[发明专利]基于链码算法的蓝牙计步器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种基于链码计步算法及计步管理系统，尤其是改进的弗里曼链码计步算法的蓝牙计步器。

背景技术：

国内外研究表明：运动与人类的健康息息相关。而记录人体运动强度的最简单、最方便的小型仪器就是计步器。目前，计步器设计所围绕的创新点主要有以下几个方面：1)计步的准确性：可通过使用不同的传感器，提高计步的准确性；CN1690661公开了一种具有行走探测装置的计步器，提高了计步精度，但要求使用者将此计步器佩戴在手臂上。CN101206124公开了一种具有自动步伐校正装置的计步器，可以存储个人的一些特征，及判定运动者是走路、跳跃或是跑步等姿态。在保证计步准确性的前提下，CN101086450公开了一种基于磁传感器的计步器。2)多功能的开发：不仅具有计步功能，还增加了计算卡路里、里程、运动速度等功能；CN1472508公开了一种组合式的计步器，将计步器与收音机电路板组合在一起。CN1815145公开了一种手机中智能计步器的实现方法，将计步模块与手机的主体组合在一起，并借助手机的显示、存储等实现计步功能。CN1670483公开了一种具有节电功能的电子计步器。CN1779731公开了一种无线计步器，但是，它由佩戴于手腕上的发射器与佩戴在腰间的接收器两部分组成，设计复杂，仪器相对携带不便。CN101350208公开了一种带计步器的多媒体装置，主要目的是让使用者能随着音乐节奏增加或降低步率，享受健康运动。3)体积：缩小体积，携带方便。CN101221050公开了一种使用振动传感器放置于手表后壳中的计步器，体积小巧，但是计步准确性较差。CN1419127公开了利用一个能够检测出多个方向的加速度传感器，并利用这种传感器构造的计步器，缩小了计步器的体积。实质上，使用计步器就是为了让使用者了解自身运动的情况，从而通过调整运动量，而达到改善身体状况的最终目的。这一目的的实现不能仅仅依靠使用者每一天、每一周、每一月的数据，而是一个长期的数据积累过程。CN1779731A公布了一种可全方位接收无线计步信号的无线计步器，具有3个接收天线，实现较为繁琐；CN101592497A公布了一种具有数据传输功能的计步器，但是需要使用USB连接线。

Freeman(弗里曼)链码是由Herbert Freeman提出的一种可以高效并且准确地表示高度不规则封闭线条结构图形的编码方法。但是，Freeman链码适用于高度不规则的图像，因为在这些图像中信息的分布相对比较均匀，或者说在任何方向都可能出现信息，从概率上来讲，是一种信息的均匀分布。所以，Freeman编码中将区域分成了8个部分，对于高度不规则的图形，每个部分中信息出现的概率大致是相等的。因此这种编码方式是高效并且准确的，既不会出现过多的冗余，又不至于忽略掉大量的信息。然而，采自腰间的加速度信号并非高度不规则分布，相反，在某些区域集中了大量信息，而另外一些区域中的信息相对比较少，如果我们继续采用Freeman链码，在信息较多的地方会不能充分的表示，而在信息较少的地方，会出现很多相似的编码。

发明内容：

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足提供一种基于链码算法的蓝牙计步器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明是由无线计步器1和具有蓝牙功能的电脑或智能手机9两部分构成。

——无线计步器1是由数字3D加速度传感器3经SPI接口与MCU主控模块4连接，MCU主控模块4经串口与蓝牙模块5连接，电源模块6分别与数字3D加速度传感器3、MCU主控模块4、蓝牙模块5连接，MCU主控模块4分别与键盘模块7、显示模块8连接构成；

——具有蓝牙的智能手机或电脑9装有计步管理系统2，蓝牙模块5与具有蓝牙的智能手机或电脑9无线通讯。

计步管理系统2包括如下步骤：

A、计步算法开始→获取数据并进行改进的弗里曼编码；

B、编码开始→提取第一个与第十个特征点值→求两个相邻点斜率→通过相近原则编码→数据满足条件→编码结束，不满足条件返回到提取第一个与第十个特征点值进行重新编码；

C、改进的弗里曼编码→提取波形特征值→检测步数→计步算法结束。

改进的弗里曼编码是将弗里曼链码中均匀分布的8个方向改变为集中在右侧的8个方向，波形信号用一组数据[-4-3-2-101234]来表示。

改进的弗里曼编码为：在编码中使用[-1-2-3-4]四个负数进行编码，根据人体波形的参数特点，选取单位距离长度为10来进行编码。从保持各个角度内分布的信息量大致相同这个原则出发，均分右半平面，每个角度相差