一種基于多組傳感器的智能鞋的制作方法
【專利摘要】一種基于多組傳感器的智能鞋，包括：鞋、智能芯片mi-chip、電源、USB接收器、終端設(shè)備，其特征在于所述智能芯片mi-chip內(nèi)設(shè)有中央處理器、定位芯片、三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀、壓力傳感器，無線傳輸芯片，傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)信息經(jīng)中央處理器處理后由無線傳輸芯片發(fā)射給USB接收器，USB接收器連接在終端設(shè)備上，鞋底中部夾層內(nèi)設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有智能芯片mi-chip，外殼為高強(qiáng)度塑料封裝，外殼尺寸與凹槽尺寸相匹配，電源、電源控制開關(guān)設(shè)置在鞋墊下鞋底后部的凹槽內(nèi)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是具有精確定位功能，可及時(shí)跟蹤收集定位使用者的活動(dòng)情況，協(xié)助尋找、搜救工作，實(shí)時(shí)傳輸、分析上傳數(shù)據(jù)，幫助運(yùn)動(dòng)人員訓(xùn)練，提供指導(dǎo)意見。
【專利說明】—種基于多組傳感器的智能鞋

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鞋，特別涉及一種集成GPS和多組傳感器的智能鞋。

【背景技術(shù)】
[0002]老年癡呆患者容易迷路丟失，這是困擾其家庭的嚴(yán)重問題，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球大概有2000萬老年癡呆患者，我國(guó)也隨著老齡化加重老年癡呆患者越來越多，因此，如何防止老年癡呆患者丟失及盡快找到他們的位置，成了一個(gè)急待解決的問題。而據(jù)研究機(jī)構(gòu)指出，鞋子是人身上最不容丟失的物品，因此放置定位裝置的理想位置。同樣還可以運(yùn)用到對(duì)小孩的監(jiān)控，對(duì)野外探險(xiǎn)、登山、漂流、救援人員的追蹤定位。依靠定位裝置追蹤定位是必不可缺。此外，在運(yùn)動(dòng)競(jìng)技、體育健身方面，運(yùn)動(dòng)的人員都想盡快地提高自己的水平，但苦于很難發(fā)現(xiàn)自己的弱點(diǎn)，基于以上情況，多功能傳感器，不僅能夠測(cè)量的瞬間速度、平均速度、最快速度，還能測(cè)量360°的動(dòng)作，能夠盡快的幫助運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練，提高運(yùn)動(dòng)員的水平。同時(shí)，陀螺儀能夠找出運(yùn)動(dòng)員發(fā)生事故時(shí)，如手腕，腳踝或者膝關(guān)節(jié)等部位損傷時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，便于運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作的改進(jìn)及自我安全的保護(hù)。壓力傳感器能夠告訴戶外運(yùn)動(dòng)愛好者海拔的高度，以便于自身的保護(hù)。
[0003]除此之外，傳感器技術(shù)的成熟和商業(yè)化上的成功，也是加速度計(jì)、陀螺儀等器件進(jìn)入人們的日常生活，如智能手機(jī)，平板電腦等。先進(jìn)封裝技術(shù)如基于板上封裝技術(shù)、系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)、3D封裝的日趨成熟，多傳感器集成及封裝日益微型化和低成本。智能便攜電子產(chǎn)品日益普及也為智能鞋的實(shí)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)已有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種基于多組傳感器的智能鞋。本發(fā)明包括:鞋、智能芯片m1-chip (microintelligentchip,簡(jiǎn)稱m1-chip)、電源、USB接收器、終端設(shè)備，其特征在于所述智能芯片m1-chip內(nèi)設(shè)有相互間經(jīng)電路連接的中央處理器、定位芯片、三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀、壓力傳感器，無線傳輸芯片，三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀、壓力傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)信息經(jīng)中央處理器處理后由無線傳輸芯片發(fā)射給USB接收器，USB接收器連接在終端設(shè)備上，鞋底中部夾層內(nèi)設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有智能芯片m1-chip，外殼為高強(qiáng)度塑料封裝，外殼尺寸與凹槽尺寸相匹配，鞋底后部也設(shè)有凹槽，鞋墊覆蓋在凹槽之上，電源、電源控制開關(guān)設(shè)置在鞋墊下的凹槽內(nèi)。
[0005]所述智能芯片m1-chip內(nèi)的定位芯片為GPS定位系統(tǒng)的芯片,GPS定位系統(tǒng)為北斗導(dǎo)航系統(tǒng)或俄羅斯“格洛納斯”系統(tǒng)或歐洲“伽利略”(GALILEO)導(dǎo)航系統(tǒng)或美國(guó)GPS定位系統(tǒng)，智能芯片m1-chip中的三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀為輔助定位和追蹤的裝置。當(dāng)GPS定位系統(tǒng)的信號(hào)不正常的情況下，利用定位模塊中的三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀可以對(duì)穿鞋者進(jìn)行定位追蹤，三軸陀螺儀測(cè)量的角速度，三軸加速度計(jì)測(cè)量加速度輔助智能鞋定位。
[0006]所述無線傳輸芯片的數(shù)據(jù)傳輸方式為藍(lán)牙或W1-Fi，或2G網(wǎng)絡(luò)的GSM或CDMA2000模式，或者為3G網(wǎng)絡(luò)的CDMA2000，WCDMA, TD-SCDMA, WiMAX模式，或者為4G網(wǎng)絡(luò)的LTE、LTE-Advanced、WiMax> WirelessMAN 模式。
[0007]所述USB接收器設(shè)有USB接口、MicroUSB接口、蘋果產(chǎn)品接口，USB接收器經(jīng)接口直接與終端設(shè)備連接或經(jīng)無線發(fā)射給終端設(shè)備。
[0008]所述終端設(shè)備為電腦、智能手機(jī)、平板電腦，終端設(shè)備裝有智能芯片m1-chip配套的分析軟件。
[0009]所述智能芯片m1-chip為單個(gè)芯片的CMOS封裝，封裝基于基板封裝技術(shù)進(jìn)行封裝集成或通過系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)技術(shù)進(jìn)行封裝集成。
[0010]所述電源為紐扣電池或普通電池或充電電池或能量收集器。
[0011]所述能量收集器運(yùn)用壓電原理、靜電式原理、電磁原理，通過人體在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的動(dòng)能給能量收集器，能量收集器轉(zhuǎn)換成電量通過電容存儲(chǔ)，電容為超級(jí)電容。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是具有精確定位功能，可及時(shí)跟蹤收集定位使用者的活動(dòng)情況，協(xié)助尋找、搜救工作，實(shí)時(shí)傳輸、分析上傳數(shù)據(jù)，幫助運(yùn)動(dòng)人員訓(xùn)練，提供指導(dǎo)意見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0015]圖3智能芯片m1-chip封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1三軸陀螺儀、2三軸加速度計(jì)、3無線傳輸芯片、4壓力傳感器、5封帽、6定位芯片、7基板、8焊料、9焊點(diǎn)、10中央處理器、11凹槽、12凹槽、13鞋墊、14鞋面。

【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例一
[0018]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施例:
[0019]本實(shí)施例由鞋、智能芯片m1-chip、電源、USB接收器、終端設(shè)備組成。鞋底中部夾層內(nèi)設(shè)有凹槽11，智能芯片m1-chip安裝在凹槽12內(nèi)。由于凹槽位于鞋底的中部，腳弓下方，此處承受力較小，既能保證芯片的安全，又能保證腳的舒適性。即使芯片有部分凸起也不會(huì)影響腳的舒服程度。鞋底后部也設(shè)有凹槽11，鞋墊13覆蓋在凹槽11之上，電源、電源控制開關(guān)設(shè)置在鞋墊13下的凹槽12內(nèi)，由于需要更換電池，打開或關(guān)閉電源，所以凹槽11被鞋墊13覆蓋而不像凹槽12設(shè)置在鞋底中部的夾層內(nèi)。把鞋墊13取出就可以更換電池，打開或關(guān)閉電源。電源為紐扣電池或普通電池或充電電池或能量收集器。在本實(shí)施例中采用紐扣電池。鞋面14與普通鞋一樣，參見圖1。
[0020]智能芯片m1-chip內(nèi)設(shè)有相互間經(jīng)電路連接的中央處理器10、定位芯片6、三軸加速度計(jì)2、三軸陀螺儀1、壓力傳感器4,無線傳輸芯片3。智能芯片m1-chip的外殼采用高強(qiáng)度塑料封裝，外殼尺寸與凹槽尺寸相匹配。智能芯片m1-chip基于基板的集成方式，將三軸陀螺儀1、三軸加速度計(jì)2、壓力傳感器4、無線傳輸芯片3、中央處理器10、三種MEMS傳感器及無線傳輸芯片3、中央處理器10通過焊料8與帶互連的基板7進(jìn)行平面陣列集成，并由焊點(diǎn)9將信號(hào)引出。為了提升可靠性，使用封帽5對(duì)本實(shí)施例所述的智能芯片m1-chip進(jìn)行保護(hù)。將中央處理器10做在封帽5中與其他三種MEMS傳感器以及無線傳輸芯片集成在一起，參見圖3。智能芯片m1-chip也可采用單個(gè)芯片的CMOS封裝，封裝采用基于基板封裝技術(shù)進(jìn)行封裝集成或通過系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)技術(shù)進(jìn)行封裝集成。
[0021]智能芯片m1-chip內(nèi)的定位芯片6為GPS定位系統(tǒng)的芯片，GPS定位系統(tǒng)為北斗導(dǎo)航系統(tǒng)或俄羅斯“格洛納斯”系統(tǒng)或歐洲“伽利略”(GALILEO)導(dǎo)航系統(tǒng)或美國(guó)GPS定位系統(tǒng)，智能芯片m1-chip中的三軸加速度計(jì)2、三軸陀螺儀I為輔助定位和追蹤的裝置。當(dāng)GPS定位系統(tǒng)的信號(hào)不正常的情況下，利用定位模塊中的三軸加速度計(jì)2、三軸陀螺儀I可以對(duì)穿鞋者進(jìn)行定位追蹤，三軸陀螺儀I測(cè)量的角速度，三軸加速度計(jì)2測(cè)量加速度輔助智能鞋定位。本實(shí)施例采用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)。三軸加速度計(jì)2、三軸陀螺儀1、壓力傳感器4測(cè)得的數(shù)據(jù)信息經(jīng)中央處理器10處理后由無線傳輸芯片3發(fā)射給USB接收器，無線傳輸芯片3通過無線傳輸方式與USB接收器通訊連接，無線傳輸模塊3與USB接收器之間的無線傳輸方式為藍(lán)牙或W1-Fi，或者2G網(wǎng)絡(luò)的GSM或CDMA2000模式，或者3G網(wǎng)絡(luò)的CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA,WiMAX 模式，或者 4G 網(wǎng)絡(luò)的 LTE、LTE_Advanced、WiMax、WirelessMAN 模式。本實(shí)施例采用藍(lán)牙方式。USB接收器連接在終端設(shè)備上，USB接收器設(shè)有USB接口、MicroUSB接口、蘋果產(chǎn)品接口，USB接收器經(jīng)接口直接與終端設(shè)備連接或經(jīng)無線發(fā)射給終端設(shè)備。終端設(shè)備為電腦或智能手機(jī)或平板電腦，終端設(shè)備裝有智能芯片m1-chip配套的分析軟件。本實(shí)施例的終端設(shè)備為智能手機(jī)，直接通過無線接收USB接收器發(fā)出的數(shù)據(jù)信息。參見圖2。
[0022]對(duì)于應(yīng)用于追蹤、監(jiān)護(hù)功能的用途可利用終端設(shè)備收到智能鞋發(fā)射的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)查詢被追蹤、監(jiān)護(hù)人員。對(duì)其進(jìn)行追蹤、定位。
[0023]對(duì)于運(yùn)動(dòng)過程的監(jiān)控功能用途可利用USB接收器收到智能鞋發(fā)射的數(shù)據(jù)信息，暫時(shí)存儲(chǔ)在USB接收器上，運(yùn)動(dòng)完畢，將USB接收器連接到終端設(shè)備上，進(jìn)行分析、查看，指導(dǎo)以后的運(yùn)動(dòng)。
[0024]實(shí)施例二
[0025]實(shí)施例二與實(shí)施例一相同，所不同的是電源為能量收集器，能量收集器運(yùn)用壓電原理、靜電式原理、電磁原理，通過行走或運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的能量收集后轉(zhuǎn)換成電量通過電容存儲(chǔ)，電容采用超級(jí)電容或采用碳納米管電極材料制造的電容器。能量收集器供電給智倉(cāng)泛芯片mi_chip。
【權(quán)利要求】
1.一種基于多組傳感器的智能鞋，包括:鞋、智能芯片m1-chip、電源、USB接收器、終端設(shè)備，其特征在于所述智能芯片m1-chip內(nèi)設(shè)有相互間經(jīng)電路連接的中央處理器、定位芯片、三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀、壓力傳感器，無線傳輸芯片，三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀、壓力傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)信息經(jīng)中央處理器處理后由無線傳輸芯片發(fā)射給USB接收器，USB接收器連接在終端設(shè)備上，鞋底中部夾層內(nèi)設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有智能芯片m1-chip，外殼為高強(qiáng)度塑料封裝，外殼尺寸與凹槽尺寸相匹配，鞋底后部也設(shè)有凹槽，鞋墊覆蓋在凹槽之上，電源、電源控制開關(guān)設(shè)置在鞋墊下的凹槽內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多組傳感器的智能鞋，其特征在于所述智能芯片m1-chip內(nèi)的定位芯片為GPS定位系統(tǒng)的芯片，GPS定位系統(tǒng)為北斗導(dǎo)航系統(tǒng)或俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)或歐洲伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)或美國(guó)GPS定位系統(tǒng)，智能芯片m1-chip中的三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀為輔助定位和追蹤的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多組傳感器的智能鞋，其特征在于所述無線傳輸芯片的數(shù)據(jù)傳輸方式為藍(lán)牙或W1-Fi，或2G網(wǎng)絡(luò)的GSM或CDMA2000模式，或者為3G網(wǎng)絡(luò)的CDMA2000, WCDMA, TD-SCDMA, WiMAX 模式，或者為 4G 網(wǎng)絡(luò)的 LTE、LTE-Advanced、WiMax、WirelessMAN 模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多組傳感器的智能鞋，其特征在于所述USB接收器設(shè)有USB接口、MicroUSB接口、蘋果產(chǎn)品接口，USB接收器經(jīng)接口直接與終端設(shè)備連接或經(jīng)無線發(fā)射給終端設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多組傳感器件的智能鞋，其特征在于所述終端設(shè)備為電腦、智能手機(jī)、平板電腦，終端設(shè)備裝有智能芯片m1-chip配套的分析軟件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多組傳感器的智能鞋，其特征在于所述電源為紐扣電池或普通電池或充電電池或能量收集器。
【文檔編號(hào)】A43B3/00GK104422947SQ201310381840
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】袁學(xué)兵, 劉勝, 張生志, 付興銘, 王小平 申請(qǐng)人:無錫慧思頓科技有限公司, 武漢飛恩微電子有限公司