本發(fā)明涉及跑步機(jī)智能化及物聯(lián)網(wǎng)化領(lǐng)域，尤其是涉及一種智能跑步機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，生活質(zhì)量的提高，人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注自身健康。伴隨著室內(nèi)健身行業(yè)的蓬勃發(fā)展，健身器械的安全性及給人帶來(lái)的舒適度體驗(yàn)成為當(dāng)今社會(huì)研究的熱點(diǎn)。盡管室內(nèi)健身器械易于操作，但人身傷亡事件仍時(shí)有發(fā)生。在這種背景下，智能健身設(shè)備相應(yīng)出現(xiàn)，旨在更好的實(shí)現(xiàn)人機(jī)結(jié)合，通過(guò)智能感應(yīng)系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員身體的異常并自動(dòng)停機(jī)并報(bào)警，減少運(yùn)動(dòng)員健身過(guò)程中的傷亡。

現(xiàn)有技術(shù)中，智能跑步機(jī)是一種利用機(jī)載傳感器來(lái)感知周圍環(huán)境，并根據(jù)感知獲得設(shè)備周邊環(huán)境指數(shù)，控制運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)進(jìn)程及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，從而使運(yùn)動(dòng)員能夠更放心、更準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)周圍環(huán)境與自身健康指數(shù)之間的適應(yīng)度，更好的在舒適的環(huán)境中鍛煉身體。但是這種智能感應(yīng)系統(tǒng)還存在不足，主要體現(xiàn)在僅通過(guò)傳感器檢測(cè)周圍環(huán)境參數(shù)，檢測(cè)項(xiàng)目過(guò)于單一，造成跑步機(jī)的判斷無(wú)法實(shí)現(xiàn)全面的精準(zhǔn)度，并不能及時(shí)處理跑步過(guò)程中遇到的所有特殊情況，且對(duì)傳感器的要求較嚴(yán)格，一旦傳感器檢測(cè)出現(xiàn)偏差或者損壞，就會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的健康造成威脅。

綜上，亟需研發(fā)一種基于信息自動(dòng)化的智能跑步機(jī)系統(tǒng)，大幅度提高健身安全，并實(shí)現(xiàn)健身行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供的一種智能跑步機(jī)系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種智能跑步機(jī)系統(tǒng)，安裝在跑步機(jī)中，所述跑步機(jī)包括跑步帶、揚(yáng)升電機(jī)及速度電機(jī)，該系統(tǒng)包括跑步機(jī)狀況自報(bào)告模塊、運(yùn)動(dòng)員行為報(bào)告模塊、跑步機(jī)狀況接收模塊、監(jiān)視模塊、運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送模塊、處理模塊及執(zhí)行模塊，

所述跑步機(jī)狀況自報(bào)告模塊用于采集跑步機(jī)自身運(yùn)行參數(shù)，并將該運(yùn)行參數(shù)發(fā)送給所述處理模塊，并無(wú)線傳輸至其他跑步機(jī)的跑步機(jī)狀況接收模塊，所述跑步機(jī)自身運(yùn)行參數(shù)包括跑步機(jī)的運(yùn)行速度、斜坡坡度及運(yùn)行時(shí)間等；

所述運(yùn)動(dòng)員行為報(bào)告模塊用于采集運(yùn)動(dòng)員行為參數(shù)，并將該參數(shù)發(fā)送給所述處理模塊，并無(wú)線傳輸至其他跑步機(jī)的跑步機(jī)狀況接收模塊，所述運(yùn)動(dòng)員行為參數(shù)包括運(yùn)動(dòng)員的心率；

所述跑步機(jī)狀況接收模塊用于接收其他跑步機(jī)的跑步機(jī)自身運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)動(dòng)員行為參數(shù)，并將該些參數(shù)發(fā)送給所述處理模塊；跑步機(jī)狀況接收模塊為無(wú)線收發(fā)芯片。

所述監(jiān)視模塊用于監(jiān)視其他跑步機(jī)的硬件系統(tǒng)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)；監(jiān)視模塊包括紅外檢測(cè)儀，用于檢測(cè)其他跑步機(jī)是否有零件飛出。

所述運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送模塊，用于向跑步者播報(bào)相應(yīng)的語(yǔ)音提示信息并向所述執(zhí)行模塊發(fā)送跑步機(jī)控制指令；

所述處理模塊用于根據(jù)其接收的其他模塊的信息，作出分析處理，得到處理結(jié)果；處理模塊選用STM32F103RBT6芯片。

所述執(zhí)行模塊根據(jù)所述跑步機(jī)控制指令和所述處理結(jié)果控制跑步機(jī)運(yùn)行，包括控制跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度變更、跑步模式切換或危險(xiǎn)預(yù)警提示。執(zhí)行模塊為跑步機(jī)自身的控制器。

所述跑步機(jī)狀況自報(bào)告模塊和運(yùn)動(dòng)員行為報(bào)告模塊還將各自檢測(cè)到的參數(shù)發(fā)送給移動(dòng)通信基站和衛(wèi)星定位系統(tǒng)，所述移動(dòng)通信基站和衛(wèi)星定位系統(tǒng)將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到相關(guān)部門，包括急救中心、機(jī)械故障維修部門。

該系統(tǒng)還包括安全預(yù)警模塊，根據(jù)所述監(jiān)視模塊的監(jiān)視結(jié)果，判斷其他跑步機(jī)的硬件系統(tǒng)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如果否，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并向所述執(zhí)行模塊發(fā)送跑步機(jī)控制指令。安全預(yù)警模塊包括紅外測(cè)距傳感器和蜂鳴器，紅外測(cè)距傳感器用于測(cè)量其他跑步機(jī)飛出的零件與自身跑步機(jī)的距離，蜂鳴器在異常狀況時(shí)，發(fā)出警報(bào)。

當(dāng)所述監(jiān)測(cè)模塊檢測(cè)到其他跑步機(jī)有零件飛出時(shí)，所述安全預(yù)警模塊判斷飛出的零件與自身跑步機(jī)的距離是否超出設(shè)定的安全距離，如果是，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

所述運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送模塊包括語(yǔ)音播報(bào)器和智能診斷專家數(shù)據(jù)庫(kù)，所述智能診斷專家數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)有跑步者的身份信息及鍛煉計(jì)劃，用于使用前進(jìn)行跑步者身份認(rèn)證并根據(jù)鍛煉計(jì)劃對(duì)跑步者的衣著、準(zhǔn)備活動(dòng)、跑步姿勢(shì)及呼吸節(jié)奏進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果通過(guò)所述語(yǔ)音播報(bào)器進(jìn)行播報(bào)，自動(dòng)指導(dǎo)跑步者進(jìn)行科學(xué)安全的鍛煉。語(yǔ)音播報(bào)采用LD3320芯片。

該系統(tǒng)還包括顯示模塊，與所述處理模塊連接，用于顯示跑步機(jī)自身運(yùn)行參數(shù)和其他跑步機(jī)的跑步機(jī)自身運(yùn)行參數(shù)，當(dāng)跑步者想更換跑步機(jī)時(shí)，根據(jù)當(dāng)前跑步機(jī)的顯示模塊所顯示的內(nèi)容即可知道有哪些跑步機(jī)不在運(yùn)行中，以便進(jìn)行快速的選擇，避免了跑步者逐個(gè)跑步機(jī)查看，使跑步者有更多的時(shí)間運(yùn)動(dòng)。顯示模塊包括跑步機(jī)自帶的顯示屏和/或智能終端的屏幕。智能終端通過(guò)無(wú)線wifi或者藍(lán)牙與處理模塊通信，智能終端可為手機(jī)、PAD等終端設(shè)備。

所述運(yùn)動(dòng)員行為報(bào)告模塊包括智能檢測(cè)帶、速度傳感器、安裝在所述跑步帶下方的重力傳感器及鞋夾傳感器，所述重力傳感器用于測(cè)量跑步者的體重，所述智能檢測(cè)帶系帶在跑步者的胸部，用于監(jiān)測(cè)跑步者的心率、血壓、體溫及肺活量，所述速度傳感器安裝在所述速度電機(jī)的飛輪邊，用于測(cè)量跑步速度，所述鞋夾傳感器用于檢測(cè)跑步者的步幅和步頻。

所述跑步機(jī)狀況自報(bào)告模塊包括與跑步機(jī)的揚(yáng)升電機(jī)連接的行程電阻，用于獲取跑步機(jī)的坡度信號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用信息智能化技術(shù)，所述通過(guò)全面采集自身運(yùn)行狀況參數(shù)、運(yùn)動(dòng)員行為參數(shù)及周圍跑步機(jī)運(yùn)行狀況參數(shù)并作出分析處理，提高處理分析準(zhǔn)確度，并結(jié)合監(jiān)控技術(shù)，執(zhí)行模塊根據(jù)所述處理結(jié)果或所述跑步控制指令執(zhí)行跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)控制動(dòng)作，形成多重判斷基礎(chǔ)，確保健身環(huán)境安全并及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員身體健康參數(shù)的異常，調(diào)整跑步參數(shù)，改善運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到智能健身的效果，實(shí)現(xiàn)健身行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的智能跑步機(jī)系統(tǒng)，安裝在跑步機(jī)中，跑步機(jī)包括金屬框架、跑步帶、變頻器、揚(yáng)升電機(jī)及速度電機(jī)，通過(guò)揚(yáng)升電機(jī)調(diào)整跑步機(jī)的坡度，速度電機(jī)調(diào)整跑步機(jī)的速度，變頻器用于控制速度電機(jī)的快慢和揚(yáng)升電機(jī)的坡度大小。

智能跑步機(jī)系統(tǒng)包括跑步機(jī)狀況自報(bào)告模塊、運(yùn)動(dòng)員行為報(bào)告模塊、跑步機(jī)狀況接收模塊、監(jiān)視模塊、運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送模塊、處理模塊及執(zhí)行模塊，

跑步機(jī)狀況自報(bào)告模塊用于采集跑步機(jī)自身運(yùn)行參數(shù)，并將該運(yùn)行參數(shù)發(fā)送給處理模塊，并無(wú)線傳輸至其他跑步機(jī)的跑步機(jī)狀況接收模塊，跑步機(jī)自身運(yùn)行參數(shù)包括跑步機(jī)的運(yùn)行速度、斜坡坡度及運(yùn)行時(shí)間；跑步機(jī)狀況自報(bào)告模塊的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)在跑步機(jī)上安裝運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)器，例如在揚(yáng)升電機(jī)上安裝行程電阻來(lái)獲取跑步帶的坡度信號(hào)測(cè)定坡度的變化。參數(shù)的采集和傳輸都要依靠傳感器，傳感器采集的模擬信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理放大電路和濾波后將脈沖信號(hào)送給微控制器將傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并通過(guò)微控制器的串行口傳輸?shù)絋CP/IP串口服務(wù)器上，微處理器把跑步機(jī)上傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)給PC機(jī)同時(shí)接受來(lái)自PC機(jī)的控制指令所有的數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)TCP/IP以太網(wǎng)連接。

跑步機(jī)狀況自報(bào)告模塊還將跑步機(jī)自身參數(shù)發(fā)送給移動(dòng)通信基站和運(yùn)動(dòng)器械監(jiān)控站點(diǎn)，移動(dòng)通信基站或運(yùn)動(dòng)器械監(jiān)控站點(diǎn)將收到的跑步機(jī)自身參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)到信號(hào)覆蓋范圍，比如發(fā)送給健身中心管理系統(tǒng)。

運(yùn)動(dòng)員行為報(bào)告模塊用于采集運(yùn)動(dòng)員行為參數(shù)，并將該參數(shù)發(fā)送給處理模塊，并無(wú)線傳輸至其他跑步機(jī)的跑步機(jī)狀況接收模塊，運(yùn)動(dòng)員行為參數(shù)主要為心率，因?yàn)樾穆实淖兓軌蛑苯臃从橙梭w的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、能量消耗、呼吸程度及身體狀況。運(yùn)動(dòng)員行為報(bào)告模塊包括智能檢測(cè)帶、速度傳感器、安裝在跑步帶下方的重力傳感器及鞋夾傳感器，重力傳感器用于測(cè)量跑步者的體重，智能檢測(cè)帶系帶在跑步者的胸部，用于監(jiān)測(cè)跑步者的心率、血壓、體溫及肺活量等生理數(shù)據(jù)，速度傳感器安裝在速度電機(jī)的飛輪邊，用于測(cè)量跑步速度，鞋夾傳感器用于檢測(cè)跑步者的步幅和步頻，另外跑步帶上還設(shè)有用于收集落足點(diǎn)、蹬力、蹬地面積等數(shù)據(jù)的傳感器。

運(yùn)動(dòng)員行為參數(shù)的發(fā)送可以借助藍(lán)牙協(xié)議實(shí)現(xiàn)。

跑步機(jī)狀況接收模塊用于接收其他跑步機(jī)的跑步機(jī)自身運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)動(dòng)員行為參數(shù)，并將該些參數(shù)發(fā)送給處理模塊；

監(jiān)視模塊用于監(jiān)視其他跑步機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，具體監(jiān)視其他跑步機(jī)的硬件系統(tǒng)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，得到監(jiān)視結(jié)果，并將監(jiān)視結(jié)果發(fā)送給處理模塊；

運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送模塊，根據(jù)監(jiān)視結(jié)果，向跑步者播報(bào)相應(yīng)的語(yǔ)音信息并向執(zhí)行模塊發(fā)送跑步機(jī)控制指令；運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送模塊包括語(yǔ)音播報(bào)器和智能診斷專家數(shù)據(jù)庫(kù)，智能診斷專家數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)有跑步者的身份信息、個(gè)人檔案及鍛煉計(jì)劃等信息，用于使用前進(jìn)行身份認(rèn)證并根據(jù)運(yùn)動(dòng)員自身參數(shù)和鍛煉計(jì)劃對(duì)跑步者的衣著、準(zhǔn)備活動(dòng)、跑步姿勢(shì)及呼吸節(jié)奏進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)器進(jìn)行播報(bào)，自動(dòng)指導(dǎo)跑步者進(jìn)行科學(xué)安全的鍛煉，通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)可以避免在鍛煉過(guò)程中伸手操作時(shí)的身體失衡。

處理模塊用于根據(jù)其接收的其他模塊的信息，作出分析處理，得到處理結(jié)果；

執(zhí)行模塊根據(jù)跑步機(jī)控制指令和處理結(jié)果控制跑步機(jī)運(yùn)行，包括控制跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度變更、停止、跑步模式切換或危險(xiǎn)預(yù)警提示。

該系統(tǒng)還包括安全預(yù)警模塊，根據(jù)監(jiān)視結(jié)果，判斷其他跑步機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)是否超出安全范圍，一旦超出安全范圍，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。比如，設(shè)定其他跑步機(jī)與本跑步機(jī)的運(yùn)行健康狀況經(jīng)各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)定均為良好，低于良好指標(biāo)時(shí)均顯示安全預(yù)警信號(hào)。本發(fā)明對(duì)具體的安全范圍的內(nèi)容和大小不作限定。該模塊主要判斷其他跑步機(jī)的位置和狀態(tài)是否發(fā)生變化，例如有些跑步機(jī)運(yùn)行故障時(shí)一些零件飛出，這時(shí)本跑步機(jī)就要判斷飛出零件與自身的距離并及時(shí)語(yǔ)音提醒運(yùn)動(dòng)員注意防范，安全距離事先設(shè)定，其次，判斷其他跑步機(jī)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳遞信號(hào)是否對(duì)本跑步機(jī)信號(hào)造成干擾。

該系統(tǒng)還包括顯示模塊，與處理模塊連接，用于顯示跑步機(jī)自身運(yùn)行參數(shù)和其他跑步機(jī)的跑步機(jī)自身運(yùn)行參數(shù)。顯示模塊包括跑步機(jī)自帶的顯示屏和/或智能終端的屏幕。智能終端可以為智能手機(jī)，或者Pad等電子智能設(shè)備，智能終端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或者藍(lán)牙方式與智能跑步機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行連接。

下面以一具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

本實(shí)施例中，以三臺(tái)跑步機(jī)為例對(duì)智能跑步機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明：一號(hào)跑步機(jī)、二號(hào)跑步機(jī)和三號(hào)跑步機(jī)內(nèi)均安裝有智能跑步機(jī)系統(tǒng)，對(duì)于單臺(tái)跑步機(jī)來(lái)說(shuō)，一號(hào)跑步機(jī)的智能跑步機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的跑步機(jī)狀況自報(bào)告模塊和運(yùn)動(dòng)員行為報(bào)告模塊將一號(hào)跑步機(jī)的速度、斜坡坡度及跑步者的心率、步幅、步頻等參數(shù)實(shí)時(shí)發(fā)送到一號(hào)跑步機(jī)的處理模塊、移動(dòng)通信基站和衛(wèi)星定位系統(tǒng)，由處理模塊進(jìn)行運(yùn)算并分析，若分析得到一號(hào)跑步機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)處于異常，如轉(zhuǎn)速超出正常標(biāo)準(zhǔn)范圍，或者跑步者心率處于異常范圍，則向執(zhí)行模塊發(fā)送緊急停機(jī)指令，移動(dòng)通信基站和衛(wèi)星定位系統(tǒng)將接收的數(shù)據(jù)發(fā)送至急救中心和機(jī)械故障維修部門，急救中心人員判斷出跑步者心率處于異常范圍時(shí)，則組織醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行急救，機(jī)械故障維修部門的人員判斷出一號(hào)跑步機(jī)運(yùn)行異常時(shí)，則組織維修人員進(jìn)行維修。械故障維修部門對(duì)每一臺(tái)跑步機(jī)的運(yùn)行狀況都可以記錄，方便后續(xù)查詢和追溯，實(shí)現(xiàn)更完善的跑步機(jī)管理機(jī)制。

一號(hào)跑步機(jī)可以通過(guò)跑步機(jī)狀況接收模塊，實(shí)時(shí)獲取二號(hào)跑步機(jī)和三號(hào)跑步機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)送給處理模塊并通過(guò)顯示模塊顯示出來(lái)，比如：一號(hào)跑步機(jī)的智能跑步機(jī)系統(tǒng)的處理模塊分析得到二號(hào)跑步機(jī)處于故障中，則一號(hào)跑步機(jī)的執(zhí)行模塊執(zhí)行自檢測(cè)；當(dāng)一號(hào)跑步機(jī)上的跑步者想更換跑步機(jī)時(shí)，通過(guò)顯示模塊可以看出二號(hào)跑步機(jī)和三號(hào)跑步機(jī)是否空閑，如果有跑步機(jī)空閑且一切正常，則可以選擇空閑的跑步機(jī)。

一號(hào)跑步機(jī)的監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)二號(hào)跑步機(jī)和三號(hào)跑步機(jī)的硬件系統(tǒng)是否正常，比如，當(dāng)一號(hào)跑步機(jī)的監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)到三號(hào)跑步機(jī)的固定栓斷裂飛出時(shí)，安全預(yù)警模塊判斷斷裂飛出的固定栓與一號(hào)跑步機(jī)的距離是否超出設(shè)定的安全距離0.5米，如果是，則立即發(fā)出警示，提示相關(guān)人員。

本發(fā)明的智能跑步機(jī)系統(tǒng)利用信息智能化技術(shù)，通過(guò)全面采集自身跑步機(jī)運(yùn)行狀況參數(shù)、運(yùn)動(dòng)員行為參數(shù)及周圍跑步機(jī)運(yùn)行狀況參數(shù)，提高處理分析準(zhǔn)確度，并結(jié)合監(jiān)控技術(shù)，形成多重判斷基礎(chǔ)，以及時(shí)有效地對(duì)跑步機(jī)執(zhí)行控制動(dòng)作，大幅度提高跑步機(jī)健身安全，并實(shí)現(xiàn)健身行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，提高國(guó)民身體健康水平。

以上所揭露的僅為本發(fā)明的幾種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。