一种体感鞋制造技术

本实用新型专利技术公开了一种体感鞋，属于电子信息、自动化与计算机领域。所述的体感鞋主要包括一个采用无线技术的上位机接收模块和设置在一双鞋上的无线传感综合模块，所述的无线传感综合模块用于采集用户脚步移动、转动、跳跃等运动信息，并将运动信息以无线方式传输给上位机接收模块，与终端设备间实现交互。本实用新型专利技术在普通鞋子或者运动鞋上安装无线传感综合模块，通过左右两只鞋子的运动信息来替换键盘和鼠标操作，提供了一种新颖的人机交互方式；采用加速度计和数字陀螺，制作成本低，易于大规模的生产实践；具有功耗低，使用时间长的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种基于传感器与电子通讯技术的新型体感鞋子及其在人机交互应用中的实现方法，属于电子信息、自动化与计算机领域。
技术介绍
传统的鞋子仅仅作为服饰的ー个品种，大大制约了其在社会生活中的应用范围和前景。随着科学技术的不断发展，体感游戏与互动应用方兴未艾。目前国内外较为著名的体感应用有联想公司的3D体感控制器鼠标,任天堂的wii游戏主机,微软的XBOX Kinect等。而这些应用并没有和现实中真正的鞋子联系在一起，目前仅有苹果与NIKE合作的nike+是与鞋子相关的，但是Nike+的传感器只能计算步数，配合苹果公司的软件平台以显示户外运动时人体所运动的时间、距离、速度与消耗的卡路里等，产品定位于健身的辅助エ具。而在室内活动以及家庭娱乐生活中，目前还没有一款可以将传感技术以及无线通讯技 术相结合的体感鞋子，用以代替游戏控制器或者传统的用于人机交互的键盘和鼠标。
技术实现思路
本技术设计实现了ー种可以代替传统人机交互手段的鞋，定位于ー种基于传感器与无线通讯技术的新型体感鞋，这种体感鞋将通过无线通讯技术与PC、手机、电视、平板电脑等人机交互终端设备相连接，用于代替传统的人机交互方式，尤其在体感应用领域，弥补了体感领域没有体感鞋的空白。本技术提供的体感鞋，能够检测人双脚在三维空间内的移动和转动信息，通过无线传输和信息的二次处理，可用来代替传统的鼠标键盘等操作模式，尤其对于各类休闲娱乐的游戏应用，提供一种新颖的控制方式，将人机交互操作与运动有机结合。本技术所述的体感鞋，主要包括ー个上位机接收模块和分别设置在左右两只鞋子上的两个无线传感综合模块，所述的无线传感综合模块以无线方式连接上位机接收模块，上位机接收模块与终端设备相连接；所述的鞋子的底部有卡槽，无线传感综合模块安装和固定在卡槽内。所述的无线传感综合模块包括加速度传感器、角度传感器、信号调理单元、中央处理单元、无线传输模块和电源单元，所述的加速度传感器的数据通过信号调理单元后，与角度传感器的数据一起经过中央处理器单元进行处理，通过无线传输模块发送给上位机接收模块；所述的电源単元分别连接加速度传感器、角度传感器、中央处理单元和无线传输模块；所述的上位机接收模块包括无线传输模块、USB/UART接ロ转换芯片、电源芯片以及USB接ロ，所述的无线传输模块用于接收无线传感综合模块发送的运动信息，并通过USB/UART接ロ转换芯片转换为通过USB接ロ输出的形式，所述的USB接ロ直接与终端设备连接；所述的无线传感综合模块中的无线传输模块和上位机接收模块中的无线传输模块分别对应着无线传输的发射端和接收端。本技术中将设置有卡槽的鞋作为存放无线传感综合模块的载体，用户双脚运动信息通过鞋子上的无线传感综合模块采集处理后传输。在设计上，左右脚每只鞋子底部有卡槽，便于无线传感综合模块的安装和固定。即鞋子本身与无线传感综合模块可分离，目的在于便于鞋子的清洗，而不会损坏电子设备；此外，便于给无线传感综合模块充电。本技术的优点在于I、在普通鞋子或者运动鞋上安装无线传感综合模块，通过左右两只鞋子的运动信息来替换键盘和鼠标操作，提供了一种新颖的人机交互方式。2、本技术采用加 速度计和数字陀螺，制作成本低，易于大規模的生产实践。3、本技术采用低功耗设计方案，选用低功耗的加速度计、数字陀螺、无线传输模块等。具有功耗低，使用时间长的优点。4、本技术中通过在鞋底设置卡槽来安装无线传感综合模块，可拆卸式的结构更加方便清洗鞋子和检查测试及维护无线传感综合模块。5、本技术中采用左右两只鞋子的信息组合，获得的信息更加丰富，可实现更多的输入信息指令组合。附图说明图I是本技术提供的体感鞋的总体结构示意图；图2是本技术硬件系统总体结构示意图；图3是本技术硬件系统工作流程图；图4是本技术中子节点入网流程图；图5是本技术中运动信息采集和处理的工作流程图；图6是本技术中上位机接收模块硬件组成。图7是本技术的多用户脚步移动信息的动态链表建立流程具体实施方式下面将结合附图和实施例对本技术作进ー步的详细说明。本技术提供ー种体感鞋，如图I所示，所述的体感鞋I的鞋底具有凹槽，凹槽中安装有无线传感综合模块2，结合图2，所述的无线传感综合模块2与上位机接收模块3之间无线连接，上位机接收模块3直接与PC机等終端设备连接。所述的无线传感综合模块2与上位机接收模块3进行通信，上位机接收模块3用于接收两只体感鞋I的运动信息，通过上位机软件将体感鞋的运动信息数据按一定的映射关系，转换为预先设定的人机交互操作指令。所述的运动信息包括有人体的双脚运动导致的体感鞋的位移、转动和跳跃信息，双脚分别对应着左右两只体感鞋，双脚的运动信息通过两只体感鞋上的无线传感综合模块进行采集和发送。所述的映射关系是指运动信息与操作指令之间的映射关系，人机交互操作指令根据用户的需要进行设定，不同的运动信息，分别可以对应击左键、击右键、上翻、下翻等操作指令。本技术的硬件系统总体结构实现如附图2所示，包括无线传感综合模块和上位机接收模块，所述的无线传感综合模块包含加速度传感器、角度传感器、信号调理单元、中央处理单元、无线传输模块和电源单元；所述的加速度传感器的数据通过信号调理单元后，与角度传感器的角度数据一起经过中央处理器单元进行处理，通过无线传输模块的发送端发送给上位机接收模块；所述的电源単元分别连接加速度传感器、角度传感器、中央处理单元和无线传输模块，以提供稳定电源。所述的上位机接收模块包含无线传输模块，USB/UART接ロ转换芯片、电源芯片以及USB接，所述的无线传输模块接收无线传感综合模块发送的运动信息，并通过USB/UART接ロ转换芯片转换为可以通过USB接ロ输出的形式，所述的USB接ロ直接与終端设备连接，实现即插即用ロ。所述的加速度传感器为三轴加速度计，采用KXR94加速度计芯片，KXR94是Kionix公司生产的三轴加速度计。该加速度计内部已经对温度和电压波动引起的偏差进行了设计补偿，因此由于电压和温度引起的偏差较小。该器件測量范围为±2g，灵敏度系数为560mV/g，非线性度为O. I %，工作电压为2. 8 3. 3 V ;该加速度计功耗很低，静态电流约I. 1mA，可以满足整体设计的低功耗要求。KXR94三路输出分别代表X轴输出、Y轴输出、Z轴输出，提供给后续信号调理单元之后最終被中央处理单元的单片机AD采集。所述的角度传感器采用ST公司的L3G4200D数字输出陀螺仪。该陀螺仪具有I2C/SPI数字输出接ロ，16比特率值的数据输出，2. 4V 3. 6V的宽电源工作电压，嵌入式 power-down和睡眠模式，高抗撞击能力，可以满足设计的低功耗防撞击的要求。L3G4200D获得的角度信号可以直接传给中央处理单元中的单片机使用。所述的中央处理单元的核心是单片机。单片机选用PIC18F2520。该单片机具有宽工作电压2. O 5. 5V ;具有10通道10位AD采集；低功耗，空闲模式下典型电流仅5. 8uA ；自带看门狗电路；支持SPI及I2C。中央处理单元通过所选单片机自带的AD采集三轴加速度传感器经过信号调理单元调理的输出信号，并直接接收数字陀螺仪的信号，通过所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种体感鞋，其特征在于：所述的体感鞋主要包括一个上位机接收模块和分别设置在左右两只鞋子上的两个无线传感综合模块，所述的无线传感综合模块以无线方式连接上位机接收模块，上位机接收模块与终端设备相连接；所述的鞋子的底部有卡槽，无线传感综合模块安装和固定在卡槽内。

【技术特征摘要】
1.一种体感鞋，其特征在于所述的体感鞋主要包括一个上位机接收模块和分别设置在左右两只鞋子上的两个无线传感综合模块，所述的无线传感综合模块以无线方式连接上位机接收模块，上位机接收模块与终端设备相连接；所述的鞋子的底部有卡槽，无线传感综合模块安装和固定在卡槽内。2.根据权利要求I所述的一种体感鞋，其特征在于所述的无线传感综合模块包括加速度传感器、角度传感器、信号调理单元、中央处理单元、无线传输模块和电源单元，所述的加速度传感器的数据通过信号调理单元后，与角度传感器的数据一起经过中央处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘高峰，宋子健，
申请(专利权)人：宋子健，刘高峰，
类型：实用新型
国别省市：