技术问题，达到了远控监控、控制方式简单方便、耗时少、工作效率高的技术效果；采用了GPRS网络、Internet网络交互监控的技术设计，解决了传统健身器材设备监控方式布线负载、监控不到位的技术问题，达到了健身馆管理者可通过GPRS网络实现对多个健身设备的无线、多方面、多角度监控的技术效果。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：包括健身房、可携带终端装置、Internet网络、GPRS网络和远程控制平台；Internet网络和GRRS网络交互连接，Internet网络一侧连接健身房，Internet网络另一侧连接远程控制平台；GPRS网络一侧连接可携带终端装置，GPRS网络另一侧连接用户手机；健身房内安装有N个健身器材、蓝牙接收模块和N个器材监控设备；每一个健身器材上均安装有一个器材监控设备，蓝牙接收模块一侧无线连接N个器材监控设备，蓝牙接收模块另一侧连接有健身房中控服务器，健身房中控服务器连接在Internet网络上；
进一步优化本技术方案，所述的N个健身器材分别为跑步机、肩推机、哑铃等设备的一种，监控设备包括监控装置A、监控装置B或监控装置C等N个监控装置，监控装置A一侧连接跑步机，监控装置A另一侧连接健身房中控服务器；监控装置B一侧连接肩推机，监控装置B另一侧连接健身房中控服务器；监控装置C一侧连接哑铃，监控装置B另一侧连接健身房中控服务器；
进一步优化本技术方案，所述的监控装置A包括MCU单元A、电源模块、信号转换单元、蓝牙模块和断路器控制电路；信号转换单元的输入端连接有质量传感器、人体红外传感器和数字摄像头，信号转换单元的输出端连接MCU单元A的I/O口；断路器控制电路的输入端连接MCU单元A的I/O口，断路器控制电路的输出端连接有断路器，断路器连接在健身器材的设备电源上；蓝牙模块连接在MCU单元A的串口上，MCU单元A通过蓝牙模块无线连接蓝牙接收模块；MCU单元A的输入端连接有控制键盘，MCU单元A的输出端连接有工作指示灯A和LCD显示屏A；电源模块连接信号转换单元、MCU单元A、工作指示灯A和LCD显示屏A的电源脚；
进一步优化本技术方案，所述的信号转换单元包括采集保持电路、数字信号通道和模拟信号通道；模拟信号通道的输入端连接有模拟传感器，模拟信号通道的输出端连接有有源滤波电路，有源滤波电路的输出端连接有A/D转换电路A，模拟信号通道通过A/D转换电路A连接在采集保持电路的输入端；数字信号通道的输入端连接有数字传感器，数字信号通道的输出端连接有滤波放大电路A，数字信号通道通过滤波放大电路A连接采集保持电路的输入端；采集保持电路的输出端连接MCU单元A；
进一步优化本技术方案，所述的可携带终端装置包括MCU单元B、充电电池、电量监测电路、健康测量单元、GPRS模块和充电电路；健康测量单元的输入端连接MCU单元B的I/O口；MCU单元B的输出端连接有LCD显示屏B和电量指示灯B，MCU单元B的输入端连接有控制键；MCU单元B的信号输出端连接有通信端口，MCU单元B通过通信端口连接GPRS模块；充电电池一侧连接健康测量单元，充电电池另一侧连接有充电电路，充电电路的输入端连接有USB充电口，MCU单元B连接控制充电电路；电量监测电路的信号监测端连接充电电池，电量监测电路的信号输出端连接MCU单元B的I/O口；
进一步优化本技术方案，所述的健康测量单元包括体温传感器、血压传感器、脉搏传感器、滤波放大电路B和A/D转换电路B；体温传感器的输出端、血压传感器的输出端和脉搏传感器的输出端连接在滤波放大电路B的输入端上，A/D转换电路B的输入端连接滤波放大电路B的输出端，A/D转换电路B的输出端连接MCU单元B的I/O口上；
进一步优化本技术方案，所述的可携带终端装置安装在用户上；
进一步优化本技术方案，所述的MCU单元A为ATmega128单片机，蓝牙模块为HC-06蓝牙芯片；A/D转换电路A为ADC0809转换电路芯片；
进一步优化本技术方案，所述的A/D转换电路B为ADC0809转换电路芯片；GPRS模块为EM310芯片。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、使用ATmega128系列单片机作为主控单元，集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具有极高性能价格比；2、以GPRS无线网络的控制方式实现对多个健身设备的监测和控制，减少了控制***的布线，且GPRS信号抗干扰能力强，有效地保证了监测***信号传输的精确性；3、***可远控监控使用者的体温、血压以及脉搏等健康状况，还可远程报警等；4、远程控制服务器、用户可携带设备与健身器材监控设备三者分工明确，控制结构有效，控制流程精简；5、强弱电隔离，防止对弱电***的干扰，保证了弱电控制***的正常工作。
附图说明
图1是本发明信息控制连接图；
图2是健身房内部结构图；
图3是健身器材监控设备内部结构图；
图4是信号转换单元内部结构图；
图5是可携带终端装置内部结构图；
图6是健康测量单元内部结构图；
图7是设备控制流程图；
图8是运动设计规划结构图；
图9是单片机单元电路结构图；
图10是信号处理单元电路结构图；
图11是蓝牙模块电路结构图；
图12是GPRS模块电路结构图。
图中，1、健身房；2、可携带终端装置；3、器材监控设备；4、蓝牙接收模块；5、健身房中控服务器；6、健身器材；7、Internet网络；8、GPRS网络；9、远程控制平台；10、用户手机；201、MCU单元B；202、电量监测电路；203、充电电池；204、USB充电口；205、充电电路；206、健康测量单元；207、通信端口；208、GPRS模块；209、电量指示灯B；210、LCD显示屏B；211、控制键；212、体温传感器；213、血压传感器；214、脉搏传感器；215、滤波放大电路B；216、A/D转换电路B；301、监控装置A；302、监控装置B；303、监控装置C；304、MCU单元A；305、电源模块；306、工作指示灯A；307、LCD显示屏A；308、断路器控制电路；309、断路器；310；健身设备电源；311、质量传感器；312、人体红外传感器；313、数字摄像头；314、信号转换单元；315、控制键盘；316、模拟传感器；317、模拟信号通道；318、有源滤波电路；319、A/D转换电路A；320、数字传感器；321、数字信号通道；322、滤波放大电路A；323、采集保持电路；324、蓝牙模块；601、跑步机；602、肩推机；603、哑铃。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
具体实施方式一：如图1至图12，包括健身房1、可携带终端装置2、Internet网络7、GPRS网络8和远程控制平台9；Internet网络7和GRRS网络交互连接，Internet网络7一侧连接健身房1，Internet网络7另一侧连接远程控制平台9；GPRS网络8一侧连接可携带终端装置2，GPRS网络8另一侧连接用户手机10；健身房1内安装有N个健身器材6、蓝牙接收模块4和N个器材监控设备3；每一个健身器材6上均安装有一个器材监控设备3，蓝牙接收模块4一侧无线连接N个器材监控设备3，蓝牙接收模块4另一侧连接有健身房中控服务器5，健身房中控服务器5连接在Internet网络7上；
所述的N个健身器材6分别为跑步机601、肩推机602、哑铃603等设备的一种，监控设备包括监控装置A301、监控装置B302或监控装置C303等N个监控装置，监控装置A301一侧连接跑步机601，监控装置A301另一侧连接健身房中控服务器5；监控装置B302一侧连接肩推机602，监控装置B302另一侧连接健身房中控服务器5；监控装置C303一侧连接哑铃603，监控装置B302另一侧连接健身房中控服务器5；
所述的监控装置A301包括MCU单元A304、电源模块305、信号转换单元314、蓝牙模块和断路器309控制电路308；信号转换单元314的输入端连接有质量传感器311、人体红外传感器312和数字摄像头313，信号转换单元314的输出端连接MCU单元A304的I/O口；断路器309控制电路308的输入端连接MCU单元A304的I/O口，断路器309控制电路308的输出端连接有断路器309，断路器309连接在健身器材设备电源310上；蓝牙模块324连接在MCU单元A304的串口上，MCU单元A304通过蓝牙模块324无线连接蓝牙接收模块4；MCU单元A304的输入端连接有控制键盘315，MCU单元A304的输出端连接有工作指示灯A306和LCD显示屏A307；电源模块305连接信号转换单元314、MCU单元A304、工作指示灯A306和LCD显示屏A307的电源脚；
所述的信号转换单元314包括采集保持电路323、数字信号通道321和模拟信号通道317；模拟信号通道317的输入端连接有模拟传感器316，模拟信号通道317的输出端连接有有源滤波电路318，有源滤波电路318的输出端连接有A/D转换电路A319，模拟信号通道317通过A/D转换电路A319连接在采集保持电路323的输入端；数字信号通道321的输入端连接有数字传感器320，数字信号通道321的输出端连接有滤波放大电路A322，数字信号通道321通过滤波放大电路A322连接采集保持电路323的输入端；采集保持电路323的输出端连接MCU单元A304；
所述的可携带终端装置2包括MCU单元B201、充电电池203、电量监测电路202、健康测量单元206、GPRS模块208和充电电路205；健康测量单元206的输入端连接MCU单元B201的I/O口；MCU单元B201的输出端连接有LCD显示屏B210和电量指示灯B209，MCU单元B201的输入端连接有控制键211；MCU单元B201的信号输出端连接有通信端口207，MCU单元B201通过通信端口207连接GPRS模块208；充电电池203一侧连接健康测量单元206，充电电池203另一侧连接有充电电路205，充电电路205的输入端连接有USB充电口204，MCU单元B201连接控制充电电路205；电量监测电路202的信号监测端连接充电电池203，电量监测电路202的信号输出端连接MCU单元B201的I/O口；
所述的健康测量单元206包括体温传感器212、血压传感器213、脉搏传感器214、滤波放大电路B215和A/D转换电路B216；体温传感器212的输出端、血压传感器213的输出端和脉搏传感器214的输出端连接在滤波放大电路B215的输入端上，A/D转换电路B216的输入端连接滤波放大电路B215的输出端，A/D转换电路B216的输出端连接MCU单元B201的I/O口上；所述的可携带终端装置2安装在用户上；
所述的MCU单元A304为ATmega128单片机，蓝牙模块324为HC-06蓝牙芯片；A/D转换电路A319为ADC0809转换电路芯片；
所述的A/D转换电路B216A319为ADC0809转换电路芯片；GPRS模块208为EM310芯片。
图1为本***的控制网络结构图，本健身管理***主要包括健身房1、可携带终端装置2、远程控制平台9；其中器材监控设备3安装在健身器材6上，主要监控健身器材6的使用状况、是否可正常使用等工作状态，并记载使用者的运动量等状态，并对健身器材6实现远程锁定；
而蓝牙接收模块4主要对所有的器材监控设备进行信号分析，并通过健身房中控服务器5显示；工作人员可通过健身房中控服务器5对健身器材6进行操作，其次，健身房中控服务器5通过连接Internet网络7使本***连接在GPRS网络8上，以便实现***的无线控制；最后，可携带终端装置2和用户手机10都可通过GPRS网络8实现对健身器材6的监测、预定和数据。
而可携带终端装置2主要功能使对使用者的健康状态进行测量，如血压、脉搏等，当健康状态较差时，其还可远程报警；其次，可携带终端装置2无线连接在GPRS网络8上，使用者也可通过可携带终端装置2来远程实现对健身器材6的预定和查询等操作。
图2为健身房1内的健身器材6和器材监控设备3等设备的控制原理图；健身房1内主要健身器材6为跑步机601、肩推机602和哑铃603等，每一个健身器材6均安装有一个监控装置，监控装置一侧监测健身器材6的状态并对进行锁定等操作，监控装置另一侧连接健身房中控服务器5；
而监控装置A301的内部结构如图3所示，监控装置A301的内部主要信号处理单元为MCU单元A304，其首先通过信号转换单元314和质量传感器311等来监测健身器材6的状态，并通过蓝牙模块312将其发生至服务器中；而本***的锁定功能公国断路器控制电路308对健身器材设备电源310进行控制，实现锁定功能。
其次，图4为信号转换单元314的结构图，本***所使用的传感器包括数字传感器320和模拟传感器317两种，因此需要对这两种信号分别进行信号处理；其中数字信号通过数字传感器320传输至数字信号通道321，进行滤波、放大、采集保持后直接传送至MCU单元A304，而模拟信号除了以上动作外，还需要A/D转换电路A319将模拟信号转换至数字信号才能供给MCU单元A304识别；信号转换单元314的作用在于采集传感器的信号，并提高信号的分辨率，保证信号的有用性，从而最终实现本***高效、快速地对人体健康状况的信息采集功能；
图5是可携带终端装置2的内部结构图，可携带终端装置2的主要信号处理核心为MCU单元B201，其通过健康测量单元206对使用者进行监控测量，并公国LCD显示屏B210显示，并通过GPRS模块208进行远程通信；其次，可携带终端装置2使用充电电池203提供电量，并可通过USB充电口204进行充电。
图6是可携带终端装置2的健康测量单元结构图，首先通过体温传感器212、血压传感器213和脉搏传感器214对使用者的体温、血压等数据进行采集，其次通过滤波放大电路B215对信号进行滤波放大等；最后通过A/D转换电路B216转换为数字信号发生至MCU单元B201进行数据分析；
图7是本***的控制流程图，用户可通过可携带终端装置2实现健康测量、预约健身器材6、健身器材6锁定和运动质量技术等。
图8是本健身***的运动设计规划，即本***的主要功能，其包括会员身份认证、蓝牙远程控制、GPRS设备远程锁定、用户运动量监测和记录以及运动质量评定等功能。
图9是单片机***的电路结构图，本***使用ATmega128单片机***作为MCU单元，其集成了较大容量的存储器18和丰富强大的硬件接口电路,具有极高的性能和价格比，大大增加了本***的可行性和实用性；图10为A/D转换电路A319和滤波电路的结构图，A/D转换电路A319和A/D转换电路B216采用ADC0809芯片，其集成度较高，信号分辨率较高，保证了本***信号的有效性；
图12为GPRS模块208的电路示意图，本发明选用EM310 GSM芯片，并通过串行方式与MCU单元A201相连，实现本发明可携带终端装置2的远程控制功能
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种基于智慧城市的全民健身管理控制***，其特征在于：包括健身房（1）、可携带终端装置（2）、Internet网络（7）、GPRS网络（8）和远程控制平台（9）；Internet网络（7）和GRRS网络交互连接，Internet网络（7）一侧连接健身房（1），Internet网络（7）另一侧连接远程控制平台（9）；GPRS网络（8）一侧连接可携带终端装置（2），GPRS网络（8）另一侧连接用户手机（10）；健身房（1）内安装有N个健身器材（6）、蓝牙接收模块（4）和N个器材监控设备（3）；每一个健身器材（6）上均安装有一个器材监控设备（3），蓝牙接收模块（4）一侧无线连接N个器材监控设备（3），蓝牙接收模块（4）另一侧连接有健身房中控服务器（5），健身房中控服务器（5）连接在Internet网络（7）上。
2.根据权利要求1所述的一种基于智慧城市的全民健身管理控制***，其特征在于：N个健身器材（6）分别为跑步机（601）、肩推机（602）、哑铃（603）等设备的一种，器材监控设备（3）包括监控装置A（301）、监控装置B（302）或监控装置C（303）等N个监控装置，监控装置A（301）一侧连接跑步机（601），监控装置A（301）另一侧连接健身房中控服务器（5）；监控装置B（302）一侧连接肩推机（602），监控装置B（302）另一侧连接健身房中控服务器（5）；监控装置C（303）一侧连接哑铃（603），监控装置B（302）另一侧连接健身房中控服务器（5）。
3.根据权利要求2所述的一种基于智慧城市的全民健身管理控制***，其特征在于：监控装置A（301）包括MCU单元A（304）、电源模块（305）、信号转换单元（314）、蓝牙模块和断路器（309）控制电路（308）；信号转换单元（314）的输入端连接有质量传感器（311）、人体红外传感器（312）和数字摄像头（313），信号转换单元（314）的输出端连接MCU单元A（304）的I/O口；断路器（309）控制电路（308）的输入端连接MCU单元A（304）的I/O口，断路器（309）控制电路（308）的输出端连接有断路器（309），断路器（309）连接在健身器材设备电源（310）上；蓝牙模块（324）连接在MCU单元A（304）的串口上，MCU单元A（304）通过蓝牙模块（324）无线连接蓝牙接收模块（4）；MCU单元A（304）的输入端连接有控制键盘（315），MCU单元A（304）的输出端连接有工作指示灯A（306）和LCD显示屏A（307）；电源模块（305）连接信号转换单元（314）、MCU单元A（304）、工作指示灯A（306）和LCD显示屏A（307）的电源脚。
4.根据权利要求3所述的一种基于智慧城市的全民健身管理控制***，其特征在于：信号转换单元（314）包括采集保持电路（323）、数字信号通道（321）和模拟信号通道（317）；模拟信号通道（317）的输入端连接有模拟传感器（316），模拟信号通道（317）的输出端连接有有源滤波电路（318），有源滤波电路（318）的输出端连接有A/D转换电路A（319），模拟信号通道（317）通过A/D转换电路A（319）连接在采集保持电路（323）的输入端；数字信号通道（321）的输入端连接有数字传感器（320），数字信号通道（321）的输出端连接有滤波放大电路A（322），数字信号通道（321）通过滤波放大电路A（322）连接采集保持电路（323）的输入端；采集保持电路（323）的输出端连接MCU单元A（304）。
5.根据权利要求1所述的一种基于智慧城市的全民健身管理控制***，其特征在于：可携带终端装置（2）包括MCU单元B（201）、充电电池（203）、电量监测电路（202）、健康测量单元（206）、GPRS模块（208）和充电电路（205）；健康测量单元（206）的输入端连接MCU单元B（201）的I/O口；MCU单元B（201）的输出端连接有LCD显示屏B（210）和电量指示灯B（209），MCU单元B（201）的输入端连接有控制键（211）；MCU单元B（201）的信号输出端连接有通信端口（207），MCU单元B（201）通过通信端口（207）连接GPRS模块（208）；充电电池（203）一侧连接健康测量单元（206），充电电池（203）另一侧连接有充电电路（205），充电电路（205）的输入端连接有USB充电口（204），MCU单元B（201）连接控制充电电路（205）；电量监测电路（202）的信号监测端连接充电电池（203），电量监测电路（202）的信号输出端连接MCU单元B（201）的I/O口。
6.根据权利要求5所述的一种基于智慧城市的全民健身管理控制***，其特征在于：健康测量单元（206）包括体温传感器（212）、血压传感器（213）、脉搏传感器（214）、滤波放大电路B（215）和A/D转换电路B（216）；体温传感器（212）的输出端、血压传感器（213）的输出端和脉搏传感器（214）的输出端连接在滤波放大电路B（215）的输入端上，A/D转换电路B（216）的输入端连接滤波放大电路B（215）的输出端，A/D转换电路B（216）的输出端连接MCU单元B（201）的I/O口上。
7.根据权利要求5所述的一种基于智慧城市的全民健身管理控制***，其特征在于：可携带终端装置（2）安装在用户上。
8.根据权利要求3所述的一种基于智慧城市的全民健身管理控制***，其特征在于：MCU单元A（304）为ATmega128单片机，蓝牙模块（324）为HC-06蓝牙芯片；A/D转换电路A（319）为ADC0809转换电路芯片。
9.根据权利要求4所述的一种基于智慧城市的全民健身管理控制***，其特征在于：A/D转换电路B（216）为ADC0809转换电路芯片。
10.根据权利要求5所述的一种基于智慧城市的全民健身管理控制***，其特征在于：GPRS模块（208）为EM310芯片。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116931478A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-10-24 | 广州汇锦能效科技有限公司 | 一种基于物联网的大型体育中心的综合能效管理*** |
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- 2018-01-08 CN CN201810015161.6A patent/CN110021419A/zh active Pending
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