一种运动手环的制作方法

本发明涉及可穿戴领域，特别涉及一种运动手环。

背景技术

人体内部的温度称体温。保持恒定的体温，是保证新陈代谢和生命活动正常进行的必要条件。体温是物质代谢转化为热能的产物。正常人的体温是相对恒定的。当人的正常体温为37℃时，人体皮肤表面的温度约为33℃左右。体表温度要低于深部温度，而且由里及表存在着明显的温度梯度。体表具有一定的厚度，在体温调节中可起隔热层作用，通过其维持着深部体温的相对稳定。体表的最外层，即皮肤表面，其温度称为皮肤温。机体各部位的皮肤温相差很大。在环境温度为23℃时测定，额部的皮肤温为33～34℃，躯干为32℃，手掌手指为30℃，足为27℃。在寒冷的环境中，随着气温下降，四肢末梢(手和足)的皮肤温度显著降低，而头部皮肤温的变动相对比较少。皮肤内含有丰富的血管，凡能影响皮肤血管舒缩的因素都能改变皮肤的温度。

人体手腕皮表正常温度为32℃以下，一般而言，由于运动强度会造成温度上升，甚至到达33℃，同时由于夏天户外高温会使得温度达到更高。

现有技术的不足之处在于：1)、市面上还没有一款产品能够检测用户运动状态下的体温；2)、现有技术的体温报警装置，未考虑用户运动对体温数据造成的影响；3)、现有技术接触式皮肤温度测量不精确；4)、暂时没有体表温度过高提醒。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的一部分缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种运动手环，旨在在人体体表温度过高时，提供体温提醒报警；同时，也能够避免夏天太阳高温照射造成体表温度过高提供报警提醒。

为实现上述目的，在优选的第一实施方案中，提供一种运动手环，所述运动手环包括温度采集模块、计步模块、移动速度采集模块、主控制器、显示模块、高温报警模块；所述温度采集模块的输出端与所述主控制器的第一输入端连接，所述计步模块的输出端与所述主控制器的第二输入端连接，所述移动速度采集模块的输出端与所述主控制器的第三输入端连接，所述显示模块的输入端与所述主控制器的第四输出端连接，所述高温报警模块的输入端与所述主控制器的第五输出端连接；所述计步模块采集用户运动的步数，并由所述主控制器发送至所述显示模块显示；所述主控制器，包括：数据获取模块、体表温度值求解模块、体温上限获取模块、高温报警指令发送模块；

所述数据获取模块，用于获取运动手环与用户的皮肤相接触的一侧的所述温度传感器所连续采集的皮肤温度采集值ti；所述i＝1,2,...,n，所述n为当前所述温度传感器连续间隔采集获得的所述皮肤温度采集值ti的数量；

所述体表温度值求解模块，用于根据所述皮肤温度采集值ti，获取所述用户的体表温度值tbody；

所述体温上限获取模块，用于获取所述用户的历史时间t内的运动状态信息，获取与所述运动状态信息相匹配的体温上限值；其中，t>1min；所述运动状态信息包括运动类型、移动速度、步数；所述运动类型包括静坐状态、慢走状态、快走状态、慢跑状态、快跑状态；

所述高温报警指令发送模块，用于响应于所述体温值高于所述体温上限值，向所述高温报警模块发出报警控制指令；所述高温报警模块，响应于所述报警控制指令，向所述用户发出高温报警提醒。

在该技术方案中，通过获取用户的体表温度值以及通过运动状态信息获取体温上限值，比较是否用户当前体温超出体温上限值，以便向用户发出功能报警提醒。该技术方案，在人体体表温度过高时，提供体温提醒报警；同时，也能够避免夏天太阳高温照射造成体表温度过高提供报警提醒，也避免用户中暑。

在一具体实施方式中，所述体表温度值求解模块，还包括：

稳定性指数获取单元，用于根据所述皮肤温度采集值ti，求解所述体温测量值ti的稳定性指数e；

稳定性指数判断单元，用于根据所述稳定性指数e判断所述体温测量值ti的测量稳定性；若所述稳定性指数e满足e＜eth，则执行步骤s23；若所述稳定性指数e满足e≥eth，则执行步骤s1；其中，所述eth满足：0.001≤eth≤0.01，所述稳定性指数e满足：

体表温度值求解单元，用于获取所述体温测量值ti中最近的m个所述皮肤温度采集值tj，求解所述用户的所述体表温度值所述j＝1,2,...,m，所述1≤m＜n。

在该技术方案中，稳定性指数e越低，则检测获得的体表温度越稳定，此时的体温比较接近实际值，可被确认为用户当前的体表温度。具体而言，稳定性指数e满足：

其中，根据能够表征所述用户的所述体表温度值波动趋势，通过对体温值按顺序进行两两相减，求和取平均后求平方；此时，若体温值为上升趋势，则造成稳定性指数增大；若体温值为下降趋势，也造成稳定性指数增大；若体温值为波动趋势，则稳定性指数相对较小；而体温处于上升趋势或下降趋势均表示，热传递还在持续进行，温度传感器和皮肤之间温度还未一致，应继续等待。而则能够表征体温值整体波动水平，越大则所述用户的所述体表温度值波动越大，波动越大则说明所测得的体温值还不稳定，应继续保持测量。综上，该技术方案从两个维度衡量体温值的稳定性，即包括由于热传递需要时间造成的体表温度值趋势未趋于平衡以及温度传感器本身波动的稳定性的两个维度来衡量体温值的稳定性，以便获得较为精确的所述用户的所述体表温度值。

在一具体实施方式中，所述体温上限获取模块包括：

步数获取单元，用于获取所述用户的历史时间t内的所行走的步数n；

移动速度获取单元，用于获取所述用户的历史时间t内的移动速度v；

运动类型获取单元，用于根据所述步数n和所述移动速度v，判断所述用户处于是静坐状态、所述慢走状态、所述快走状态、所述慢跑状态或所述快跑状态；

体温上限值设定单元，用于根据所述静坐状态、所述慢走状态、所述快走状态、所述慢跑状态或所述快跑状态，设定所述体温上限值。

在该技术方案中，基于用户单位时间内的步数以及移动速度，判断用户的运动状态，以便获得不同的体温上限值，为用户的运动提供上限容限，提高温度报警的实际意义。

在一具体实施方式中，所述步数n、所述移动速度v与所述静坐状态、所述慢走状态、所述快走状态、所述慢跑状态、快跑状态的映射关系为预设实验值。

在该技术方案中，通过预设的映射关系，有效提高各状态的设定速度，便于快速获得用户的运动类型，以便实现不同体温上限值的设定。

在一具体实施方式中，所述运动类型获取单元包括运动强度获取模组，用于根据所述步数n、所述移动速度v，获取所述用户的运动强度q；所述q满足：q＝αn/nb+βv/vb；所述α为步数n相关系数，所述β为移动速度v相关系数，所述α＞0，所述β＞0；所述nb为单位时间t的预设基准步数，所述vb为单位时间t的预设基准移动速度；

体温上限值设定单元，还用于根据所述运动强度q，判断所述用户处于静坐状态、慢走状态、快走状态、慢跑状态或快跑状态。

在该技术方案中，通过q＝αn/nb+βv/vb，有效提高各状态的设定速度，便于快速获得用户的运动类型，以便实现不同体温上限值的设定；其中，可以根据实际需求设定不同的步数和移动速度相关系数，以匹配实际应用场景。

在一具体实施方式中，所述体温上限值设定单元包括：

运动强度区间判断模组，用于判断所述运动强度q与q1、q2、q3、q4的大小关系；所述q1、q2、q3、q4为各运动类型阈值；所述q1、q2、q3、q4满足：0＜q1＜q2＜q3＜q4；若所述0≤q＜q1，则所述用户处于所述静坐状态；若所述q1≤q＜q2，则所述用户处于所述慢走状态；若所述q2≤q＜q3，则所述用户处于所述快走状态；若所述q3≤q＜q4，则所述用户处于所述慢跑状态；若所述q≥q4，则所述用户处于所述快跑状态。

在该技术方案中，通过设定各个阈值，有效获得用户的运动类型。

在一具体实施方式中，所述体温上限值包括与所述静坐状态相匹配的第一静坐体温上限值、与所述慢走状态相匹配的第二慢走体温上限值、与所述快走状态相匹配的第三慢走体温上限值、与所述慢跑状态相匹配的第四慢跑体温上限值和/或与所述快跑状态相匹配的第五快跑体温上限值。

在一具体实施方式中，所述高温报警提醒包括：振动提醒、体温显示提醒、光信号提醒、蜂鸣器提醒。

本发明的有益效果是：1)本发明通过获取用户的体表温度值以及通过运动状态信息获取体温上限值，比较是否用户当前体温超出体温上限值，以便向用户发出功能报警提醒。2)、本发明在人体体表温度过高时，提供体温提醒报警；同时，也能够避免夏天太阳高温照射造成体表温度过高提供报警提醒。3)、本发明通过引入稳定性指数e，有效提高体表温度测量精度；4)、本发明基于用户单位时间内的步数以及移动速度，判断用户的运动状态，以便获得不同的体温上限值，为用户的运动提供上限容限，提高温度报警的实际意义。

附图说明

图1是本发明一实施方式提供的一种运动手的系统框图；

图2是本发明一实施方式提供的一种运动手环控制方法的流程示意图；

图3是本发明一实施方式提供的一种运动手的体表温度值求解模块的电路框图；

图4是本发明一实施方式提供的一种运动手的体温上限获取模块的电路框图；

图5是本发明另一实施方式提供的一种运动手的体温上限获取模块的电路框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1-4所示，在本发明第一实施例中，提供一种运动手环，所述运动手环包括温度采集模块101、计步模块102、移动速度采集模块103、主控制器200、显示模块104、高温报警模块105；所述温度采集模块101的输出端与所述主控制器200的第一输入端连接，所述计步模块102的输出端与所述主控制器200的第二输入端连接，所述移动速度采集模块103的输出端与所述主控制器200的第三输入端连接，所述显示模块104的输入端与所述主控制器200的第四输出端连接，所述高温报警模块105的输入端与所述主控制器200的第五输出端连接；所述计步模块102采集用户运动的步数，并由所述主控制器200发送至所述显示模块104显示；所述主控制器200，包括：数据获取模块201、体表温度值求解模块202、体温上限获取模块203、高温报警指令发送模块204；

所述数据获取模块201，用于获取运动手环与用户的皮肤相接触的一侧的所述温度传感器所连续采集的皮肤温度采集值ti；所述i＝1,2,...,n，所述n为当前所述温度传感器连续间隔采集获得的所述皮肤温度采集值ti的数量；

所述体表温度值求解模块202，用于根据所述皮肤温度采集值ti，获取所述用户的体表温度值tbody；

所述体温上限获取模块203，用于获取所述用户的历史时间t内的运动状态信息，获取与所述运动状态信息相匹配的体温上限值；其中，t>1min；所述运动状态信息包括运动类型、移动速度、步数；所述运动类型包括静坐状态、慢走状态、快走状态、慢跑状态、快跑状态；

所述高温报警指令发送模块204，用于响应于所述体温值高于所述体温上限值，向所述高温报警模块105发出报警控制指令；所述高温报警模块105，响应于所述报警控制指令，向所述用户发出高温报警提醒。

在本实施例中，所述体表温度值求解模块202，还包括：

稳定性指数获取单元2021，用于根据所述皮肤温度采集值ti，求解所述体温测量值ti的稳定性指数e；

稳定性指数判断单元2022，用于根据所述稳定性指数e判断所述体温测量值ti的测量稳定性；若所述稳定性指数e满足e＜eth，则执行步骤s23；若所述稳定性指数e满足e≥eth，则执行步骤s1；其中，所述eth满足：所述稳定性指数e满足：

体表温度值求解单元2023，用于获取所述体温测量值ti中最近的m个所述皮肤温度采集值tj，求解所述用户的所述体表温度值所述j＝1,2,...,m，所述1≤m＜n。

在本实施例中，所述体温上限获取模块203包括：

步数获取单元2031，用于获取所述用户的历史时间t内的所行走的步数n；

移动速度获取单元2032，用于获取所述用户的历史时间t内的移动速度v；

运动类型获取单元2033，用于根据所述步数n和所述移动速度v，判断所述用户处于是静坐状态、所述慢走状态、所述快走状态、所述慢跑状态或所述快跑状态；

体温上限值设定单元2034，用于根据所述静坐状态、所述慢走状态、所述快走状态、所述慢跑状态或所述快跑状态，设定所述体温上限值。

可选的，采用计步器对用户步数n进行统计。

值得一提的是，所述移动速度v为标量速度；可选的，所述移动速度v由速度计采集获得；可选的，所述移动速度v由加速度计求解获得；所述移动速度v为在所述t时间内的标量速度平均值；

在本实施例中，所述步数n、所述移动速度v与所述静坐状态、所述慢走状态、所述快走状态、所述慢跑状态、快跑状态的映射关系为预设实验值。

在本实施例中，所述步数n、所述移动速度v与所述静坐状态、所述慢走状态、所述快走状态、所述慢跑状态、快跑状态的映射关系如表1所示。

表1、一可选实施例中，步数、移动速度与各个运动类型的映射关系

在本实施例中，所述体温上限值包括与所述静坐状态相匹配的第一静坐体温上限值、与所述慢走状态相匹配的第二慢走体温上限值、与所述快走状态相匹配的第三慢走体温上限值、与所述慢跑状态相匹配的第四慢跑体温上限值和/或与所述快跑状态相匹配的第五快跑体温上限值。

可选的，第一静坐体温上限值为32℃，第二慢走体温上限值为32.3℃，第三慢走体温上限值为32.6℃、第四慢跑体温上限值为32.9℃、第五快跑体温上限值为33.2℃。

可选的，所述高温报警提醒包括：振动提醒、体温显示提醒、光信号提醒、蜂鸣器提醒。

如图5所示，本发明的第二实施例与第一实施例基本相同，其不同之处在于运动类型获取单元2033以及体温上限值设定单元2034；在本实施例中，所述运动类型获取单元2033包括运动强度获取模组20331，用于根据所述步数n、所述移动速度v，获取所述用户的运动强度q；所述q满足：q＝αn/nb+βv/vb；所述α为步数n相关系数，所述β为移动速度v相关系数，所述α＞0，所述β＞0；所述nb为单位时间t的预设基准步数，所述vb为单位时间t的预设基准移动速度；

体温上限值设定单元2034，还用于根据所述运动强度q，判断所述用户处于静坐状态、慢走状态、快走状态、慢跑状态或快跑状态。

进一步而言，所述体温上限值设定单元2034包括：

运动强度区间判断模组20341，用于判断所述运动强度q与q1、q2、q3、q4的大小关系；所述q1、q2、q3、q4为各运动类型阈值；所述q1、q2、q3、q4满足：0＜q1＜q2＜q3＜q4；若所述0≤q＜q1，则所述用户处于所述静坐状态；若所述q1≤q＜q2，则所述用户处于所述慢走状态；若所述q2≤q＜q3，则所述用户处于所述快走状态；若所述q3≤q＜q4，则所述用户处于所述慢跑状态；若所述q≥q4，则所述用户处于所述快跑状态。

在一可选的实施例中，α＝0.45，β＝0.55，nb＝30步/min，vb＝1.1km/h，q1＝1、q2＝3、q3＝5.1、q4＝7.7；已知用户最近1min内的步数为20步、移动速度为0.8km/h，求解可知q＝0.7，即用户处于静坐状态；已知用户最近1min内的步数为30步、移动速度为1.1km/h，求解可知q＝1，即用户处于慢走状态；已知用户最近1min内的步数为72步、移动速度为3km/h，求解可知q＝2.58，即用户处于慢走状态；已知用户最近1min内的步数为80步、移动速度为3.6km/h，求解可知q＝3，即用户处于快走状态；已知用户最近1min内的步数为120步、移动速度为5km/h，求解可知q＝4.3，即用户处于快走状态；已知用户最近1min内的步数为150步、移动速度为9km/h，求解可知q＝6.75，即用户处于慢跑状态；已知用户最近1min内的步数为200步、移动速度为10km/h，求解可知q＝8，即用户处于快跑状态。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。