基于柔性壓力傳感器的電子計步器的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種基于柔性壓力傳感器的電子計步器，包括柔性壓力傳感器鞋墊，數據采集處理電路和顯示部件。所述柔性壓力傳感器鞋墊用于感知用戶腳底的壓力變化；所述數據采集處理電路負責采集傳感器由于壓力變化導致的電信號的變化，并得出每個傳感器節點的壓力大小，從而得出人腳底的壓力分布、步數、路程和消耗的卡路里等數據，并通過接插件和柔性薄膜導線與傳感器鞋墊相連接；所述顯示部件用于實時顯示步數等數據。柔性壓力傳感器鞋墊和數據采集處理電路置于鞋上，與顯示部件分離，采用2.4G無線方案進行數據傳輸，使得顯示部件的攜帶非常自由，而且攜帶的方式對計步精度不造成任何的影響。
【專利說明】基于柔性壓力傳感器的電子計步器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種計步器，具體是一種基于柔性壓力傳感器的電子計步器。
【背景技術】
[0002]隨著人們的生活水平越來越高，大家對個人的健康問題看得越來越重要，鍛煉也被越來越多的人融入了自己的日常生活，而步行是一種非常有效的鍛煉方式，尤其對于老年人等不適宜劇烈運動的人來說是一種非常好的鍛煉方式。于是，一個能監測步數和步行距離的計步器就顯得很有意義。市面上有各種計步器，但基本上都是基于加速度計設計的，具有一定的精度，但具體的精度基本取決于加速度芯片，而且計步的精度和人的攜帶方式有比較大的關系。隨著傳感器芯片測量精度的增加價格上也會增加，且基本功能都僅限于測步數、測路程，和估算消耗的卡路里。此外，市面上的計步器都只能存儲有限的信息，無法保存一段較長時間的鍛煉數據。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是補充現有技術中存在的不足，提供一種采用柔性壓力傳感器的電子計步器，能夠精確的記錄人的步行步數，同時可以檢測出人腳底的壓力分布。
[0004]本發明采用的技術方案是:所述基于柔性壓力傳感器的電子計步器包括:柔性壓力傳感器鞋墊、數據采集處理電路以及顯示部件；所述柔性壓力傳感器鞋墊鋪設于鞋底內偵牝用于感知用戶的腳底壓力；所述采集處理電路設置于鞋幫外側，通過柔性薄膜導線與所述柔性壓力傳感器鞋墊相連，用于給柔性傳感器加電并處理采集到的柔性壓力傳感器鞋墊由壓力變化產生的電信號，并計算步數；所述采集處理電路具有無線數據發送器，與顯示部件的無線數據接收器通信，所述顯示部件用于實時顯示包括步數在內的數據。
[0005]所述柔性壓力傳感器鞋墊包括兩片薄膜，其中一片薄膜內表面鋪設有互相平行的帶狀導體，另一片薄膜內表面也鋪設有互相平行的帶狀導體，兩片薄膜上的帶狀導體彼此相交，兩片薄膜壓合為一體從而構成網格狀節點點陣結構，所述導體外表涂有壓敏半導體材料涂層，當外力作用到所述節點上時，半導體的阻值會隨外力成比例變化，從而導致節點的電壓信號發生變化。
[0006]所述的數據采集處理電路采集到每個節點的電壓變化值后，由柔性壓力傳感器鞋墊帶狀導體的阻值與壓力曲線換算得出每個節點的壓力大小，于是最終得到腳底的壓力分布情況，以及整個傳感器鞋墊的總壓力值。
[0007]所述柔性壓力傳感器鞋墊和數據采集處理電路之間采用接插件和柔性薄膜導線相連，不用時二者可以分離。
[0008]所述的數據采集處理電路自身具有存儲空間，還具有USB接口，用于數據導出。
[0009]所述無線數據發送器和無線數據接收器采用2.4G無線數據發送器和無線數據接收器。
[0010]本發明的優點是: 1.采用全新的柔性壓力傳感器鞋墊，具有檢測精度更高的優點；
2.采用全新的柔性壓力傳感器鞋墊，除了檢測步數、路程等常規參數之外還能檢測出人的腳底壓力分布，對于矯正人的走路姿態具有指導意義；
3.顯示部件可以像普通計步器一樣隨身攜帶，由于傳感器固定在鞋底，所以顯示部件不論置于身上何處都對計步精度沒有任何影響；
4.數據采集處理電路具有USB接口，所得數據可以上傳至電腦進行進一步的分析和存儲，可以保存每一天的數據，使用戶可以直觀地看到一段時間的鍛煉數據分布。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的總體結構組成框架圖。
[0012]圖2為本發明的具體結構圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體附圖和實施對本發明作進一步說明。
[0014]如圖1所示，本發明所述基于柔性壓力傳感器的電子計步器，包括柔性壓力傳感器鞋墊、數據采集處理電路和顯示部件三部分。所述柔性壓力傳感器鞋墊鋪設于鞋底內側，用于感知用戶的腳底壓力；所述數據采集處理電路設置于鞋幫外側，通過柔性薄膜導線與所述柔性壓力傳感器鞋墊相連，負責采集鞋墊感受到的壓力值，然后對采集的數據進行分析處理，得出人的腳底壓力分布、所走步數、路程和消耗的卡路里。該數據采集處理電路具有一定的存儲空間，能存儲一定時間內的數據。所述的顯示部件用來實時地顯示所走的步數、路程和消耗的卡路里等。
[0015]如圖2所示，所述的柔性壓力傳感器鞋墊I用于獲取用戶的腳底壓力，包括兩片聚合物薄膜，其中一片薄膜內表面鋪設有互相平行的帶狀導體，另一片薄膜內表面也鋪設有互相平行的帶狀導體，兩片薄膜上的帶狀導體彼此相交，兩片薄膜壓合為一體從而構成網格狀節點點陣結構，所述導體外表涂有壓敏半導體材料涂層，當外力作用到所述節點上時，半導體的阻值會隨外力成比例變化，從而導致節點的電壓信號發生變化。
[0016]所述的數據采集處理電路2，負責給的每一個網格傳感節點加電，當一個節點上受到壓力時，該傳感節點的阻值發生變化，從而導致該節點的電壓信號發生變化，采集電路采集到該節點的電壓變化值后，由傳感器帶狀導體的阻值與壓力曲線換算得出每個傳感節點的壓力大小，于是最終得到腳底的壓力分布情況，以及整個傳感器鞋墊的總壓力值。人在走路的過程中，每一步都包括一個抬腿和蹬地的過程，于是也就有一次腳底壓力的明顯變化，這一次壓力的變化就是一個步子，同時，根據人的身高和走路的頻率可以估算出人的步幅，于是進一步可以得出人的行走距離，再根據走路的頻率和一些已知的經驗數據就可以得出消耗的卡路里。檢測人腳底的壓力分布則主要依靠柔性壓力傳感器鞋墊以及數據采集處理電路的配合使用。
[0017]由于存儲空間的有限性，數據采集處理電路2具有USB接口，通過一定的軟件支持，所得數據可以上傳至電腦進行進一步的分析和存儲，可以保存每一天的數據，使用戶可以直觀地看到一段時間的鍛煉數據分布。所述的顯示部件3為一個便攜部件，用來實時地顯示所走的步數、路程和消耗的卡路里等。為了更加方便地使用，傳感器和數據采集處理電路置于鞋里，顯示部件3與之分離，可隨身置于衣服口袋里或掛在別的地方，數據的傳輸采用2.4G無線傳輸的方式。
[0018]數據采集處理電路得到的數據可以通過USB 口傳輸到電腦中進行存儲，這樣就不會擔心前一段時間的數據丟失，使用戶可以在一段相當長的時間內看到自己一直以來的鍛煉成果，對用戶的鍛煉具有積極地促進作用。
[0019]柔性壓力傳感器鞋墊和數據采集處理電路之間采用接插件和柔性薄膜導線相連，不用時二者可以分離。
[0020]所述的顯示部件主要通過2.4G無線傳輸的方式與鞋里的數據采集處理電路相連，實時獲取步數等數據，并能直觀得讀出各種數據，該部件的佩戴方式非常自由，不會對計步精度造成任何影響。該顯示部件可以隨身任意攜帶，可以作為裝飾，同時還可集成電子時鐘功能等。
【權利要求】
1.基于柔性壓力傳感器的電子計步器，其特征在于:包括柔性壓力傳感器鞋墊、數據采集處理電路以及顯示部件；所述柔性壓力傳感器鞋墊鋪設于鞋底內側，用于感知用戶的腳底壓力；所述采集處理電路設置于鞋幫外側，通過柔性薄膜導線與所述柔性壓力傳感器鞋墊相連，用于給柔性傳感器加電并處理采集到的柔性壓力傳感器鞋墊由壓力變化產生的電信號，并計算步數；所述采集處理電路具有無線數據發送器，與顯示部件的無線數據接收器通信，所述顯示部件用于實時顯示包括步數在內的數據。
2.如權利要求1所述的基于柔性壓力傳感器的電子計步器，其特征在于:所述柔性壓力傳感器鞋墊包括兩片薄膜，其中一片薄膜內表面鋪設有互相平行的帶狀導體，另一片薄膜內表面也鋪設有互相平行的帶狀導體，兩片薄膜上的帶狀導體彼此相交，兩片薄膜壓合為一體從而構成網格狀節點點陣結構，所述導體外表涂有壓敏半導體材料涂層，當外力作用到所述節點上時，半導體的阻值會隨外力成比例變化，從而導致節點的電壓信號發生變化。
3.如權利要求2所述的基于柔性壓力傳感器的電子計步器，其特征在于:所述的數據采集處理電路采集到每個節點的電壓變化值后，由柔性壓力傳感器鞋墊帶狀導體的阻值與壓力曲線換算得出每個節點的壓力大小，于是最終得到腳底的壓力分布情況，以及整個傳感器鞋墊的總壓力值。
4.如權利要求1所述的基于柔性壓力傳感器的電子計步器，其特征在于:所述柔性壓力傳感器鞋墊和數據采集處理電路之間采用接插件和柔性薄膜導線相連。
5.如權利要求1所述的基于柔性壓力傳感器的電子計步器，其特征在于:所述的數據采集處理電路自身具有存儲空間，還具有USB接口，用于數據導出。
6.如權利要求1所述的基于柔性壓力傳感器的電子計步器，其特征在于:所述無線數據發送器和無線數據接收器采用2.4G無線數據發送器和無線數據接收器。
【文檔編號】G01C22/00GK103528595SQ201310539458
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年11月4日 優先權日:2013年11月4日
【發明者】劉斌, 王慰, 胡慶慶 申請人:江蘇物聯網研究發展中心
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