[发明专利]基于FreeRTOS嵌入式实时操作系统的智能健身骑行台系统

说明书

基于FreeRTOS嵌入式实时操作系统的智能健身骑行台系统，包括电源控制模块、ARM处理器主控模块、蓝牙通信模块、ANT+通信模块、速度采集模块、动感LED灯模块、磁阻控制模块、报警模块。系统采用FreeRTOS嵌入式实时操作系统进行任务优先级管理，实现多任务间的协同合作，提高系统的实时性和稳定性。系统ARM处理器主控模块对骑行台骑行速度进行实时捕获、计算、拟合，并将数据发送至无线通信模块进行无线通信；同时接收无线通信模块的控制信息，对其进行解码和数据提取进而发送至磁阻控制模块，进行真实骑行路况模拟。由系统计算出的实时速度进行动感LED灯模块周期控制，ANT+通信可以使系统兼容第三方骑行软件，系统无线信号的稳定性由报警模块进行判断、预警和报警。

技术领域

本发明涉及一种基于FreeRTOS嵌入式实时操作系统的智能健身骑行台系统，进行真实骑行环境的模拟，并使用FreeRTOS嵌入式实时操作系统提高系统的实时性和稳定性。

背景技术

随着社会的发展和城市化进程的加速，国人的体质每况日下，现状令人担忧，而在现代化的进程中，越来越多的人也开始渐渐注意到健康的重要性，逐渐开始了健身运动。但是，现在自然环境的日益恶化，人们的生活环境情况每况愈下，比如频繁出现雾霾；而且现在经常发生交通的拥堵，驾驶员的文明意识也尚不够成熟，人们在户外活动的安全性也难以得到保证；夏天过于酷暑冬天过于严寒也不适宜人类进行日常的户外运动；下雨天和台风天等更是直接阻碍了室外运动。因而室内运动成了一种很好的选择，并且削弱了天气、时间、空间等因素的限制。

现有的室内运动训练设备普遍价格较高，结构实施复杂，外观笨重，比如跑步机等其他健身器材，而自行车作为最简单的代步工具，对于作为自行车生产和使用大国的中国来说，基本上是家庭必备，普适性高，成本低廉；在城市化进程中，土地资源变得越来越宝贵，一个在室内即可健身的自行车平台，可以几乎不受任何场地、天气等影响就能完成日常的训练。

而目前市面上的自行车训练器虽然可以进行无线连接，磁阻控制但是采用的是前后台程序进行实现，造成系统的实时性和稳定性不够好，并且系统无线传输数据时不能通过智能骑行台自身对信号稳定性进行判断、预警、报警进而将连接信息通过骑行台自身反馈给用户；目前的智能骑行台不能够在一次骑行过程中同时连接不同的骑行app进而让用户选择更适合自己的骑行软件，并且目前的骑行台在进行ANT+通信的同时不能够同时进行蓝牙连接，使PC/手机客户端同时反馈用户的骑行数据；此外，目前的智能骑行台在骑行的过程通过骑行软件增加骑行的乐趣的同时，却不能通过骑行台自身更进一步增加骑行的视觉体验感和乐趣感。

目前，针对智能骑行台系统的设计主要集中在自行车支架机械结构、驱动方式等方面，针对基于FreeRTOS嵌入式实时操作系统的智能健身骑行台系统的更进一步提高系统的实时性、稳定性研究，进一步增加智能骑行台骑行过程中的视觉体验感，骑行过程中信号不稳定或者信号中断，以及骑行台同时连接ANT+通信协议和蓝牙通信协议的研究较少。谢宇提出了一种自行车健身器系统(谢宇.一种自行车健身器系统：中国，204502268[P].2015-07-29)，给出了健身自行车的一种机械结构设计，并详细介绍了该种机械结构设计的原理，但其需要人工进行阻力调整，极不方便；朱翊、曹一聪提出的多功能体感同步自行车健身娱乐系统(朱翊，曹一聪.多功能体感同步自行车健身娱乐系统:中国，204073263[P].2015-01-07),实现了健身与娱乐为一体，但是其仅介绍了自行车与计算机相连接实现娱乐效果，还是需要人工去控制计算机，极不方便；

冯远静、禹鑫燚提出了一种基于Android/IOS移动端APP无级控制的自行车健身骑行台控制系统(冯远静,禹鑫燚.Android/IOS移动端APP无级控制的自行车健身骑行台控制系统：中国，106730765A[P].2017-05-31)，实现了对骑行台的蓝牙通信以及磁阻的无级控制，但是其连接方式单一只支持蓝牙连接，不能兼容主流的ANT+(fe-c)通信协议的国内外骑行软件，不能通过嵌入式实时操作系统进一步提高健身骑行台控制系统的实时性和稳定性，以及进一步增加骑行的体验感和乐趣。