本發(fā)明屬于足底壓力測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能監(jiān)測(cè)鞋墊及其智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

基于生物力學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、矯形外科、體育訓(xùn)練、制鞋業(yè)等的需要，對(duì)人體步態(tài)的測(cè)試及分析是非常重要的理論依據(jù)，而人體足底壓力分布特征則是揭示步態(tài)規(guī)律的重要指標(biāo)之一。二十世紀(jì)以后各種測(cè)量人體足底壓力的方法不斷出現(xiàn)，測(cè)量技術(shù)不斷更新，并逐漸向可穿戴運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域發(fā)展。醫(yī)學(xué)研究已證明，人走路時(shí)足部的壓力分布狀態(tài)與許多肢體疾病密切相關(guān)，而通過(guò)采集患者不正常的足部壓力分布值，與不同年齡、人種、性別、體重的人群的足底壓力分布的正常值相比較，能快速識(shí)別與足部病態(tài)有著相當(dāng)聯(lián)系的疾病。

在足底壓力分布測(cè)量技術(shù)的研究中，足底壓力測(cè)試板、測(cè)試墊技術(shù)發(fā)展成熟，臨床應(yīng)用最為廣泛；而可穿戴的壓力鞋、壓力鞋墊最為先進(jìn)，但尚未得到廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用。前者測(cè)試穩(wěn)定，但系統(tǒng)龐大，測(cè)試存在極大的空間局限性且價(jià)格昂貴；后者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、便于人體穿戴，且不受空間范圍的限制，測(cè)試更接近人體真實(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此壓力鞋、壓力鞋墊技術(shù)作為對(duì)足底壓力監(jiān)測(cè)的最理想方式己成為目前研究的熱點(diǎn)。

經(jīng)檢索，目前比利時(shí)rscan公司、德國(guó)novel公司等生產(chǎn)有壓力鞋墊測(cè)試裝置，但所需壓力傳感器多，約3000個(gè)，雖然精度高，但成本太高，適合科研單位，不適合大眾普及；而采用少數(shù)壓力傳感器的壓力鞋墊又存在測(cè)試精度差的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種體積小、測(cè)試精度高、且成本低的智能監(jiān)測(cè)鞋墊；本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種應(yīng)用該智能監(jiān)測(cè)鞋墊的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以為穿戴本發(fā)明智能監(jiān)測(cè)鞋墊的用戶(hù)提供正確的矯正建議。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種智能監(jiān)測(cè)鞋墊，包括上覆增敏層、壓力傳感器層、底部導(dǎo)電層以及電路模塊，其中：上覆增敏層、壓力傳感器層、底部導(dǎo)電層依次層疊設(shè)置；壓力傳感器層包括多個(gè)壓力傳感器組，壓力傳感器組由主傳感器及圍繞主傳感器設(shè)置的至少兩個(gè)輔傳感器組成；多個(gè)壓力傳感器組分別與電路模塊連接。

進(jìn)一步的，多個(gè)壓力傳感器組分布設(shè)置在智能監(jiān)測(cè)鞋墊對(duì)應(yīng)于人體足部前掌、足中以及足跟的位置。

進(jìn)一步的，壓力傳感器層包括12個(gè)壓力傳感器組，其中：10個(gè)壓力傳感器組設(shè)置在前掌位置，分別對(duì)應(yīng)于人體足部第一趾骨至第五趾骨以及第一跖骨至第五跖骨；1個(gè)壓力傳感器組設(shè)置在足中位置，且避開(kāi)足弓設(shè)置；1個(gè)壓力傳感器組設(shè)置在足跟位置。

進(jìn)一步的，壓力傳感器組包括5個(gè)輔傳感器，5個(gè)輔傳感器以主傳感器為圓心均勻分布，其中：主傳感器與輔傳感器的輸出端分別與電路模塊連接。

進(jìn)一步的，電路模塊包括壓力信號(hào)采集電路、微處理器、無(wú)線發(fā)射電路以及電源電路，其中：壓力信號(hào)采集電路一端與壓力傳感器組連接，另一端連接至微處理器；無(wú)線發(fā)射電路與微處理器連接；電源電路與微處理器連接并為電路模塊供電。

進(jìn)一步的，還包括六軸傳感器以及六軸傳感器電路，六軸傳感器通過(guò)六軸傳感器電路與微處理器連接，其中：微處理器根據(jù)六軸傳感器輸出數(shù)據(jù)計(jì)算人體足部運(yùn)動(dòng)速度，進(jìn)而調(diào)整對(duì)壓力傳感器組的數(shù)據(jù)采樣頻率。

進(jìn)一步的，還包括定位電路，定位電路由gps定位電路、bds定位電路、以及wifi定位電路中的至少一種組成，其中：gps定位電路和/或bds定位電路還設(shè)置有agps輔助定位電路；wifi定位電路采用低功耗芯片實(shí)現(xiàn)定位，或通過(guò)sim卡lbs基站定位電路實(shí)現(xiàn)定位。

進(jìn)一步的，還包括紅外測(cè)溫傳感器以及測(cè)溫電路，其中：紅外測(cè)溫傳感器透過(guò)上覆增敏層設(shè)置在人體足部足弓位置；紅外測(cè)溫傳感器通過(guò)測(cè)溫電路與微處理器連接。

進(jìn)一步的，還包括壓力發(fā)電層以及充電電路，其中：壓力發(fā)電層設(shè)置在壓力傳感器層與底部導(dǎo)電層之間；壓力發(fā)電層通過(guò)充電電路與電源電路連接，為電源電路充電。

本發(fā)明提供的一種智能監(jiān)測(cè)鞋墊，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的壓力傳感器層布置有多個(gè)壓力傳感器組，實(shí)現(xiàn)足部不同位置的壓力的精準(zhǔn)采集；并且每個(gè)壓力傳感器組包括一個(gè)主傳感器與至少兩個(gè)輔傳感器，輔傳感器協(xié)同主傳感器工作，確定足部應(yīng)力點(diǎn)相對(duì)主傳感器的偏移量，從而為主傳感器提供偏移補(bǔ)償，減小相對(duì)誤差，進(jìn)而提高了智能監(jiān)測(cè)鞋墊數(shù)據(jù)采集的精度。

2、本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的壓力傳感器組采用梅花分布式輔助壓力檢測(cè)的設(shè)計(jì)，每個(gè)足部應(yīng)力點(diǎn)都采用一個(gè)主傳感器與5個(gè)輔傳感器，在控制成本的前提下，使用有限個(gè)輔傳感器盡可能的減小了主傳感器的相對(duì)測(cè)量誤差。

3、本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊采用柔性電路板，提高舒適度和耐用性；上覆增敏層采用柔性硅，底部導(dǎo)電層采用導(dǎo)電橡膠，提高智能監(jiān)測(cè)鞋墊的靈敏度與導(dǎo)電性。

4、本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊采用六軸傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體足部的速度姿態(tài)的測(cè)量解算，并結(jié)合壓力傳感器組，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)步數(shù)的精準(zhǔn)測(cè)量。

5、本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的定位電路同時(shí)采用gps定位電路、bds定位電路、agps輔助定位電路、wifi定位電路以及l(fā)bs基站定位電路，從而實(shí)現(xiàn)了智能監(jiān)測(cè)鞋墊的精準(zhǔn)定位。

6、本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊還設(shè)置有紅外測(cè)溫傳感器以及測(cè)溫電路，實(shí)時(shí)采集人體足部的溫度變化，用于監(jiān)測(cè)糖尿病患者足部溫度變化，通過(guò)安裝在智能手機(jī)上的配套應(yīng)用提醒用戶(hù)潛在問(wèn)題，防止損傷出現(xiàn)。

7、本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊還設(shè)置有壓力發(fā)電層以及充電電路，將足部壓力轉(zhuǎn)換為電量存儲(chǔ)至電源電路，從而提高了智能監(jiān)測(cè)鞋墊的續(xù)航能力。

8、本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊采用實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)，使壓力傳感器組始終工作在線性范圍內(nèi)，來(lái)保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，并提高響應(yīng)度。

9、本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穿戴方便、舒適，并且成本低，適于廣泛推廣。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種該智能監(jiān)測(cè)鞋墊的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括移動(dòng)終端、后臺(tái)服務(wù)器以及上述任一種智能監(jiān)測(cè)鞋墊，其中：智能監(jiān)測(cè)鞋墊與移動(dòng)終端建立無(wú)線通信連接，將采集的數(shù)據(jù)傳輸給移動(dòng)終端；移動(dòng)終端與后臺(tái)服務(wù)器建立無(wú)線通信連接，傳輸數(shù)據(jù)至后臺(tái)服務(wù)器；后臺(tái)服務(wù)器接收存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，并將分析結(jié)果發(fā)送給移動(dòng)終端。

本發(fā)明的一種智能監(jiān)測(cè)鞋墊及其智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)為穿戴本發(fā)明智能監(jiān)測(cè)鞋墊的用戶(hù)提供正確的矯正建議，有助于使用者了解自身足部健康狀況、保持良好的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。

2、本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，智能監(jiān)測(cè)鞋墊與移動(dòng)終端之間的無(wú)線通信連接以及移動(dòng)終端與后臺(tái)服務(wù)器之間的無(wú)線通信連接可以通過(guò)wifi、4g無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、或者藍(lán)牙等實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚的說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)的，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。

圖1為本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的一種實(shí)施例的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的另一種實(shí)施例的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的又一種實(shí)施例的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的定位電路的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的主傳感器與輔傳感器布置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明的移動(dòng)終端app操作流程示意圖；

圖10為本發(fā)明的web服務(wù)端操作流程圖；

圖11為本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的壓力信號(hào)采集電路的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-上覆增敏層、2-壓力傳感器層、211-主傳感器、212-輔傳感器、3-底部導(dǎo)電層、4-電路模塊、5-壓力發(fā)電層、6-紅外測(cè)溫傳感器、7-第一壓力傳感器組、8-第二壓力傳感器組、9-第三壓力傳感器組、10-第四壓力傳感器組、11-第五壓力傳感器組、12-第六壓力傳感器組、13-第七壓力傳感器組、14-第八壓力傳感器組、15-第九壓力傳感器組、16-第十壓力傳感器組、17-第十一壓力傳感器組、18-第十二壓力傳感器組

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1、圖2、圖3、以及圖7所示，為本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的一種實(shí)施例，包括上覆增敏層1、壓力傳感器層2、底部導(dǎo)電層3以及電路模塊4，其中：上覆增敏層1、壓力傳感器層2、底部導(dǎo)電層3依次由上到下層疊設(shè)置；壓力傳感器層2包括多個(gè)壓力傳感器組，壓力傳感器組由主傳感器211及圍繞主傳感器211設(shè)置的至少兩個(gè)輔傳感器212組成；多個(gè)壓力傳感器組分別與電路模塊4連接。

具體的，上覆增敏層1以及底部導(dǎo)電層3均采用防水材料，優(yōu)選的，上覆增敏層1采用柔性硅，底部導(dǎo)電層3采用導(dǎo)電橡膠，從而提高了智能監(jiān)測(cè)鞋墊的靈敏度與導(dǎo)電性；智能監(jiān)測(cè)鞋墊外部還涂有防水涂料，起到防水、防滲的作用，提高了智能監(jiān)測(cè)鞋墊的使用壽命。壓力傳感器層2內(nèi)對(duì)應(yīng)人體足部的不同部位設(shè)置有用于測(cè)試腳部部位壓力的壓力傳感器組，保證采集數(shù)據(jù)范圍的完整，壓力傳感器組的主傳感器211與輔傳感器212的型號(hào)與規(guī)格以及輔傳感器212的數(shù)目及環(huán)繞方式本發(fā)明不做具體限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況選用與確定。

優(yōu)選的，壓力傳感器組的主傳感器211與輔傳感器212均采用多路薄膜壓力傳感器，主傳感器211與輔傳感器212的量程大小與外型規(guī)格不一致，輔傳感器212的量程小于主傳感器211的量程，主傳感器211與輔傳感器212共同實(shí)現(xiàn)對(duì)人體足底壓力數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集并分別與電路模塊4連接，實(shí)時(shí)將用戶(hù)足底壓力數(shù)據(jù)發(fā)送給電路模塊4；輔傳感器212的設(shè)置數(shù)目?jī)?yōu)選的如圖3、圖7所示，壓力傳感器組包括5個(gè)輔傳感器212，5個(gè)輔傳感器212以主傳感器211為圓心均勻分布，主傳感器211與輔傳感器212的輸出端分別與電路模塊4連接，采用梅花分布式輔助壓力檢測(cè)的設(shè)計(jì)，每個(gè)足部應(yīng)力點(diǎn)都采用一個(gè)主傳感器211與5個(gè)輔傳感器212，通過(guò)檢測(cè)5個(gè)輔傳感器212，確定足部應(yīng)力點(diǎn)相對(duì)主傳感器211的偏移量，從而為主傳感器211提供偏移補(bǔ)償，減小相對(duì)誤差，進(jìn)而提高了智能監(jiān)測(cè)鞋墊數(shù)據(jù)采集的精度。以上只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，而不應(yīng)該理解為對(duì)本發(fā)明實(shí)質(zhì)內(nèi)容的限制，另外本發(fā)明的輔傳感器212可以根據(jù)其數(shù)目采用三角形、正多邊形、或不規(guī)則的環(huán)繞方式，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊通過(guò)多個(gè)壓力傳感器組的設(shè)置從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)足部不同部位壓力的采集；電路模塊4采用柔性電路板，提高智能監(jiān)測(cè)鞋墊舒適度和耐用性。

在本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的一些實(shí)施例中，如圖6所示，多個(gè)壓力傳感器組分布設(shè)置在智能監(jiān)測(cè)鞋墊對(duì)應(yīng)于人體足部前掌、足中以及足跟的位置，從而實(shí)現(xiàn)可以對(duì)整個(gè)足部的不同部位壓力的測(cè)試。優(yōu)選的，壓力傳感器層2包括12個(gè)壓力傳感器組，其中：10個(gè)壓力傳感器組設(shè)置在前掌位置，分別對(duì)應(yīng)于人體足部第一趾骨至第五趾骨以及第一跖骨至第五跖骨；1個(gè)壓力傳感器組設(shè)置在足中位置，且避開(kāi)足弓設(shè)置；1個(gè)壓力傳感器組設(shè)置在足跟位置。具體的，多個(gè)壓力傳感器組按人體足部的關(guān)節(jié)位置布置，人體足部前掌包括第一趾骨到第五趾骨以及第一跖骨到第五跖骨，每個(gè)趾骨與跖骨的相應(yīng)位置均布置有壓力傳感器組，足中與足跟位置也布置有壓力傳感器組，此種布置方式，能夠采集到足部各個(gè)位置的壓力數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的完整性，使得對(duì)足部的壓力狀態(tài)以及人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析結(jié)果更加準(zhǔn)確與權(quán)威。為了描述方便，將上述12個(gè)壓力傳感器組進(jìn)行標(biāo)號(hào)，分別為第一壓力傳感器組7、第二壓力傳感器組8、第三壓力傳感器組9、第四壓力傳感器組10、第五壓力傳感器組11、第六壓力傳感器組12、第七壓力傳感器組13、第八壓力傳感器組14、第九壓力傳感器組15、第十壓力傳感器組16、第十一壓力傳感器組17、第十二壓力傳感器組18，第一壓力傳感器組7、第二壓力傳感器組8、第三壓力傳感器組9、第四壓力傳感器組10、第五壓力傳感器組11分別對(duì)應(yīng)足部的第一趾骨、第二趾骨、第三趾骨、第四趾骨、第五趾骨設(shè)置，第六壓力傳感器組12、第七壓力傳感器組13、第八壓力傳感器組14、第九壓力傳感器組15、第十壓力傳感器組16分別對(duì)應(yīng)足部的第一跖骨、第二跖骨、第三跖骨、第四跖骨、第五跖骨設(shè)置，第十一壓力傳感器組17設(shè)置在足中，第十二壓力傳感器組18設(shè)置在足跟。

在本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的一些實(shí)施例中，如圖4所示，電路模塊4包括壓力信號(hào)采集電路、微處理器、無(wú)線發(fā)射電路以及電源電路，其中：壓力信號(hào)采集電路一端與壓力傳感器組連接，另一端連接至微處理器；無(wú)線發(fā)射電路與微處理器連接；電源電路與微處理器連接并為電路模塊供電。具體的，如圖11所示，壓力信號(hào)采集電路主要包括多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、信號(hào)調(diào)理電路、adc轉(zhuǎn)換電路等，主傳感器211與輔傳感器212(薄膜壓力傳感器)分別通過(guò)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、信號(hào)調(diào)理電路、adc轉(zhuǎn)換電路后與電路模塊4的微處理器連接，將用戶(hù)足底的壓力數(shù)據(jù)傳輸至微處理器；無(wú)線發(fā)射電路可以將微處理器接收的壓力數(shù)據(jù)再次發(fā)送至智能手機(jī)、平板電腦或pda等移動(dòng)終端，直觀的顯示給用戶(hù)，無(wú)線發(fā)射電路可以采用藍(lán)牙、wifi、gprs、sim卡等傳輸方式實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明不做具體限定，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍，優(yōu)選的，無(wú)線發(fā)射電路采用低功耗的無(wú)線藍(lán)牙芯片進(jìn)行傳輸；電源電路主要為微處理器供電，可以為聚合物鋰電池，通過(guò)電源管理芯片，來(lái)控制鋰聚合物電池的充放電，提高電源電路供電的穩(wěn)定性與安全性。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的微處理器為arm主控制器，采用armcortex-m432位mcu+fpu，210dmips，高達(dá)1mbflash/192+4kbram，在flash存儲(chǔ)器中實(shí)現(xiàn)零等待狀態(tài)運(yùn)行性能的自適應(yīng)實(shí)時(shí)加速器(art加速器)、主頻高達(dá)168mhz，mpu能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)210dmips/1.25dmips/mhz(dhrystone2.1)的性能，具有dsp指令集；256kb/128kb閃存，以及32kb/16kbram。這款功能強(qiáng)大的高度靈活多協(xié)議器件確保智能監(jiān)測(cè)鞋墊對(duì)各壓力點(diǎn)的高頻掃描，實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)終端的互可操作性。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的電源電路采用3.7v1000mah聚合物鋰電池進(jìn)行供電，通過(guò)b0305s-1wr2dc-dc升壓電路將3.7v電源變換為+5v電源輸出給高速5v穩(wěn)壓器rt9193-50的輸入端，從而提供5v電壓，采用asm1117dc-dc降壓芯片為從而提供穩(wěn)定的3.3v電壓。

在本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的一些實(shí)施例中，如圖4所示，還包括六軸傳感器以及六軸傳感器電路，六軸傳感器通過(guò)六軸傳感器電路與微處理器連接，其中：微處理器根據(jù)六軸傳感器輸出數(shù)據(jù)計(jì)算人體足部運(yùn)動(dòng)速度，進(jìn)而調(diào)整對(duì)壓力傳感器組的數(shù)據(jù)采樣頻率。具體的，為了精確跟蹤人體快速與慢速運(yùn)動(dòng)，本發(fā)明的六軸傳感器采用3軸加速度+3軸陀螺儀mpu6050傳感器作為人體足部的姿態(tài)解算芯片，其中加速度計(jì)測(cè)量范圍為±2g，陀螺儀可測(cè)量范圍為±250；該六軸傳感器集成一個(gè)片上1024字節(jié)的fifo，有助于降低系統(tǒng)功耗；采用400khz的i2c總線與微處理器通信，片上還內(nèi)嵌了一個(gè)溫度傳感器和在工作環(huán)境下僅有±1％變動(dòng)的振蕩器，具有可編程的低通濾波器；同時(shí)采用3.3v供電。采用六軸傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)人體足部的速度姿態(tài)的測(cè)量解算，結(jié)合壓力傳感器，還可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)步數(shù)的精準(zhǔn)測(cè)量，具體的，微處理器中斷檢測(cè)3軸加速度傳感器的數(shù)據(jù)，通過(guò)算法計(jì)算出人體足部的運(yùn)動(dòng)速度，從而調(diào)節(jié)微處理器對(duì)壓力傳感器組的采集頻率，使數(shù)據(jù)采集更穩(wěn)定精準(zhǔn)。

在本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的一些實(shí)施例中，如圖4、圖5所示，還包括定位電路，定位電路由gps定位電路、bds定位電路、以及wifi定位電路中的至少一種組成，其中：gps定位電路和/或bds定位電路還設(shè)置有agps輔助定位電路；wifi定位電路采用低功耗芯片實(shí)現(xiàn)定位，或通過(guò)sim卡lbs基站定位電路實(shí)現(xiàn)定位。優(yōu)選的，本發(fā)明的定位電路同時(shí)采用gps定位電路、bds定位電路、agps輔助定位電路、wifi定位電路以及l(fā)bs基站定位電路，從而實(shí)現(xiàn)了智能監(jiān)測(cè)鞋墊的精準(zhǔn)定位。

進(jìn)一步的，gps定位電路跟蹤芯片采用高靈敏度bds/gps雙模接收以及支持gps和bds的單系統(tǒng)定位和雙系統(tǒng)聯(lián)合定位功能的atgm332d，該芯片包含32個(gè)跟蹤通道，可以同時(shí)接收所有的gps和bds可見(jiàn)衛(wèi)星；wifi定位電路采用esp8226低功耗芯片實(shí)現(xiàn)，或者sim卡lbs基站定位電路實(shí)現(xiàn)。定位電路通過(guò)atgm332d采集的定位數(shù)據(jù)與時(shí)間信息，通過(guò)相關(guān)算法解算后，經(jīng)微處理器通過(guò)無(wú)線發(fā)射電路發(fā)送至移動(dòng)終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)運(yùn)動(dòng)軌跡及位置的記錄與查看。

在本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的一些實(shí)施例中，如圖4、圖6所示，還包括紅外測(cè)溫傳感器6以及測(cè)溫電路，其中：紅外測(cè)溫傳感器6以及測(cè)溫電路透過(guò)上覆增敏層1設(shè)置在人體足部足弓位置；紅外測(cè)溫傳感器6通過(guò)測(cè)溫電路與微處理器連接。優(yōu)選的，紅外測(cè)溫傳感器6采用非接觸式溫度傳感器mix90614芯片，實(shí)現(xiàn)人體足部溫度的采集，用于檢測(cè)糖尿病患者足部的溫度變化。

在本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊的一些實(shí)施例中，如圖2、圖4所示，還包括壓力發(fā)電層5以及充電電路，其中：壓力發(fā)電層5設(shè)置在壓力傳感器層3與底部導(dǎo)電層3之間；壓力發(fā)電層5通過(guò)充電電路與電源電路連接，為電源電路充電。具體的，壓力發(fā)電層內(nèi)設(shè)置有發(fā)電機(jī)，可以為壓電陶瓷片、pvdf壓電薄膜、納米氧化鋅發(fā)電機(jī)、摩擦發(fā)電機(jī)等，優(yōu)選的采用pvdf壓電薄膜。pvdf壓電薄膜將足部壓力轉(zhuǎn)換成電量并通過(guò)充電電路存儲(chǔ)至電源電路的聚合物鋰電池，提高智能監(jiān)測(cè)鞋墊的續(xù)航能力。

進(jìn)一步的，充電電路為整流電路+濾波電路+穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓器的輸出端能夠給聚合物鋰電池一個(gè)穩(wěn)定的電壓輸出，以適合聚合物鋰電池的充電特性，即ac-dc變換電路。當(dāng)穩(wěn)壓芯片的充電電流為100ma時(shí)，單壓電薄膜傳感器(持續(xù)振動(dòng)情況下)能夠在8.2小時(shí)將1000mmh的聚合物鋰電池完全充電。而采用多壓電薄膜傳感器時(shí)，相應(yīng)的充電時(shí)間將縮短。

本發(fā)明的上述實(shí)施例智能監(jiān)測(cè)鞋墊的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖8所示，包括移動(dòng)終端、后臺(tái)服務(wù)器以及上述實(shí)施例的任一種智能監(jiān)測(cè)鞋墊，其中：智能監(jiān)測(cè)鞋墊與移動(dòng)終端建立無(wú)線通信連接，將采集的數(shù)據(jù)傳輸給移動(dòng)終端；移動(dòng)終端與后臺(tái)服務(wù)器建立無(wú)線通信連接，傳輸數(shù)據(jù)至后臺(tái)服務(wù)器；后臺(tái)服務(wù)器接收存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，并將分析結(jié)果發(fā)送給移動(dòng)終端。

具體的，本發(fā)明的移動(dòng)終端為支持android、ios、windows系統(tǒng)的移動(dòng)平臺(tái)，可以為智能手機(jī)、平板電腦或pda等，本發(fā)明不做具體限定；智能監(jiān)測(cè)鞋墊與移動(dòng)終端之間的無(wú)線通信連接以及移動(dòng)終端與后臺(tái)服務(wù)器之間的無(wú)線通信連接可以通過(guò)wifi、4g無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、或者藍(lán)牙等實(shí)現(xiàn)；移動(dòng)終端通過(guò)安裝app實(shí)現(xiàn)接受智能監(jiān)測(cè)鞋墊發(fā)送的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算和顯示，在離線狀態(tài)下可對(duì)接收到的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下通過(guò)手動(dòng)確認(rèn)向后臺(tái)服務(wù)器傳送本地記錄數(shù)據(jù)。本發(fā)明的app具有用戶(hù)登錄、導(dǎo)航界面、運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)、健康分析、運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)上傳六大功能顯示界面，app的操作實(shí)現(xiàn)流程如圖9所示。

1)登陸界面。用戶(hù)在使用前須先在后臺(tái)服務(wù)器注冊(cè)，然后用注冊(cè)過(guò)的帳號(hào)在本app登錄，測(cè)試階段使用的用戶(hù)名為test，密碼為123456，登陸完成后跳轉(zhuǎn)至導(dǎo)航界面。

2)導(dǎo)航界面。進(jìn)入導(dǎo)航界面，點(diǎn)擊不同的圖片即可進(jìn)入不同的功能界面，例如健康分析、上傳數(shù)據(jù)等。

3)運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)界面。運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)界面完成智能監(jiān)測(cè)鞋墊的無(wú)線連接，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)監(jiān)控，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷等等。界面最上方為站立、走路、坐、跑步四種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的指示，分別有四個(gè)標(biāo)識(shí)與狀態(tài)相對(duì)應(yīng)，標(biāo)識(shí)后面的時(shí)間顯示為每種狀態(tài)持續(xù)的時(shí)間。下面接著是走路的步數(shù)統(tǒng)計(jì)、步頻以及跑步的步數(shù)、步頻。再往下是運(yùn)動(dòng)卡路里消耗和運(yùn)動(dòng)里程顯示。最下方是連接按鈕，在未連接狀態(tài)下，點(diǎn)擊按鈕呼出查找藍(lán)牙設(shè)備彈窗，點(diǎn)擊查找并選中相應(yīng)設(shè)備，連接完成后彈窗自動(dòng)關(guān)閉；連接狀態(tài)下點(diǎn)擊按鈕即可斷開(kāi)藍(lán)牙連接。連接按鈕上方為觸底姿態(tài)檢測(cè)，分別為外翻、正常和內(nèi)翻指示。

4)數(shù)據(jù)上傳界面。運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，在連接wifi或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的情況下，通過(guò)數(shù)據(jù)上傳功能可將移動(dòng)終端app記錄的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)從本地文件中讀取出來(lái)，并根據(jù)移動(dòng)終端的ip地址，將數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)服務(wù)器，由后臺(tái)服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析。

進(jìn)一步的，后臺(tái)服務(wù)器以b/s架構(gòu)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的web服務(wù)終端，接收移動(dòng)終端發(fā)送的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)，并通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，提取系統(tǒng)模型，將結(jié)果顯示在功能界面，同時(shí)在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下通過(guò)人工智能算法為用戶(hù)提供正確的矯正建議，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)用戶(hù)推送。web服務(wù)端共有兩大界面為用戶(hù)登錄注冊(cè)界面和主界面，主界面包括個(gè)人信息顯示，運(yùn)動(dòng)健身，步態(tài)分析，健康診斷等功能界面的實(shí)現(xiàn)。web服務(wù)端操作流程如圖10所示，配套的手機(jī)或pc機(jī)等移動(dòng)終端應(yīng)安裝瀏覽器，以chrome瀏覽器最佳。

界面操作介紹：

1)登陸界面。用戶(hù)在使用前須先在后臺(tái)服務(wù)器注冊(cè)，然后用注冊(cè)過(guò)的帳號(hào)在頁(yè)面登錄，測(cè)試階段使用的用戶(hù)名為2，密碼為2，登陸完成后跳轉(zhuǎn)至主頁(yè)面。；

2)個(gè)人信息界面。進(jìn)入主界面通過(guò)導(dǎo)航欄的個(gè)人信息，可以顯示個(gè)人信息數(shù)據(jù)。

3)運(yùn)動(dòng)健身界面。運(yùn)動(dòng)健身頁(yè)面可以以三種方式顯示統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，用戶(hù)可以自行選擇要顯示的時(shí)間來(lái)查看每個(gè)時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，其中折線圖可以采用數(shù)據(jù)表單、折線圖、柱狀圖三種方式顯示。

4)步態(tài)分析界面。運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，可回放運(yùn)動(dòng)時(shí)的足底壓力狀態(tài)，通過(guò)動(dòng)態(tài)的壓力云圖更加直觀的展現(xiàn)用戶(hù)運(yùn)動(dòng)情況，壓力云圖右側(cè)顯示步態(tài)分析結(jié)果。

5)健康診斷界面。健康診斷頁(yè)面通過(guò)對(duì)用戶(hù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程所有數(shù)據(jù)的分析、挖掘，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)的步態(tài)分析、疾病診斷，輸出診斷結(jié)果并提出正確的矯正建議，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)推送。

本發(fā)明的智能監(jiān)測(cè)鞋墊,可以測(cè)試人體動(dòng)態(tài)足底壓力分布；具有良好的穿戴性,在日常活動(dòng)中有助于用戶(hù)了解自身足部健康狀況、保持良好運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。智能監(jiān)測(cè)鞋墊的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等人工智能算法應(yīng)用于其中，使人們可以實(shí)時(shí)了解自身情況(如卡路里消耗、步數(shù)運(yùn)動(dòng)量、運(yùn)動(dòng)軌跡、糖尿病足等足部疾病)并得到及時(shí)的正確的矯正；另外，利用物聯(lián)網(wǎng)大平臺(tái)可以讓后臺(tái)管理、醫(yī)療等機(jī)構(gòu)便捷正確的獲取國(guó)民的身體健康指標(biāo)。在確保傳感器使用性能穩(wěn)定后,搭建完整的測(cè)試系統(tǒng),構(gòu)成智能監(jiān)測(cè)鞋墊。

本智能監(jiān)測(cè)鞋墊及其智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)不同年齡、性別、運(yùn)動(dòng)習(xí)慣及與足部有關(guān)疾病的人群進(jìn)行設(shè)備測(cè)試、數(shù)據(jù)采集與記錄等工作，隨著用戶(hù)的增多，樣本數(shù)據(jù)的積累，可以了解不同年齡、性別等人群的運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，一方面能給用戶(hù)本人提供適合的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃建議，另一方面將大大提高對(duì)與足部有關(guān)疾病的準(zhǔn)確診斷，有助于某些疾病早期診斷和治療效果的跟蹤。

以上借助具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做了進(jìn)一步描述，但是應(yīng)該理解的是，這里具體的描述，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的限定，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員在閱讀本說(shuō)明書(shū)后對(duì)上述實(shí)施例做出的各種修改，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。