基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈制造技术

本发明专利技术提供了一种基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈，所述的呼啦圈包括信号检测模块和显示模块；信号检测模块中的稳压电路分别与微机械陀螺、处理器A、无线发射模相连；显示模块中的处理器B与LCD显示屏、LED点阵屏和无线接收模块相连，电源适配电路分别与LCD显示屏、LED点阵屏、处理器B、无线接收模块相连。本发明专利技术适用于不同年龄阶段用户的锻炼身体需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于健身运动装置
，具体涉及一种基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈。
技术介绍
随着人民生活水平的提高，全民健身计划的倡导，人们的健身意识得到了很大的提高，健身作为高质量生活的一部分，越来越受到人们的重视。转呼啦圈是其中一种老少皆宜的健身方式，其运动趣味性强，形式生动活泼，既能提高练习者的身体协调性和柔韧性，又能陶冶情操、磨练意志。但目前市面上的呼啦圈也存在一些问题:现有的绝大多数呼啦圈均为实体产品，由塑料或橡胶等材料制成，其规格、尺寸与重量均没有严格标准，这常常导致消费者由于急于塑身或减肥等原因而盲目选择了不适合自己的呼啦圈，如质量太重、尺寸过大，这些都会导致相对撞击力较大，很可能会伤及到人体腹部、背部内的脏器，如肾脏、脾脏等，这样不但不能达到强身健体的目的，反而有损身体健康，所以这类传统型呼啦圈不具备很好的普遍适用性；同时，现有的大多数呼啦圈其尺寸都过大，形式都较为单一，使得其不具备很好的便携性和娱乐性；作为一款健身器材，传统的呼啦圈无法记录运动过程中的各项参数，使得用户无法对锻炼的强度进行科学地控制。目前市面上呼啦圈的种类非常多，有传统型的，也有可折叠式、模拟式和多功能型等。201120053455.1号“便携式呼啦圈”专利技术公开了一种可折叠的便于携带的呼啦圈，该方案中的呼啦圈圈体由三根弧形套管两两套接而成，其中一根弧形套管的外侧可拆卸连接有一个盒，盒内设置 有电子表和定时器，可以记录用户的运动时间，主要缺点为:一、由于其为实体型的传统呼啦圈，产品在规格、尺寸与重量上无法满足所有用户群体的要求，因而不具备普遍适用性；二、形式上仍为传统型呼啦圈，因而不具备很好的娱乐性；三、套接过程中费时费力，套接接口容易出现磨损，影响使用寿命。02202131.0号“用于玩具的光电控制系统”专利技术公布了一种光电控制系统，该方案涉及一种能够发射、接收光信号并且进行光电转换的光电控制系统，以便控制一个玩具中的呼啦圈可跟随参与游戏的人的腰部转动方向和速度而旋转，主要缺点为:一、无法记录运动过程中的各项参数，使得用户无法对锻炼的强度进行科学地控制；二、与微机械陀螺相比较，振动传感器的精度较低，较难实现运动过程的实时同步性；三、控制终端的玩具型设计不具备普遍适用性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈。本专利技术的基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈，包括两个部分:信号检测模块和显示模块。信号检测模块包括微机械陀螺、处理器A、无线发射模块和稳压电路。微机械陀螺实现对信号的采集，通过I2C总线与处理器A相连。无线发射模块与处理器A相连，在处理器A的控制下，实现数据的发送。处理器A与微机械陀螺和无线发射模块相连，实现对角速度的采集、处理以及发送。稳压电路与微机械陀螺、处理器A、无线发射模相连，通过不同的稳压模块给其提供电源。显示模块包括IXD显示屏、LED点阵屏、处理器B、无线接收模块和电源适配电路。IXD显示屏是用户运动参数显示界面，用于显示运动时间、消耗热量和扭动圈数信息。LED点阵屏是用户腰部扭动状态显示界面，用于显示与腰部扭动同步的点阵转动。无线接收模块与处理器B相连，在处理器B的控制下，实现数据的接收。处理器B与IXD显示屏、LED点阵屏和无线接收模块相连，实现对信号检测模块发送数据的接收和处理，控制IXD显示屏和LED点阵屏作相应显示。电源适配电路与IXD显示屏、LED点阵屏、处理器B、无线接收模块相连，通过不同的稳压模块给其提供电源。本专利技术的基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈，信号检测模块的处理器A对微机械陀螺采集到的角速度数据进行处理，对不同大小等级的角速度数据进行打包，将其分别转换成表征点阵点亮时间的电信号。本专利技术的基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈，信号检测模块与显示模块通过射频通信方式实现数据传输，其传输速率设定为IMbps 2Mbps。本专利技术的基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈，信号检测模块的稳压电路采用内部电池组供电的方式，显示模块的电源适配电路有外部直流电压源供电和内部电池组供电两种供电方式。本专利技术的基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈，显示模块的LED点阵屏电路采用一种节约处理器I/O 口资源的动态扫描显示方法:通过处理器B输出第一行点阵的数据并锁存，然后选通第一行点阵，再输出第二行点阵的数据并锁存，然后选通第二行点阵，以此类推，当选通最后一行之后，又重新回到第一行，重复以上过程，最终在LED点阵屏上形成稳定的图形。本专利技术克服了现 有呼啦圈体积大，不易随身携带，娱乐性差，以及使用不当有可能损害身体健康等缺点，本专利技术的呼啦圈便携易用，可以使用户彻底摆脱使用传统呼啦圈对内脏器官的伤害，同时还不会降低锻炼身体的效果。本专利技术提供的基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈可以将用户的运动参数量化，为用户实现健康和科学的锻炼提供准确的依据。本专利技术所提供的基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈在实现健身效果的同时，还具有极强的娱乐性，不同的用户可以使用该虚拟呼啦圈进行竞技，更好地提高广大用户锻炼身体的积极性。附图说明图1为本专利技术的基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈的结构框 图2为本专利技术中的无线发射模块和无线接收模块的电路连接 图3为本专利技术中的IXD显示屏电路连接 图4为本专利技术中的LED点阵屏电路连接 图5为本专利技术中的无线发射模块和无线接收模块控制字格式； 图6为本专利技术中的信号检测模块的程序流程 图7为本专利技术中的显示模块的程序流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作详细说明: 图1是本专利技术基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈的结构框图。从图1可以看出，本专利技术基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈包括:信号检测模块1、显示模块2。信号检测模块I包括微机械陀螺3、处理器A4、无线发射模块5和稳压电路6。显示模块2，包括IXD显示屏9、LED点阵屏10、处理器B8、无线接收模块7、电源适配电路11。信号检测模块I主要负责三部分工作，第一是利用微机械陀螺3检测用户腰部转动的转速和转动的方向；第二是利用处理器A4计算用户转动的角度、转过的圈数、消耗的能量(卡路里)值等信息，对微机械陀螺3采集到的角速度数据进行处理，对不同大小等级的角速度数据进行打包，将其分别转换成表征点阵点亮时间的电信号；第三是通过无线发送模块5将整合好的数据发送到显示模块2。显示模块2主要负责两部分工作，第一是通过无线接收模块7接收信号检测模块I发送的数据；第二是利用处理器B8读取无线接收模块7接收到的数据，并根据该数据计算得到LCD显示屏9与LED点阵屏10的控制信号，并将控制信号分别输出到IXD显示屏9与LED点阵屏10的控制端口。图2是本专利技术中的 无线发射模块5和无线接收模块7的电路连接图。本专利技术采用市售无线收发芯片nRF24L01组成无线发射模块5和无线接收模块7。nRF24L01是一款工作在2.4GHz世界通用ISM频段的单片无线收发芯片。无线发射模块5和无线接收模块7包括:频率发生器、增强型ShockBurst 模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器、解调器。输出功率、频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置；具有增强型ShockBurst 收发模式、ShockBurst 收发模式和直接收发模式三种工作模式,本专利技术选用增强型ShockBurst 收发模式。连接图所示，C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈，其特征在于：所述的呼啦圈包括信号检测模块和显示模块；信号检测模块包括微机械陀螺、处理器A、无线发射模块和稳压电路；微机械陀螺实现对信号的采集，通过I2C总线与处理器A相连；无线发射模块与处理器A相连，在处理器A的控制下，实现数据的发送；处理器A与微机械陀螺和无线发射模块相连，实现对角速度的采集、处理以及发送；稳压电路分别与微机械陀螺、处理器A、无线发射模相连，通过不同的稳压模块给其提供电源；显示模块包括LCD显示屏、LED点阵屏、处理器B、无线接收模块和电源适配电路；LCD显示屏是用户运动参数显示界面，用于显示运动时间、消耗热量和扭动圈数信息；LED点阵屏是用户腰部扭动状态显示界面，用于显示与腰部扭动同步的点阵转动；无线接收模块与处理器B相连，在处理器B的控制下，实现数据的接收；处理器B与LCD显示屏、LED点阵屏和无线接收模块相连，实现对信号检测模块发送数据的接收和处理，控制LCD显示屏和LED点阵屏作相应显示；电源适配电路分别与LCD显示屏、LED点阵屏、处理器B、无线接收模块相连，通过不同的稳压模块给其提供电源。

【技术特征摘要】
1.一种基于微机械陀螺的虚拟呼啦圈，其特征在于:所述的呼啦圈包括信号检测模块和显示模块； 信号检测模块包括微机械陀螺、处理器A、无线发射模块和稳压电路；微机械陀螺实现对信号的采集，通过I2C总线与处理器A相连；无线发射模块与处理器A相连，在处理器A的控制下，实现数据的发送；处理器A与微机械陀螺和无线发射模块相连，实现对角速度的采集、处理以及发送；稳压电路分别与微机械陀螺、处理器A、无线发射模相连，通过不同的稳压模块给其提供电源； 显示模块包括LCD显示屏、LED点阵屏、处理器B、无线接收模块和电源适配电路；LCD显示屏是用户运动参数显示界面，用于显示运动时间、消耗热量和扭动圈数信息；LED点阵屏是用户腰部扭动状态显示界面，用于显示与腰部扭动同步的点阵转动；无线接收模块与处理器B相连，在处理器B的控制下，实现数据的接收；处理器B与IXD显示屏、LED点阵屏和无线接收模块相连，实现对信号检测模块发送数据的接收和处理，控制I...

【专利技术属性】
技术研发人员：高杨，周斌，刘玉佼，雷龙，吴生特，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：