CN211244387U - 按摩椅控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种按摩椅控制装置，包括：通信主控板，在所述通信主控板上设有本地通信模块和网络通信模块；所述本地通信模块与所述网络通信模块之间电性连接；所述本地通信模块通过串口与按摩椅的驱动板通信，所述驱动板用于驱使按摩椅进行按摩动作；所述网络通信模块通过无线网络与预设服务端连接，并通过与所述预设服务端之间基于心跳机制的预设通信协议进行通信。本实用新型提供的按摩椅控制装置，能应对按摩椅使用过程中的各种异常状况，提高使用可靠性。

Description

按摩椅控制装置

技术领域

本实用新型涉及智能按摩椅，尤其是一种按摩椅控制装置。

背景技术

随着信息技术的不断发展，传统的按摩椅也不断更新迭代，呈现出自动化、智能化的发展趋势。摆放在购物商场、候机候车厅等场所的大量独立且无人看管的智能按摩椅，通过网络与服务器后台进行通信，实现远程操控按摩椅、存储用户使用记录，以及支付等功能，给使用者带来与以往传统按摩椅完全不同的使用体验。

然而，由于按摩椅的摆放位置分散于各大公共场所，使用的人多，使用过程中出现的问题和异常状况层出不穷，例如，对使用者是否坐上按摩椅的检测过于敏感或迟钝，以及按摩椅异常停止工作、异常启动、网络掉线、死机不响应等；这就需要按摩椅具有高可靠性。当按摩椅在使用中出现故障，不便于维护人员及时进行现场处理，同时，也给使用者带来不良的用户体验。

发明内容

为克服现有技术的缺点，本实用新型提供一种按摩椅控制装置，以解决现有按摩椅在使用中可靠性不足的问题。

一种按摩椅控制装置，其特征在于，所述按摩椅控制装置包括：通信主控板，在所述通信主控板上设有本地通信模块和网络通信模块；所述本地通信模块与所述网络通信模块之间电性连接；所述本地通信模块通过串口与按摩椅的驱动板通信，所述驱动板用于驱使按摩椅进行按摩动作；所述网络通信模块通过无线网络与预设服务端连接，并通过与所述预设服务端之间基于心跳机制的预设通信协议进行通信。

可选地，所述网络通信模块包括射频基带芯片、存储芯片、电源管理芯片和射频信号放大芯片。

可选地，所述本地通信模块包括语音芯片。

可选地，所述本地通信模块包括：感应条、电平转换电路和通信板；所述通信板通过所述串口与所述驱动板连接；所述感应条附在按摩椅座位下，并与所述电平转换电路连接；所述电平转换电路的输出脚与所述通信板的GPIO口连接。

可选地，所述本地通信模块和所述网络通信模块外设有屏蔽壳，所述屏蔽壳与所述通信主控板的边缘连接，构成封闭的安装空间。

可选地，所述通信板上外接有硬件看门狗。

可选地，所述网络通信模块还包括天线接口，所述天线接口用于根据按摩椅内设天线获取按摩椅所在位置的信号强度。

可选地，所述通信主控板上设有备用电池接口。

可选地，所述通信主控板上设有USB口。

本实用新型提供的按摩椅控制装置，包括设于通信主控板上且互相连通的本地通信模块和网络通信模块，其中，本地通信模块用于与按摩椅的驱动板连接和通信，即，本地通信模块一方面通过驱动板获取按摩椅的工作状态，一方面将从网络通信模块处接收的指令发送到驱动板，使得按摩椅根据指令进行按摩动作；网络通信模块通过无线网络与预设服务端连接，并通过与预设服务端之间约定的基于心跳机制的通信协议进行通信，使得预设服务端可以及时收集按摩椅的运行状态，并根据运行状态对按摩椅进行主动的控制；同时，预设服务端定时向按摩椅发送心跳数据包，按摩椅根据接收到的心跳数据包之间的时间间隔来确定其与预设服务端之间的网络连接状态是否正常，并可根据网络连接状态的结果适时地重置网络连接状态，使之及时保持与预设服务端的连接。通过本实用新型提供的按摩椅控制装置，保证了按摩椅与预设服务端之间具有畅通稳定的数据连接，避免出现按摩椅出现各种故障后，变成孤岛而无法及时维护的问题，大大提高了按摩椅的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中按摩椅控制装置的应用环境示意图；

图2为本实用新型实施例中按摩椅控制装置的内部模块示意图；

图3为本实用新型实施例中按摩椅控制装置中驱动板接口的引脚配置示意图；

图4为本实用新型实施例中按摩椅控制装置中与SIM卡槽相连的电路接口图；

图5为本实用新型实施例中按摩椅控制装置中在位状态检测的电路图；

图6为本实用新型实施例中按摩椅控制装置的通信主控板上USB口电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种按摩椅控制装置，其应用环境的示意图如图1所示。其中，按摩椅控制装置集成在按摩椅内部，按摩椅可以被分散部署到物理位置相距甚远的商场、楼宇间等公共场所；服务端，即预设服务端，是为按摩椅提供信息存储、工作指令的计算机设备，包括但不限于带有数据库功能的服务器或服务器集群，并且服务端上有为按摩椅提供数据服务端计算机软件套件(SDK，Software Development Kit)或框架；用户端即手机APP。当用户使用按摩椅时，手机APP扫描按摩椅上的二维码，并与服务端进行通信以确定用户所扫码的按摩椅ID(Identification，身份标识信息)，随后，服务端向按摩椅控制装置发送工作指令，使得用户可以使用按摩椅。

按摩椅控制装置的内部模块如图2所示，按摩椅控制装置可以分为两大模块，即在通信主控板上有电性连接的本地通信模块和网络通信模块，两者分别与驱动板和服务端连接；驱动板与按摩椅控制电机连接，当驱动板向按摩椅控制电机发送驱动信号，按摩椅控制电机即可启动进行按摩动作。其中，通信主控板，即印刷电路板(PCBA，Printed CircuitBoard Assembly)。

本地通信模块通过串口与按摩椅的驱动板进行通信，每隔一定时间向驱动板发送数据请求消息，驱动板以应答包的形式返回按摩椅的本地状态信息，其中，向驱动板发送数据请求消息的时间可以预先设置，如每隔15秒、20秒等；本地状态信息包括但不限于，按摩模式，按摩总时长，按摩剩余时间，按摩椅是否处于工作状态，供电状态是否正常，是否有用户坐在按摩椅上，等；同时，也可以向驱动板发送工作指令，指示驱动板驱使按摩椅进行按摩动作。

网络通信模块，用于与服务端进行数据交互，可以将从本地通信模块获取的按摩椅本地状态信息发送到服务端，或者将服务端的工作指令通过本地通信模块发送到驱动板。

网络通信模块与服务端之间是通过事先约定的、基于心跳机制的通信协议进行通信。心跳机制，是指在通信的双方中，定时向对方发送自定义的数据包，或称为心跳数据包，让对方确定己方的在线状态，以确保双方通信连接的有效性。事先约定的、基于心跳机制的通信协议，属于应用层协议，可以对传输的数据进行校准，转义或封装，有利于加固了数据通信的安全。

具体地，按摩椅控制装置内有嵌入式Linux***，具有相对完整的操作***功能，可以作为主控设备使用。本地通信模块与按摩椅的驱动板进行通信的串口为UART串口，即，Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器，将要传输的数据在串行通信与并行通信之间加以转换；

网络通信模块包括射频基带芯片、存储芯片、电源管理芯片和射频信号放大芯片，其中，射频基带芯片包括射频收发器和基带处理芯片，用于射频信号的接收和发送，例如采用高通公司的MDM9X07平台；存储芯片即MCP(Multiple Chip Package)存储器，包括RAM和ROM，用于存储从服务端接收的数据，以及从本地通信模块获取的按摩椅本地状态信息；电压管理芯片即PM(Power Management)芯片，用于对控制装置进行电源管理；射频信号放大芯片用于对射频信号进行放大发送；

优选地，本地通信模块和网络通信模块可以由4G通信模块替代。此时，驱动板直接与4G通信模块连接，驱动板接口的引脚配置示意图如图3所示。其中，驱动板接口引脚1-10分别为VCC12V、GND、VCC3V3&5V、4G_U1_TXD、4G_U1_RXD、GND、4G_RESET、INT、WDO、WAKE_STAT；引脚1和2为4G通信模块供电脚，电气特性为12V直流电压，1A电流；引脚2和6为接地脚；引脚3为IO接口供电脚，电气特性为3V3/5V,20mA；引脚4和5为UART串口的数据输入、输出脚，电气特性为3V3/5V，传输速率为9600baud；引脚7为复位脚，默认为高电平，当拉低2秒后再释放可实现复位；引脚8为中断脚，电气特性为5V/3V3；引脚9为通信主控板给驱动板MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)的周期脉冲信号，表征通信主控板正常工作；引脚10用于表征通信主控板是正常工作状态还是休眠状态。同时，在4G通信模块中设有SIM卡槽，可以为每一个按摩椅控制装置配备一个SIM卡，用于与服务端进行4G通信，与SIM卡槽相连的电路接口图如图4所示。图4中，U207为SIM卡检测IC，其CLK脚、RST脚分别为时钟脚和重置脚，与USIM(Universal Subscriber Identity Module，全球用户识别卡)卡的对应引脚相连；其VDD脚用于为USIM卡供电；其VSS脚接地；其I/O脚与USIM卡的输入输出脚连接。

当按摩椅通电启动后，4G通信模块通过4G网络将按摩椅控制装置内置的IMEI号发送到服务端，在服务端进行注册。其中，IMEI(International Mobile EquipmentIdentity，国际移动设备识别码)为按摩椅控制装置出厂前写入的，用于唯一标识一块按摩椅控制装置的识别号。随后，服务端每隔一定时间，例如5秒，向已注册的按摩椅控制装置发送心跳数据包；与之对应的，4G通信模块持续接收心跳数据包，并记录相邻两个心跳数据包到达的时间间隔，然后根据时间间隔的值确定与服务端之间的网络连接状态，进而确定是否需要重启4G通信模块，使得按摩椅与服务端之间的通信畅通和稳定。

举例来说，若4G通信模块正常接收到服务端两个心跳数据包的时间间隔为10秒，即为预设阈值，若相邻两个心跳数据包之间的时间间隔超过10秒，则说明按摩椅与服务端之间的网络出现异常，或已掉线；此时，4G通信模块向服务端发送网络状态测试指令，例如ping指令，若在60秒内未接收到ping的返回消息，则可以重启4G通信模块，使得按摩椅能够重新在服务端进行注册。

与按摩椅本地相对应的，服务端具体可以采用云服务端。云服务端负责与按摩椅控制装置进行通信，下发指令，并可以用于用户数据管理、设备数据管理、数据分析等。

具体地，云服务端支持基础协议，包括但不限于UDP，TCP或HTTPS。云服务端向按摩椅控制装置提供两项服务，分别为通知服务和设备服务，其中，按摩椅控制装置通过基于UDP协议的数据包与通知服务进行通信，以维护按摩椅的联机或脱机状态；按摩椅控制装置通过基于HTTPS协议的数据包与设备服务进行通信，以用于收发更新按摩椅设备状态信息的指令。

按摩椅设备状态信息，是从云服务端角度所监控的按摩椅的状态。按摩椅设备状态信息包括：在线状态，代表保持活跃的数据包交换成功；离线状态，代表按摩椅控制装置与云服务端之间的两个连续的保持活跃的数据包未交换成功；就绪状态，代表当按摩椅控制装置完成向云服务端注册，按摩椅可以接收来自云服务端的指令；轮询在线状态，代表当按摩椅控制装置无法与通知服务进行通信，但可以ping通设备服务，或者只能与设备服务进行通信，则按摩椅控制装置以每5秒轮询的方式向云服务端发送查询的状态。

优选地，按摩椅控制装置的识别号还包括一个公用钥匙(publickey)，该公用钥匙可用于云服务端为每个按摩椅控制装置的通信进行加密。具体地，云服务端使用公用钥匙对每个按摩椅控制装置的通信进行SSL加密，可以保证每台按摩椅的通信是独立地，保证数据通信更加安全。其中，SSL为Secure Sockets Layer安全套接层，是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议。

借助于云服务端，运维人员可以查看按摩椅本地的相关信息，如按摩椅的设备状态，按摩椅所在位置的信号强度，按摩椅重连服务端的历史记录，等，并保存大量的历史心跳数据，方便远程诊断设备，排查问题，远程重启。

进一步地，在一实施例中，本地通信模块包括：感应条、电平转换电路和通信板；通信板通过串口与驱动板连接；感应条附在按摩椅座位下，并与电平转换电路连接；电平转换电路的输出脚与通信板的GPIO口连接。

其中，GPIO即General-purpose input/output，通用型输入输出的接口；感应条相当于开关，用于检测是否有人坐在按摩椅上。当有人坐下时，感应条闭合，其产生的电平通过电平转换电路转化为GPIO电平，并输出到通信板的GPIO口上，使得按摩椅处于在位状态，即按摩椅控制装置获取有人入座按摩椅的消息。在位状态检测的电路如图5所示。图5中，VOUT_1V8为按摩椅在位检测脚，默认悬空状态，当座位有人时为低电平有效。

在传统的检测在位状态的方式中，通过若干个重力传感器进行检测；而在本实施例中，本地通信模块利用感应条、电平转换电路以及通信板的相互配合，实现了与传统重力感应传感器同样的检测功能，但在实现方式上完全不同，并且，有利于节省使用传统重力感应传感器带来的生产成本。

在本地通信模块由感应条、电平转换电路和通信板构成的基础上，为了防止检测在位状态过于敏感，本地通信模块还具有软件防抖功能，使得对在位状态的检测更加准确和稳定。

具体地，以预设固定间隔周期对通信板的GPIO口进行电压检测，得到每个固定间隔周期下的电压值；若电压值在预设时间范围内保持恒定，则确定按摩椅进入离位状态；若电压值在预设时间范围内未保持恒定，则确定按摩椅进入在位状态。

举例来说，以轮询的方式，每隔1秒中对通信板GPIO口的电压进行检测，例如，若电压值为高电平，并且在5秒内范围内，该电压值保持恒定不变，则可以确定离位状态是稳定的；否则，若在5秒范围内，电压值出现上下摆动，则说明按摩椅有人在椅子上抖腿，进而可以确定有人坐下。可以理解地，使用同样的检测方式也可以确定按摩完毕后用户是否离开按摩椅，从而可以更加准确的确定在位状态或离位状态。

此外，为了防止通信板在使用过程中出现死机不响应的情况，通过软件为通信板设置防跑死机制，以确保通信板能自行恢复，减少现场人工维护的成本。

具体地，在Linux下设置监护进程monitor用于监控通信板的主线程massage_chair，当通信板的主线程发生异常时，监护进程monitor将重启massage_chair；或者，向通信板发生心跳数据包，并每隔5分钟检测一次，若在5分钟内未收到返回消息，则说明通信板死机了，此时，可以通过拉低通信板的复位管脚以重启通信板。

进一步地，在一实施例中，本地通信模块包括语音芯片。其中，语音芯片即Text ToSpeech，TTS语音芯片，用于将从服务端接收到文字信息用语音方式在按摩椅上播放，提示用户进行操作，是一种友好的人机交互方式。语音芯片对外连接有2W/4R喇叭，可用于播放声音。

具体地，当用户使用按摩椅时，按摩椅进入在位状态，按摩椅可以通过TTS语音芯片根据预设语音播放策略播放本地的语音文件。

其中，语音文件包括但不限于指导用户操作按摩椅，提示用户选择支付方式，提示按摩剩余时长，等；语音文件可以预先存储在按摩椅的存储器芯片上，并通过文件id号加以区分；预设语音播放策略的属性包括策略id，语音文件的id,播放次数，播放时间等；一条语音播放策略A可以表示为：当用户坐下3秒后播放语音a,10秒后播放语音b，15秒后播放语音c。

此外，每个语音文件具有不同的优先级，优先级用于在播放语音过程中插播优先级更高的语音，并对按摩椅本地原有的预设语音播放策略进行调整。具体地，优先级可以设定为9级，其中，9级最高，1级最低。

举例来说，当接收到服务端下发的提示用户余额不足的实时消息，其优先级为8，则语音芯片将实时语音信息的优先级与本地语音文件的优先级进行对比，若实时语音信息的优先级高于预设语音文件的优先级，则中断当前播放状态，并播放实时语音信息；反之，语音芯片将实时语音信息存储到本地，并根据优先级的顺序进行排列，将实时语音信息***到预设语音播放策略的播放队列中。

此外，由于按摩椅控制装置中可内置SIM卡，使得按摩椅控制装置可以如同手机一样收发短信，即，当收到短信时，语音芯片可以对短信进行转换，从文本到语音并播放出来。

在本实施例中，通过本地通信模块内的语音芯片，灵活的播放语音文件可以提高按摩椅的智能化程度和人机交互性。

进一步地，在一实施例中，本地通信模块和网络通信模块外设有屏蔽壳，屏蔽壳与通信主控板的边缘连接，构成封闭的安装空间。其中，屏蔽壳用于保证本地通信模块和网络通信模块内部的部件不受电磁干扰和结构不受损害。

进一步地，在一实施例中，网络通信模块还包括天线接口，天线接口用于根据按摩椅内设天线获取按摩椅所在位置的信号强度。天线接口用于与安置在按摩椅内部的天线连接，便于服务端获取按摩椅所在地理位置的信号强度，以判断网络状态。

进一步地，在一实施例中，通信主控板上设有备用电池接口。备用电池接口的输出电压值为4.2V，与备用电池连接，可用于意外断电时保证按摩椅控制装置的供电，并防止断电时的数据丢失。

进一步地，在一实施例中，如图6所示，通信主控板上设有USB口。USB口可用于写入出厂设置的参数，以及现场调试，便于维护。

进一步地，在一实施例中，通信板上外接有硬件看门狗。硬件看门狗，是一种定时器电路，用于定期的查看通信板的运行状态况，一旦发生通信板死机，则通过硬件看门狗对通信板进行硬件复位。

以上是对本实用新型按摩椅控制装置进行了阐述，用于帮助理解本实用新型，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本实用新型原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种按摩椅控制装置，其特征在于，所述按摩椅控制装置包括：通信主控板，在所述通信主控板上设有本地通信模块和网络通信模块；所述本地通信模块与所述网络通信模块之间电性连接；所述本地通信模块通过串口与按摩椅的驱动板通信，所述驱动板用于驱使按摩椅进行按摩动作；所述网络通信模块通过无线网络与预设服务端连接，并通过与所述预设服务端之间基于心跳机制的预设通信协议进行通信。

2.如权利要求1所述的按摩椅控制装置，其特征在于，所述网络通信模块包括射频基带芯片、存储芯片、电源管理芯片和射频信号放大芯片。

3.如权利要求1所述的按摩椅控制装置，其特征在于，所述本地通信模块包括语音芯片。

4.如权利要求1所述的按摩椅控制装置，其特征在于，所述本地通信模块包括：感应条、电平转换电路和通信板；所述通信板通过所述串口与所述驱动板连接；所述感应条附在按摩椅座位下，并与所述电平转换电路连接；所述电平转换电路的输出脚与所述通信板的GPIO口连接。

5.如权利要求1所述的按摩椅控制装置，其特征在于，所述本地通信模块和所述网络通信模块外设有屏蔽壳，所述屏蔽壳与所述通信主控板的边缘连接，构成封闭的安装空间。

6.如权利要求4所述的按摩椅控制装置，其特征在于，所述通信板上外接有硬件看门狗。

7.如权利要求1所述的按摩椅控制装置，其特征在于，所述网络通信模块还包括天线接口，所述天线接口用于根据按摩椅内设天线获取按摩椅所在位置的信号强度。

8.如权利要求1所述的按摩椅控制装置，其特征在于，所述通信主控板上设有备用电池接口。

9.如权利要求1所述的按摩椅控制装置，其特征在于，所述通信主控板上设有USB口。

10.如权利要求1至9任一项所述的按摩椅控制装置，其特征在于，所述本地通信模块和所述网络通信模块为4G通信模块。

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