[发明专利]外骨骼物联网模组和可穿戴物联网系统

说明书

本申请涉及一种外骨骼物联网模组和可穿戴物联网系统。其中，外骨骼物联网模组，包括可穿戴物联网模块，可穿戴物联网模块用于跟踪外骨骼穿戴者的运动作业数据；运动作业数据包括背部负重信息和腿部运动信息；设于外骨骼腰背部的主控模组，主控模组分别连接负重探测器、运动感测器；主控模组接收运动作业数据，并将运动作业数据封装后传输给后台服务器；运动作业数据用于指示后台服务器进行提取分析处理。本申请可实现对穿戴者运动作业数据的无缝跟踪探测，并将上述运动作业数据远程传输到后台服务器，通过对数据的提取分析与计算，可得到人体运动生理信息、疲劳程度减轻、穿戴外骨骼后减少的代谢消耗等信息，具有高通用性和高可扩展性。

技术领域

本申请涉及可穿戴设备技术领域，特别是涉及一种外骨骼物联网模组和可穿戴物联网系统。

背景技术

随着现代化战争发展，武器装备不断改善，士兵背负重量呈越来越重的趋势，直接影响了士兵的战斗力和健康状况。近年来，应用于体能增强的外骨骼作为具有强大功能的可穿戴机械设备，越来越受到国内外众多学者和科研人员的重视，成为新的研究热点，并开始逐步运用到军工领域。

物联网有望为外骨骼机器人等高科技产品提供更强大的功能。物联网将物理对象无缝集成到信息网络中，以便提供先进和智能的服务。物联网可以定义为“基于标准和可互操作通信协议的具有自我配置能力的动态全球网络基础设施”，其中物理和虚拟“物”具有身份、物理属性和虚拟个性，并使用智能接口，并无缝集成到信息网络中。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：目前基于外骨骼设备的可穿戴物联网，存在通用性、扩展性差等问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高通用性及扩展性的外骨骼物联网模组和可穿戴物联网系统。

为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种外骨骼物联网模组，包括可穿戴物联网模块和主控模组；主控模组设于外骨骼腰背部；可穿戴物联网模块用于跟踪外骨骼穿戴者的运动作业数据；运动作业数据包括背部负重信息和腿部运动信息；其中：

可穿戴物联网模块包括设于外骨骼托板根部的负重探测器、以及设于外骨骼腿部的运动感测器；负重探测器用于采集并输出背部负重信息，运动感测器用于采集并输出腿部运动信息；

主控模组分别连接负重探测器、运动感测器；主控模组接收运动作业数据，并将运动作业数据封装后传输给后台服务器；运动作业数据用于指示后台服务器进行提取分析处理。

在其中一个实施例中，运动作业信息还包括当前位置信息；

外骨骼物联网模组还包括嵌入主控模组的GPS模块；GPS模块用于将采集到的当前位置信息，通过主控模组传输给后台服务器。

在其中一个实施例中，背部负重信息包括背部负重压力；负重探测器包括薄膜压力传感器；

薄膜压力传感器设于托板根部与外骨骼背板间的贴合面上，以获取背部负重压力；薄膜传感器通过ADC接口连接主控模组，并将背部负重压力传输给主控模组。

在其中一个实施例中，腿部运动信息包括膝关节的角速度数据和加速度数据；

运动感测器包括设于外骨骼大腿骨架内部的第一惯性测量单元，以及设于外骨骼小腿骨架内部的第二惯性测量单元；第一惯性测量单元、第二惯性测量单元均连接主控模组。

在其中一个实施例中，运动感测器还包括模数转换器；

模数转换器的一端分别连接第一惯性测量单元、第二惯性测量单元，另一端通过蓝牙连接主控模组。

在其中一个实施例中，还包括无线通信模组；主控模组通过无线通信模组连接后台服务器。

在其中一个实施例中，无线通信模组为NB-IOT单元；主控模组通过Uart接口和/或I2C接口连接NB-IOT单元。