本發(fā)明涉及智能可穿戴設備設計及制造技術(shù)領域，具體涉及一種具有運動健康監(jiān)測的智能鞋。

背景技術(shù)：

目前，隨著健康生活的觀念逐漸深入人心，越來越多的人開始保持有跑步的習慣以追求健康的生活。然而不正當?shù)呐懿椒炊鴷ι眢w造成不利的影響，最近也有眾多新聞報道，因不科學的跑步使自己失去了寶貴的生命，使得跑步無法達到健身的目的。針對上述問題，有必要提出進一步的解決方案。為了滿足人們健康生活的觀念，目前發(fā)明有各式各樣的具有健康監(jiān)測功能的穿戴設備，包括運動手環(huán)，智能鞋等。

現(xiàn)有技術(shù)中，有人將監(jiān)測步態(tài)信息結(jié)合到鞋子之中，比如公開號為cn201520908440中國專利的智能鞋，鞋體安裝有電路部分，電路部分包括信號采集模塊、無線傳輸模塊、處理器和電池，通過采集智能鞋的三軸加速度信息、三軸角速度信息和三軸磁場強度信息，并進行處理器處理后，通過無線傳輸模塊傳輸?shù)酵獠吭O備，在外部設備顯示用戶的步態(tài)信息。通過顯示的步態(tài)信息，判斷步態(tài)信息的正確，有利于矯正用戶不正確的步態(tài)。

還有人將監(jiān)測人體生理參數(shù)結(jié)合到鞋子之中，比如專利號為cn201510670563的中國專利的智能鞋，鞋子的內(nèi)層布置有人體生理參數(shù)傳感器，可以實時監(jiān)測和記錄人體生理健康狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)信息傳輸至外部設備，通過外部設備實時監(jiān)測人體生理健康狀態(tài)，實現(xiàn)快捷、方便、準確的檢查人們的健康狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)人體的健康隱患，進而達到及時治療病情的目的，穿智能鞋的同時對人們健康狀態(tài)進行實時監(jiān)測。

但是現(xiàn)有技術(shù)中的智能鞋只是具有對用戶進行監(jiān)測，然后根據(jù)顯示出來的監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷的功能，并沒有進行監(jiān)測的同時進行實時提醒。所以運動跑步過程中，具有鍛煉檢測性警報性作用是有待解決的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種具有監(jiān)測跑步過程中運動的心率和運動姿態(tài)收集的智能鞋，當跑步姿態(tài)處于疲勞狀態(tài)且接近正常心跳的極限時通過無線藍牙裝置將智能鞋中儲存的節(jié)奏較快的音樂轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)奏較慢的音樂，提醒跑步的人適當減速休息。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種具有運動健康監(jiān)測的智能鞋，包括鞋體，其特征在于，還包括：

多個壓力傳感器，用于采集用戶在運動過程中足底不同位置所受壓力和所受壓力持續(xù)的時間信息，根據(jù)不同位置所受壓力和所受壓力持續(xù)的時間，判斷用戶的疲勞狀態(tài)。

還包括心率傳感器，用于采集用戶運動過程中的心率信息。

鞋體包括鞋底，所述心率傳感器放置于鞋底內(nèi)表層，所述多個壓力傳感器陣列放置于鞋底內(nèi)表層下方。

進一步，多個壓力傳感器的每個壓力傳感器用于采集該壓力傳感器位置的壓力變化以及該位置所受壓力持續(xù)的時間；根據(jù)每個壓力傳感器采集的足底壓力變化確定用戶足底的壓力分布，通過用戶足底的壓力分布和足底所受壓力持續(xù)的時間，以確定用戶在運動過程中處于的運動姿態(tài)，根據(jù)用戶在運動過程中的運動姿態(tài)確定用戶的疲勞狀態(tài)。

進一步，還包括音頻模塊，所述音頻模塊設于鞋底內(nèi)部或設置于鞋底足跟部，所述音頻模塊用于選擇播放的音樂。

進一步，還包括信息處理模塊，所述信息處理模塊放置于鞋底，所述信息處理模塊用于接收用戶足底不同位置所受壓力和所受壓力持續(xù)的時間信息，并將所述用戶足底不同位置所受壓力和所受壓力持續(xù)的時間信息坐標化映射到二維平面，以確定用戶在運動過程中的運動姿態(tài)，通過用戶在運動過程中的運動姿態(tài)確定用戶的疲勞狀態(tài)。

進一步，信息處理模塊接收用戶運動過程中的心率信息，并與預設人體正常心率值比較，判斷用戶在運動過程中心率是否處于正常狀態(tài)。若用戶運動姿態(tài)處于疲勞狀態(tài)和心率水平處于非正常狀態(tài)，播放節(jié)奏較慢的音樂，若用戶運動姿態(tài)處于非疲勞狀態(tài)和心率水平處于正常狀態(tài)，播放節(jié)奏較快的音樂。

進一步，還包括無線藍牙傳輸模塊，所述無線藍牙傳輸模塊用于接收音頻模塊選擇播放的音樂的無線信號，并將無線信號傳輸至藍牙耳機。

所述無線藍牙模塊還包括天線裝置和供電模塊，所述天線裝置放置于鞋底，用于接收和傳輸信號；所述供電模塊用于為所述無線藍牙模塊供電。

本發(fā)明通過壓力傳感器可以監(jiān)測用戶在運動過程中的運動姿態(tài)，從而通過運動姿態(tài)確定用戶的疲勞狀態(tài)，判斷用戶在運動過程中的身體狀態(tài)，避免用戶運功過程中過荷運動，避免不正確的運動引起的意外傷害，對用戶在運動過程中的健康起到了積極的保護作用。

附圖說明

圖1是一種具有運動健康監(jiān)測的智能鞋的結(jié)構(gòu)原理框圖；

圖2是一種具有運動健康監(jiān)測的智能鞋的足底陣列壓力傳感器示意圖；

圖3是一種具有運動健康監(jiān)測的智能鞋的結(jié)構(gòu)原理框圖；

圖4是一種具有運動健康監(jiān)測的智能鞋的無線藍牙傳輸模塊和供電模塊結(jié)構(gòu)原理框圖。

具體實施方式

以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。

實施例一

本實施例提供了一種具有運動健康監(jiān)測的智能鞋，如圖1所示，包括：

多個壓力傳感器，用于采集用戶在運動過程中足底不同位置所受壓力和所受壓力持續(xù)的時間信息，根據(jù)用戶足底不同位置所受壓力和所受壓力持續(xù)的時間，判斷用戶的疲勞狀態(tài)。

壓力傳感器即以彈性元件的形變指示壓力，包括電阻應變片壓力傳感器、半導體應變壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器，但應用最廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有低的價格和較高的精度以及較好的線性特征。

薄膜壓阻陣列式壓力傳感器屬于壓阻式壓力傳感器，工作原理與普通電阻式傳感器基本相同，即處理作用在力敏電阻元件上，力敏電阻將物理量轉(zhuǎn)化為電阻變化，通過變換電路又轉(zhuǎn)換為電壓變化從而得到相關(guān)的力的信息，薄膜壓阻陣列式壓力傳感器，可用于任意2個柔性或柔剛接觸面表面作用力的分布檢測，一般都組成應變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理器(通常是a\d轉(zhuǎn)換器和cpu)顯示或執(zhí)行機構(gòu)。薄膜壓阻陣列式壓力傳感器一般為平面結(jié)構(gòu)，它不僅具有普通陣列式傳感器的優(yōu)點，還具有良好的柔韌性可以自由彎曲甚至折疊，廣泛應用于接觸場景、機器人、生物力學。

本發(fā)明提供的一種具有運動健康監(jiān)測的智能鞋，所包含的多個壓力傳感器為薄膜壓阻陣列型壓力傳感器，圖2為足底陣列壓力傳感器示意圖，如圖2所示，每一個黑色小塊表示一個壓力傳感器單元。當用戶穿上智能鞋時，每塊壓力傳感器都能感知所受壓力。根據(jù)用戶在運動過程中，不同的運動姿態(tài)對應的足底不同位置所受壓力和持續(xù)時間不同，不同的運動姿態(tài)既可以確定用戶的疲勞狀態(tài)；所以根據(jù)所受壓力區(qū)域分布的不同以及所受壓力的時間判斷用戶跑步的姿態(tài)是否處于疲勞狀態(tài)。

本實施例中，所述壓力傳感器可以監(jiān)測用戶在運動過程中的運動姿態(tài)，從而通過運動姿態(tài)確定用戶的疲勞狀態(tài)，判斷用戶在運動過程中的身體狀態(tài)，避免用戶運功過程中過荷運動，避免不正確的運動引起的意外傷害，對用戶在運動過程中的健康起到了積極的保護作用。

實施例二

以下是本發(fā)明的另一個實施方式，如圖1所示，所述一種具有運動健康監(jiān)測的智能鞋包括多個壓力傳感器、心率傳感器、信息處理模塊以及音頻模塊。

心率傳感器，就是在運動過程中能夠?qū)崟r準確記錄用戶運動心率的監(jiān)測裝置。心率傳感器使得用戶在有目的性鍛煉中具有很明顯的作用，用戶在運動過程中，運動量越大心跳越快，通過監(jiān)測心率，觀察心率信息即可使得用戶在運動過程中健康得到很好監(jiān)控。

所述一種具有運動健康監(jiān)測的智能鞋中包含的心率傳感器放置于所述智能鞋內(nèi)與足底相接處的表層，在用戶運動過程中能夠?qū)崟r準確記錄用戶運動心率，用于監(jiān)測用戶運動過程中的心率信息，然后心率傳感器將監(jiān)測到的心率信息發(fā)送至信息處理模塊，進行信息處理，判斷出用戶在運動過程中的心率狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)。

所述心率傳感器使得用戶在運動過程中實時監(jiān)測用戶心跳，保證運動目的的達到，提供數(shù)據(jù)化的鍛煉效果；監(jiān)控運動強度，有效判斷用戶的運動是否超過心臟及身體的負荷，避免意外發(fā)生；監(jiān)測用的身體健康狀況，使得鍛煉效果更加客觀。

所述一種具有運動健康監(jiān)測的智能鞋中還包含有信息處理模塊，所述信息處理模塊放置于所述具有運動健康監(jiān)測的智能鞋的鞋底內(nèi)部，所述信息處理模塊用于接收用戶足底不同位置所受壓力和所受壓力持續(xù)的時間信息，并將所述用戶足底不同位置所受壓力和所受壓力持續(xù)的時間信息坐標化映射到二維平面，以確定用戶在運動過程中的運動姿態(tài)，通過用戶在運動過程中的運動姿態(tài)確定用戶的疲勞狀態(tài)。

所述具有運動健康監(jiān)測的智能鞋的信息處理模塊還包括：信號轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、狀態(tài)分析模塊以及指令模塊。

所述信號轉(zhuǎn)換模塊，用于接收用戶在運動過程中足底不同位置所受壓力和所受壓力持續(xù)的時間信息和心率信息，并將通過壓力傳感器接收到的壓力狀態(tài)信號轉(zhuǎn)化為電信號，將通過心率傳感器接收到的心率信息轉(zhuǎn)化為電信號，將這兩種電信號進行分析，通過a/d轉(zhuǎn)換器，去配置寄存器，配置不同的位數(shù)來確定壓力和數(shù)字的轉(zhuǎn)化，并將經(jīng)過校正的數(shù)字信號傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊。

所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收信號轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號，將所述用戶足底不同位置所受壓力和所受壓力持續(xù)的時間信息坐標化映射到二維平面。

即所述具有運動健康監(jiān)測的智能鞋，一個壓力傳感器監(jiān)測用戶運動過程中足底一個點的壓力和該點壓力所持續(xù)的時間，多個壓力傳感器，即確定一個受力平面；根據(jù)用戶在運動過程中足底壓力分布和所受壓力持續(xù)的時間的不同，感知用戶在運動過程中運動姿態(tài)的變化：

當用戶在正常步行時，陣列壓力傳感器受到的壓力和所受壓力持續(xù)的時間處于狀態(tài)a；

當用戶在漫步跑的時候，陣列壓力傳感器受到的壓力和所受壓力持續(xù)的時間處于狀態(tài)b；

當用戶加速運動時，陣列壓力傳感器受到的壓力和所受壓力持續(xù)的時間處于狀態(tài)c；

當用戶處于疲勞運動時，陣列壓力傳感器受到的壓力和所受壓力持續(xù)的時間處于狀態(tài)d。

基于每種狀態(tài)下用戶在運動過程中足底受到的壓力不同的情況下，當用戶運動過程中，所述具有健康監(jiān)測的智能鞋的每個壓力傳感器單元都能感知所受壓力時間，當運動姿態(tài)不同時，其不同區(qū)域位置的壓力傳感器會依次受到不同壓力時間，步行、漫步、加速、極限跑步時，所對應的每個區(qū)域位置的壓力傳感器所受的壓力和所受壓力持續(xù)的時間將會是不同的，運動頻率越快，對應區(qū)域位置所受壓力的時間越短，因此可以通過多個壓力傳感器中每個壓力傳感器的受力狀態(tài)與對應壓力傳感器的位置可以判斷用戶運動的姿態(tài)。

所述狀態(tài)分析模塊，用于接收數(shù)據(jù)處理模塊得到的用戶在運動過程中的運動姿態(tài)信息，并判斷運動姿態(tài)處于的疲勞狀態(tài)。即：

當用戶在運動過程中處于正常步行的運動姿態(tài)時，用戶在此時的運動過程中處于身體狀態(tài)1；

當用戶在運動過程中處于漫步跑的運動姿態(tài)時，用戶在此時的運動過程中處于身體狀態(tài)2；

當用戶在運動過程中處于加速跑的運動姿態(tài)時，用戶在此時的運動過程中處于身體狀態(tài)3；

當用戶在運動過程中處于疲勞運動的運動姿態(tài)時，用戶在此時的運動過程中處于身體狀態(tài)4；

基于用戶在運動過程中，不同的運動姿態(tài)對應不同的身體疲勞狀態(tài)，因此可以根據(jù)用戶的運動姿態(tài)確定用戶的疲勞狀態(tài)，并將用戶的疲勞狀態(tài)信息與用戶在運動過程中的心率信息發(fā)送至指令模塊。

所述指令模塊用于接收用戶運動過程中的疲勞狀態(tài)信息和用戶運動過程中的心率信息，判斷后通過指令寄存器下達指令給音頻模塊，選擇播放節(jié)奏快或者節(jié)奏慢的音樂，若用戶運動姿態(tài)處于疲勞狀態(tài)和心率水平處于非正常狀態(tài)，播放節(jié)奏較慢的音樂，若用戶運動姿態(tài)處于非疲勞狀態(tài)和心率水平處于正常狀態(tài)，播放節(jié)奏較快的音樂。

還包括音頻模塊，所述音頻模塊設于鞋底內(nèi)部或設置于鞋底足跟部，所述音頻模塊用于選擇播放節(jié)奏不同的音樂。

本實施例相比實施例一增加了心率傳感器，信息處理模塊以及音頻模塊。使得用戶在運動過程中能實時監(jiān)測運動中的運動姿態(tài)，并確定該運動姿態(tài)的疲勞狀態(tài)還能實時監(jiān)測用戶運動過程中的心率，當用戶運動過程中的運動姿態(tài)處于疲勞狀態(tài)和心率超出正常范圍，音頻模塊就會播放節(jié)奏較慢的音樂，提醒用戶適當放慢腳步或者休息；當用戶運動過程中的運動姿態(tài)處于非勞狀態(tài)和心率在正常范圍內(nèi)，音頻模塊就會播放節(jié)奏較快的音樂，提醒用戶適當加快運動腳步，保護用戶運動健康，提高運動效率。

實施例三

以下是本發(fā)明的另一個實施方式，如圖4所示，

藍牙技術(shù)即一種短距離無線通信技術(shù)，利用“藍牙”技術(shù)，能夠有效地簡化掌上電腦、筆記本電腦包和移動電話等移動通信終端設備之間的通信，能夠簡化移動終端設備和網(wǎng)絡之間的通信，使得通信設備與網(wǎng)絡之間數(shù)據(jù)傳輸變得迅速有效。

本發(fā)明的一種具有運動健康監(jiān)測的智能鞋包括無線藍牙傳輸模塊3。無線藍牙傳輸模塊3包括藍牙調(diào)制解調(diào)電路31、藍牙射頻鏈路32、天線裝置33；。

其中無線藍牙傳輸模塊3放置于鞋底內(nèi)部，與音頻模塊24連接。

藍牙調(diào)制解調(diào)電路31的一端與音頻模塊24連接，藍牙調(diào)制解調(diào)電路31的另一端與藍牙射頻鏈路32連接。

其中藍牙調(diào)制解調(diào)電路31還包括藍牙調(diào)制電路311和藍牙解調(diào)電路312，藍牙射頻鏈路32連接天線裝置33。藍牙調(diào)制電路311用于從音頻模塊24接收基帶信號，將基帶信號轉(zhuǎn)換為射頻信號后，通過藍牙射頻鏈路32發(fā)出，天線裝置33接收藍牙射頻鏈路32發(fā)出的無線信號，并將信號傳輸至藍牙耳機。藍牙解調(diào)電路312用于從藍牙射頻鏈路32接收射頻信號，將射頻信號轉(zhuǎn)換為基帶信號后，提供給音頻模塊24。并將音頻模塊選擇的播放節(jié)奏不同的音樂信號傳輸給藍牙耳機。

所述具有運動健康監(jiān)測的智能鞋還包括供電模塊，如圖4供電模塊4，所述供電模塊4包括供電電池41，用于為無線藍牙傳輸模塊3等供電。所述供電電池41可采用有線方式進行充電，供電電池41設置有有線充電接口，可以通過充電線連接供電電池41上的有線充電接口和充電器，為供電電池41充電

本實施例相比較實施例一和實施例二增加了無線藍牙傳輸模塊、藍牙耳機和供電模塊。用戶可以在運動過程中通過佩戴的藍牙耳機邊運動，邊聆聽音樂。在監(jiān)測身體狀態(tài)的過程中，增加了運動過程中的樂趣，還進行了身體監(jiān)測報警功能，還能對所述智能鞋內(nèi)包含的模塊進行充電，使得智能鞋持續(xù)工作。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。