[发明专利]一种基于柔性力敏传感器的运动能耗监测鞋及其监测方法

摘要

本发明公开了一种基于柔性力敏传感器的运动能耗监测鞋及其监测方法，通过采集足底压力分布信息获取用户的步频、步速等运动参数信息，结合性别、身高、下肢长度等人体属性参数，利用多元线性回归分析方法建立运动能耗模型，实现运动能耗的实时监测。运动能耗监测鞋包括安装有柔性力敏传感鞋垫的运动鞋和腕表。运动鞋内的柔性力敏传感鞋垫实时采集用户的足底压力分布信息并通过ZigBee无线方式传输给腕表，腕表将足底压力分布信息、年龄、身高以及下肢长度等参数代入运动能耗模型中，得到运动能耗信息，并对能耗信息进行存储和显示。本发明运动能耗监测鞋是一种成本低廉、易于穿戴、能耗计算准确且具有实时反馈功能的运动能耗监测设备。

主权项

一种基于柔性力敏传感器的运动能耗监测鞋，其特征在于：包括安装有柔性力敏传感鞋垫的运动鞋和腕表；所述运动鞋内安装有柔性力敏传感鞋垫，穿在用户足部，用于采集用户足底压力分布信息；所述柔性力敏传感鞋垫包括柔性力敏传感器、信号调理电路、微控制器、ZigBee通讯模块、锂电池、电源管理模块和设备盒；微控制器对柔性力敏传感器进行扫描，调理电路对柔性力敏传感器输出信号进行滤波放大，接着微控制器对调理电路输出信号作A/D转换并对转换结果进行分析提取时间、步数、步频的步态信息，然后将步态信息数据通过ZigBee通讯模块发送给腕表；ZigBee通讯模块与微控制器之间采用SPI串行通讯方式连接；锂电池为系统提供电源；电源管理模块为系统提供稳压、上电、断电和电量检测功能；所述信号调理电路、微控制器、ZigBee通讯模块、锂电池和电源管理模块被封装在设备盒内部；设备盒内嵌在运动鞋底部；设备盒与柔性力敏传感器之间通过柔性引线连接；所述腕表是由微控制器、FLASH存储器、ZigBee通讯模块、按键、LCD显示屏、USB接口、锂电池、电源管理模块和腕表外壳组成；腕表通过ZigBee通讯模块与柔性力敏传感鞋垫实现数据和指令交互；微控制器将接收到的步态信息数据和人体属性参数代入运动能耗模型进行运动能耗评估并将运动能耗监测数据实时显示在LCD显示屏上；FLASH存储器用于离线存储人体属性参数、运动参数和运动能耗信息；按键和LCD显示屏用来提供人机交互功能，按键可以提供开机、关机、模式切换、参数输入功能，LCD显示屏可以显示：时间、步数、步频、步速、运动距离、运动能耗等运动参数和性别、年龄、身高和下肢长度等人体属性参数；USB接口提供数据上传和充电功能；锂电池为腕表系统提供电源，电源管理模块为腕表提供稳压、上电、断电和电池电量检测功能。