CN101306239A - 设置有数据存储和读取装置的户外健身器材及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种结构简单、使用方便，能够通过对运动数据的存储，读取和分析，从而指导锻炼者更加科学锻炼的具有数据存储和读取装置的户外健身器材及其使用方法。技术方案是：包括固定柱、可动摆臂，其特征是在健身器材装置上设置有数据采集存储记录和数据读取装置。设置有数据存储和读取装置的户外健身器材的使用方法，其特征是将户外健身器材存储器上的数据转移到其它存储设备上，包含本地数据服务器系统和互联网络数据空间，然后对数据进行的分析和反馈处理。

Description

设置有数据存储和读取装置的户外健身器材及其使用方法

技术领域

本发明属于户外健身器材装置领域，尤其是一种具有数据存储和读取装置的户外健身器材及其使用方法，通过数据分析实现对户外健身器材锻炼者的量化管理，从而实现科学锻炼、增强锻炼效果的目的。再通过互联网络，无线通讯的手段促进和提升人们的健康素质。

背景技术

随着时代的发展，人们的生活节奏越来越快，为了能够适应现代生活的要求，必须具有良好的身体素质，人们也深刻认识到科学健身的重要意义，最近几年，为了满足人们的健身需求，很多小区设立了户外健身器材，户外健身器材的应用范围越来越广泛。户外健身器材对于锻炼身体具有很好的作用，但是目前常用的健身器材，人们只能单纯的凭借感觉来锻炼，没有一个量化的检测标准，客观上影响了锻炼者的锻炼效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、使用方便，能够通过对运动数据的存储，读取和分析，从而指导锻炼者更科学锻炼的具有数据存储和读取装置的户外健身器材及其使用方法。

本发明的技术方案是：设置有数据存储和读取装置的户外健身器材，包括固定柱、可动摆臂，其特征是在所述的户外健身器材上设置有数据采集存储和数据读取装置。

所述的数据采集存储和数据读取装置包括数据读取装置、微控制器、数据存储器、时钟电路、计数和速度传感器、传感器探测装置，所述的数据读取设备、数据存储器、时钟电路和传感器分别与微控制器相连，所述计数和速度传感器与传感器探测装置分别设置在固定柱和可动摆臂上。

所述的设置有数据存储和读取装置的户外健身器材，其特征是所述的数据读取装置设置在固定柱的顶部，集成有微控制器、数据存储器、时钟电路等的电路板安装在固定柱内部。

所述的计数和速度传感器为干簧管或霍尔元件，传感器设置在固定柱内部相对应传感器探测装置的位置。

在固定柱上靠近计数和速度传感器的位置设置有一窗口。

所述的时钟电路核心芯片为系统提供实时时间，时钟芯片通过串行或并口与微控制器进行通信。

所述数据存储器核心芯片能够多次读写，数据在系统掉电后也不丢失，芯片通过并口或串口线路与微控制器相连。

还设置有电路电压转换芯片，电路电压转换芯片的输入端接电源，输出端为微控制器及其它集成电路提供工作电压。

微控制器接收来自传感器的信号，通过并口或串口线路读写数据存储器、数据读取模块、时钟芯片，计算锻炼者的摇摆速度。

设置有数据存储和读取装置的户外健身器材的使用方法，其特征是将户外健身器材存储器上的数据转移到其它存储设备上，包含本地数据服务器系统和互联网络数据空间，然后对数据进行的分析和反馈处理。

当户外健身器材存储器上的所有的存储数据全部被本地数据服务器读取出保存后，再通过健康管理员端的客户端程序，把每个人的运动数据，通过互联网络传输到网络数据服务器上，在服务器端，开设每个健身用户的运动健身档案。相关专家通过专家客户端软件或登录网络数据服务器后，进入使用者的个人健康空间，针对每个用户的健康档案进行针对性的管理，对每个用户进行健康运动行为的指导和意见，将所有的运动指导建议存储到相应的每个用户的个人网络空间或者系统通过短信、Email、IM登即时通讯软件把健身处方和意见传递给每个用户，以促进和改善每个用户的健身办法和健身计划；同时每个用户也可通过自己的帐号和密码进入自己的网上健康空间内察看相关的运动报告和专家的健康指导处方和建议。

本发明的效果是：在户外运动器材装置上安装具有计数和速度采集传感器的数据存储、读取装置，当锻炼者开始运动时，传感器唤醒电路板开始工作，微控制器即时采集锻炼者的运动数据，计数和速度传感器和传感器探测装置分别设置在固定柱和可动摆臂上，锻炼者每运动一次可动摆臂，就会使传感器和探测装置位置接近一次，传感器传给微控制器相关的信号，微控制器处理完这些信号后，将数据和附带信息(如时间等)保存在存储器中。锻炼者也可以随时将存储器中的信息通过数据读取设备转存到其它存储设备上。通过这种方式就可以完整记录锻炼者的锻炼数据。

当户外健身器材存储器上的所有的存储数据全部被本地数据服务器读取出保存后，再通过健康管理员端的客户端程序，把每个人的运动数据，通过互联网络传输到网络数据服务器上，在服务器端，开设每个健身用户的运动健身档案。相关专家通过专家客户端软件或登录网络数据服务器后，进入使用者的个人健康空间，针对每个用户的健康档案进行针对性的管理，对每个用户进行健康运动行为的指导和意见，将所有的运动指导建议存储到相应的每个用户的个人网络空间或者系统通过短信、Email、IM登即时通讯软件把健身处方和意见传递给每个用户，以促进和改善每个用户的健身办法和健身计划；同时每个用户也可通过自己的帐号和密码进入自己的网上健康空间内察看相关的运动报告和专家的健康指导处方和建议。通过分析锻炼者的数据，真正能够实现以锻炼者个人身体素质为基础的个性化锻炼，完全实现量化管理，增强锻炼效果。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明的电路控制框图；

图3为本发明时钟部分电路原理图；

图4为数据存储部分电路原理图；

图5为电路电压转换部分电路原理图；

图6为读卡器部分电路原理图；

图7为单片机部分电路原理图；

图8为本发明实施例2的结构示意图；

图9为本发明实施例3的结构示意图；

图10为本发明健身器材使用方法流程图。

具体实施方式

实施例1：

图1中，设置有计数和速度采集等功能的装置的漫步机，包括立柱1、摆臂2，在立柱上1设置具有数据存储、记录、读取装置IC；3、单片机、数据存储器、时钟电路和计数传感器，所述的IC卡读卡器3、数据存储器、时钟电路和计数传感器分别与单片机相连(参见图2)。IC卡读卡器3设置在立柱的顶部，单片机、数据存储器、时钟电路安装在电路板上，电路板安装在立柱1内部。传感器为干簧管4，干簧管4设置在立柱内部，摆臂上设置有磁铁5，在立柱上靠近干簧管的位置设置有一窗口6。

图3中，时钟电路核心芯片为DS1302，所述时芯片通过串行接口与单片机进行通信。

图4中，数据存储核心芯片AT24C64N通过IIC总线SCL、SDA与单片机接口，数据在系统掉电后也不丢失。

图5中，电路电压转换核心芯片SP620IEM5-3.3，芯片的输入端接电源，输出端分成两部分，一部分为单片机及其它集成电路提供工作电压，另一部分为单片机提供复位信号。

图6中，读卡器采用ISO14443A读卡芯片MF-RC500，通过串口与单片机接口。

图7中，单片机为89LPC917微控制器，单片机接收来自传感器的信号，通过IIC总线，串口读写数据存储器，读卡器，时钟芯片，计算锻炼者的摇摆速度，读写数据。

本发明的工作原理如下：

锻炼者在装置有数据存储，读取设备的健身器材上开始锻炼时，装载在装置有数据存储，读取设备的健身器材上的电路板和传感器开始工作，记时开始，每走一个行程，传感器就记数一次，微控制器记录总次数。当锻炼者停止锻炼时，微控制器记录下锻炼者的运动时间，次数，速度，计算出这些运动量所消耗的热量(热量值仅供参考)，并将这些数据保持，同时锻炼者可以通过读取设备将这些数据也保存在数据存储设备上。数据存储设备上的数据被传到管理终端数据库，进行分析，从而实现科学锻炼。

锻炼者每做一个行程的运动，传感器就传个微控制器一个信号；数据存储器记录下锻炼者的运动时间，次数，消耗的热量及实时时间等信息；读卡器模块用于读写射频卡。

此电路板装载在户外健身器材上，采用电池供电。在不工作时，电路板上的主芯片处于低功耗模式，当锻炼者开始运动时，记数传感器唤醒电路板开始工作，微控制器即时采集锻炼者的运动数据。当单片机30秒后没接收到传感器的信号时，进入待机模式，存储器保存下运动时间，次数，时间等信息，锻炼者将这些数据转存在数据存储设备(包含本地数据服务器系统和互联网络数据空间)上。

下面分别介绍电路部分各主要功能器件：

时钟部分，电路原理图为图3，DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒分，时，日，日期，月，年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线：(1)RES(复位)，(2)I/O(数据线)，(3)SCLK(串行时钟)。时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。DS1302的双电源管脚用于主电源和备份电源供应，Vcc1为可编程涓流充电电源，附加七个字节存储器。

数据存储器部分：电路原理图为图4，芯片AT24C64N通过IIC总线SCL、SDA与单片机接口，电阻R5与电容C10组成上电保护电路、电容C11起到电源滤波作用，电阻R6、R7为上拉电阻，整个组件保证数据在系统掉电后也不丢失。

电路电压转换部分：电路原理图为图5，电路电压转换核心芯片SP620IEM5-3.3，芯片的输入端接电源，输出端分成两部分，一部分为单片机及其它集成电路提供工作电压，另一部分为单片机提供复位信号。电源VCC与芯片SP620IEM5-3.3的输入端IN连接，同时电源VCC通过隔离电容C8与芯片SP620IEM5-3.3地端GND连接，电源VCC通过电阻R8与芯片SP620IEM5-3.3的EN端口连接，电源VCC通过电阻R9与芯片SP620IEM5-3.3的RSN端口连接，RSN端口通过电阻R10为单片机提供复位信号，芯片SP620IEM5-3.3的输出端OUT为单片机及其他集成电路提供工作电压。

传感器部分：传感器采用干簧管或霍尔元件等其他的速度传感器，干簧管或霍尔元件周围的磁场强度达到或超过一定数值，其触点即吸合(闭合或开启)，单片机相应的端口收到此脉冲后，产生中断，开始记数，根据相连的两次中断的时间间隔，计算出锻炼者的摇摆频率(或速度)。

数据读取部分：电路原理图为图6，读卡器采用最新PHILIPS高集成ISO14443A读卡芯片MF-RC500，通过串口与单片机接口，单片机使用相应的协议来读写射频卡，操作者刷卡不需接触读卡器，操作方便。

微控制器部分：电路原理图为图7，芯片P89LPC917是一款低成本的16脚单片微控制器。它们采用高性能的处理器结构，指令执行时间只需2到4个时钟周期。6倍于标准80C51器件。P89LPC917集成了许多系统级的功能，这样可大大减少元件的数目和电路板面积并降低系统的成本。

微控制器接收来自传感器的信号，通过IIC总线，串口读写数据存储器，读卡器，时钟芯片，计算锻炼者的摇摆速度，读写数据。

实施例2：

图8中，设置有IC卡装置的跑步机，包括立柱1、摆臂2，在立柱上1设置有具有计数传感器的IC卡读卡器3、单片机、数据存储器、时钟电路和计数传感器，所述的IC卡读卡器3、数据存储器、时钟电路和计数传感器分别与单片机相连(参见图2)。IC卡读卡器3设置在立柱的顶部，单片机、数据存储器、时钟电路安装在电路板上，电路板安装在立柱1内部。传感器为干簧管4，干簧管4设置在立柱内部，摆臂上设置有磁铁5，在立柱上靠近干簧管的位置设置有一窗口6。

实施例3：

图9中，设置有IC卡装置的跑步机，包括立柱1、摆臂2，在立柱上1设置有具有计数传感器的IC卡读卡器3、单片机、数据存储器、时钟电路和计数传感器，所述的IC卡读卡器3、数据存储器、时钟电路和计数传感器分别与单片机相连(参见图2)。IC卡读卡器3设置在立柱的顶部，单片机、数据存储器、时钟电路安装在电路板上，电路板安装在立柱1内部。传感器为干簧管4，干簧管4设置在立柱内部，摆臂上设置有磁铁5，在立柱上靠近干簧管的位置设置有一窗口6。

Claims (11)

1、设置有数据存储和读取装置的户外健身器材，包括固定柱、可动摆臂，其特征是在所述的户外健身器材上设置有数据采集存储和数据读取装置。

2、根据权利要求1所述的设置有数据存储和读取装置的户外健身器材，其特征是所述的数据采集存储和数据读取装置包括数据读取装置、微控制器、数据存储器、时钟电路、计数和速度传感器、传感器探测装置，所述的数据读取设备、数据存储器、时钟电路和传感器分别与微控制器相连，所述计数和速度传感器与传感器探测装置分别设置在固定柱和可动摆臂上。

3、根据权利要求1或2所述的设置有数据存储和读取装置的户外健身器材，其特征是所述的数据读取装置设置在固定柱的顶部，集成有微控制器、数据存储器、时钟电路等的电路板安装在固定柱内部。

4、根据权利要求3所述的设置有数据存储和读取装置的户外健身器材，其特征是所述的计数和速度传感器为干簧管或霍尔元件，传感器设置在固定柱内部相对应传感器探测装置的位置。

5、根据权利要求4所述的设置有数据存储和读取装置的户外健身器材，其特征是在固定柱上靠近计数和速度传感器的位置设置有一窗口。

6、根据权利要求2所述的设置有数据存储和读取装置的户外健身器材，其特征是所述的时钟电路核心芯片为系统提供实时时间，时钟芯片通过串行或并口与微控制器进行通信。

7、根据权利要求6所述的设置有数据存储和读取装置的户外健身器材，其特征是所述数据存储器核心芯片能够多次读写，数据在系统掉电后也不丢失，芯片通过并口或串口线路与微控制器相连。

8、根据权利要求7所述的设置有数据存储和读取装置的户外健身器材，其特征是还设置有电路电压转换芯片，电路电压转换芯片的的输入端接电源，输出端为微控制器及其它集成电路提供工作电压。

9、根据权利要求8所述的设置有数据存储和读取装置的户外健身器材，其特征是微控制器接收来自传感器的信号，通过并口或串口线路读写数据存储器、数据读取模块、时钟芯片，计算锻炼者的摇摆速度。

10、一种设置有数据存储和读取装置的户外健身器材的使用方法，其特征是将户外健身器材存储器上的数据转移到其它存储设备上，包含本地数据服务器系统和互联网络数据空间，然后对数据进行的分析和反馈处理。

11、根据权利要求10所述的设置有数据存储和读取装置的户外健身器材的使用方法，其特征是当户外健身器材存储器上的所有的存储数据全部被本地数据服务器读取出保存后，再通过健康管理员端的客户端程序，把每个人的运动数据，通过互联网络传输到网络数据服务器上，在服务器端，开设每个健身用户的运动健身档案。相关专家通过专家客户端软件或登录网络数据服务器后，进入使用者的个人健康空间，针对每个用户的健康档案进行针对性的管理，对每个用户进行健康运动行为的指导和意见，将所有的运动指导建议存储到相应的每个用户的个人网络空间或者系统通过短信、Email、IM登即时通讯软件把健身处方和意见传递给每个用户，以促进和改善每个用户的健身办法和健身计划；同时每个用户也可通过自己的帐号和密码进入自己的网上健康空间内察看相关的运动报告和专家的健康指导处方和建议。

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