[实用新型]运动消耗卡路里测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及人体运动消耗卡路里测量领域，尤其是一种便携式运动消耗卡路里测量装置。

背景技术

计步器作为一种受欢迎的日常锻炼监控设备，得到广泛的应用，现有技术中的计步器，通过统计步数、距离、速度、时间等数据，测算卡路里或热量消耗，用以掌控运动量，防止运动量不足或运动过量。机械式的计步器成本比较低，但它的准确性和灵敏度很低，因此使用传统的机械式计步器很难得到准确的卡路里消耗量。

实用新型内容

鉴于现有技术中的不足，本实用新型提供一种便携式运动消耗卡路里测量装置，克服现有技术存在的准确性和灵敏度低等问题，精确获得人跑步的步数，从而进一步获得人体消耗的卡路里量。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：运动消耗卡路里测量装置，佩戴于运动者腰部，包括微处理器、与微处理器双向连接的加速度传感器、USB接口模块和显示模块，其中所述USB接口模块一端与微处理器双向连接，另一端连接USB接口，所述显示模块的输入端与微处理器的输出端相连。我们知道从脚的加速度来检测步数是最准确的，但是考虑到携带的方便，本实用新型利用腰部的运动来检测步数。行走时腰部有上下的垂直运动，每步开始时会有一个比较大的加速度，利用对加速度的峰值检测就可以得到行走的步数。

进一步，所述显示模块为四位一体数码管。

进一步，所述加速度传感器采用加速度测量芯片MMA7361。

更进一步，本实用新型还包括5V电源，为所述微处理器、所述加速度传感器和所述显示模块提供电能。

本实用新型达到以下有益效果：计步精度得到很大提升，由此得到的卡路里消耗量也更加精确；实现简单，集成度高，可嵌入可穿戴智能设备中，携带方便。 

附图说明

图1为本实用新型原理框图；

图2为人走路方向分析及垂直加速度图；

图3为本实用新型实施例中加速度传感器MM7361接口图；

图4为对本实用新型计步精度测试的数据表。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型包括微处理器、USB接口模块、加速度传感器、显示模块以及电源，连接关系如图1所示。实施例中由单片机AT89S52作为微处理器、加速度测量芯片MMA7361采集模块、USB2.0功能设备芯片CY7C68013接口模块、四位一体数码管显示模块组成。以AT89S52单片机为控制单元，用三轴加速度传感器收集加速度数据，经过相应算法计算得到卡路里消耗量，利用LED四位一体数码管显示其值，同时通过USB接口与上位机进行高速数据传输。

当人行走时，脚、腿、腰部和手臂都在运动，它们的运动会产生相应的加速度，并且会在某个点产生一个峰值。我们知道从脚的加速度来检测步数是最准确的，但是考虑到携带的方便，选择利用腰部的运动来检测步数。行走时腰部有上下的垂直运动，每步开始时会有一个比较大的加速度，利用对加速度的峰值检测就可以得到行走的步数，如图2所示。确定了人行进的步数后，便可以通过计算得到人体消耗的卡路里量。

MMA7361是一种电容式的加速度传感器，它具有单极过滤器，温度补偿，自我测试，能探测线性自由落体的零重力探测器，以及能在两个灵敏性之间做出选择的重力选择器。如图3所示，该电路主要功能是用做MMA7361加速度传感器的转接口，产生相应的变化值。相当于整个系统的信号产生模块。在MMA7361每一路信号输出端都接了RC低通滤波器，从而在硬件上做到减小高频噪声干扰。

为了检测本实用新型的精确度，我们做了以下实验：将本实用新型安装在腰带上靠右的位置，按照传感器的不同方位，使加速度传感器MMA7361的三轴（X、Y、Z）、（Y、Z、X）和（Z、X、Y）的正方向分别指向人体的正左方、人体的正上方和人前进的方向，共进行7次实验，实验数据如图4所示。实验中，对所有测试对象的X、Y和Z轴3个方向的数据都采用相同的方式进行处理。根据数据分析，可得计步器的精度达到95%，此精度已经非常理想。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。