[发明专利]一种基于NB-IoT的社区健身器材运动统计方法

权利要求书

1.一种基于NB-IoT的社区健身器材运动统计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在社区健身器材上安装包含加速度传感器、陀螺仪组成的运动识别单元模块、NB-IoT的通信模块、太阳能电池以及数据反馈的显示屏；

(2)根据安装设备的器材类型和位置在数据库中设置健身器材运动监测模块标识符所绑定的器材类型和地理位置信息；

(3)传感器模块通过运动触发激活并向云端发送健身器材运动监测模块的标识符，云端会根据接收到的标识符读取器材类型、定义的统计运动数据的结构以及地理位置信息和所对应的地区；

(4)根据预设器材要求设置模块上传数据的时间间隔T，NB-IoT模块从触发启动开始每经过T时刻会上传当前健身器材的关键节点空间位置和角速度；

(5)当云端接收到来自某台设备的数据，会根据设备标识符读取数据库中预设的健身器材基本信息，并根据空间位置变化情况计算器材的使用情况；

(6)云端会根据器材的标识符将上传的数据格式化为特定器材的运动数据结构并保存在数据库；

(7)云端每隔一定时间运行定时任务将每台设备所绑定器材的运动数据累计下来并根据地理位置信息汇总进它所映射的某个区域的总计数据；

(8)云端提供可视化页面给后台管理应用为管理者提供基于地理位置的社区健身器材运动数据单机详情和总体汇总的图表，服务器提供API响应后台管理应用所请求的筛选条件并搜索到符合条件的数据返回给后台管理应用；

(9)统计完成并通过API展示在后台管理应用上的数据通过NB-IoT模块同步反馈到社区健身器材所在地的显示屏上供人离线查看。

2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的社区健身器材运动统计方法，其特征在于，步骤(1)所述的社区健身器材主要包括扭腰器、漫步机、上肢牵引器。

3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的社区健身器材运动统计方法，其特征在于，所述步骤(3)包括以下步骤：

(31)健身器材上安装的传感器获取角速度并用矢量表示，绕x轴旋转的角速度为ω_xi，其中i表示旋转轴[1,0,0]；类似地，绕y轴、z轴旋转的角速度为ω_yj,ω_zk。据此计算出转动的角速度旋转轴为旋转速度为

(32)根据角速度可以得到某个轴上任意两个时刻t₀到t₁之间的变化角度θ，根据公式(1)将欧拉角θ转换为姿态四元数q。

(33)定义原始空间坐标系，考虑空间中健身器材运动轴末端原始位置为R₀＝[0,ω_x，ω_y，ω_z],根据公式(2)可得经过某个时间当前位置R_t：

R_t＝q×R₀×q^-1。

4.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT的社区健身器材运动统计方法，其特征在于，步骤(5)所述健身器材的基本信息主要包括：扭腰器的转动角度、转动频率、次数；漫步机的摆动角度、摆动距离、频率、次数；上肢牵引器的牵引距离、牵引速度、次数。