[发明专利]一种低功耗可无线升级的智能鞋嵌入式系统

说明书

本发明公开了一种低功耗可无线升级的智能鞋嵌入式系统，包括：监测唤醒模块，用于采集压电信号；压力监测模块，用于采集不同位置的压力信号；姿态获取模块，用于获取不同方向的运动数据；供电模块，用于提供电力；以及：搭载蓝牙模块的主控模块，在主控模块内部设置有低功耗监测切换系统、数据集分析系统、时间同步系统、固件无线升级系统以及蓝牙传输服务配置系统。本发明涉及柔性传感元件、多传感数据融合、低功耗设计、短距离无线通讯、固件无线升级等可穿戴领域的关键技术，强化了用户和设备之间的交互，通过低功耗处理算法大大提高了系统的续航能力，并增加固件无线升级功能，为系统的后期维护与功能升级提供了便利。

技术领域

本发明涉及嵌入式系统领域，具体涉及一种低功耗可无线升级的智能鞋嵌入系统。

背景技术

可穿戴智能设备是一个潜力巨大的新兴市场，随着越来越多的可穿戴设备投入市场，可穿戴设备正逐步为社会大众所接受。可穿戴市场已成为全球范围内快速增长的高科技市场之一，频繁得到资本的青睐。可穿戴设备是将人“物联网化”的重要一环，也是大数据时代中，除了手机外收集用户各项数据的重要终端。

然而其中的可穿戴智能跑鞋的发展在全球范围内仍处于初级阶段，产品的研发和技术上尚未成熟，其集成的传感器多以三轴加速度计为主，功能单一，测量准确度十分有限，同时还存在功耗大、柔性传感元件不成熟、设备维护不方便等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种低功耗可无线升级的智能鞋嵌入式系统，以推动柔性传感技术和可穿戴产业的发展，提升可穿戴产业的自主创新能力，创造可观的经济效益。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种低功耗可无线升级的智能鞋嵌入式系统，包括：

监测唤醒模块，用于采集压电信号；

压力监测模块，用于采集不同位置的压力信号；

姿态获取模块，用于获取不同方向的运动数据；

供电模块，用于提供电力；以及：

搭载蓝牙模块的主控模块，在主控模块内部设置有低功耗监测切换系统、数据采集分析系统、时间同步系统、固件无线升级系统以及蓝牙传输服务配置系统：

所述的低功耗监测切换系统通过所述的压电信号判断受压状态，来切换主控模块的休眠/激活状态，从而使嵌入式系统处于未激活状态或激活状态；低功耗监测切换系统的工作流程为：当嵌入式系统上电初始化后，默认处于未激活状态，此时嵌入式系统尚未被连接使用过；为了尽可能地降低功耗，通过开启30s的定时器，对监测唤醒模块采集的压电信号判断受压状态，以此来切换低功耗模式：若压电信号在一段时间内不发生变化或变化在设定的阈值范围内，则认为穿戴者处于静止状态，此时不进行蓝牙广播，且不通过压力监测模块、姿态获取模块获取压力信号、运动数据，也不进行数据分析；若压电信号发生变化幅度超出阈值范围，则认为穿戴者处于运动状态，此时将触发蓝牙模块进行广播，以供穿戴者通过手机连接；当用户首次使用通过手机蓝牙连接后，即进行设备的绑定激活；激活后，当检测到运动状态时，主控模块将调用数据采集分析系统进行数据的采集、分析，并将分析结果通过蓝牙传输给连接的手机；当穿戴者处于静止状态后，则恢复至低功耗模式；

所述的数据采集分析系统通过对所述的压力信号和运动数据进行融合处理，分析出穿戴者的运动姿态参数；当压力监测模块、姿态获取模块每次采集完数据后进行堆栈存储以进行分析，从而获得行走步数、步频配速、行走距离、卡路里消耗这些步态参数结果；通过定量分析压力监测模块、姿态获取模块中各路传感器数据之间的匹配关系得到足底压力分布情况，以及穿戴者是否处于久坐状态，实现健康检测功能；

所述的时间同步系统按天为时间周期，对穿戴者的运动姿态参数进行当天的结算统计；