專利名稱：一種支持nfc刷卡的計步器設備及其數據傳輸方法
技術領域：
本發明涉及一種計步器設備，特別是一種支持NFC刷卡功能的計步器設備及其數據傳輸方法。
背景技術：
隨著社會的發展，計步器設備已經逐漸成為人們隨身攜帶的物品。目前，現有計步器是通過獲取用戶的重力加速度信號，進一步通過處理分析重力加速度信號得到相應步數、路程和熱量消耗數據，進一步將結果顯示在顯示器上，進一步將近期結果存儲以便查詢或者通過線纜、無線藍牙傳輸到外部設備。然而現有計步器自身的數據存儲能力有限，當需要長期存儲數據時，則需要通過線纜與外部設備連接，將數據傳輸至外部設備，而線纜屬于易失品，且連接不方便，使用效率比較低；當需要長期存儲數據時，則需要通過無線藍牙與外部設備連接，藍牙模塊成本相對較高，建立連接時間相對較長，功耗相對較大，需要配對的連接方式為用戶帶來諸多不便。因此，現有計步器設備存在有線傳輸效率低，使用不便的問題；無線藍牙傳輸功耗較高，建立連接時間長，配對連接不快捷，成本相對較高的問題。以上問題制約了計步器的使用。
發明內容
本發明的目的是針對上述不足之處，提供一種支持NFC刷卡的計步器設備及其數據傳輸方法，采用NFC無線連接外部設備，如支持NFC的智能手機、讀卡器等，實現數據上傳并將數據存儲記錄在外部設備，以備用戶隨時查詢。NFC (Near Field Communication)是短距離非接觸式的一種通信方式,它結合了非接觸式感應以及無線連接技術，作用于13.56Mhz頻帶，傳輸距離大約IOCM左右。傳輸速度目前為106Kbit/s、212Kbit/s或者424Kbit/s，將來可提高至IMb左右。它不僅符合 IS018092、IS021481、ECMA (340,352 以及 356)和 ETSI TS 102190 標準，而且與采用IS014443A、B標準廣泛應用的非接觸智能卡基礎設備兼容。與其它短距離無線通信技術相t匕，NFC更安全，反應時間更短。一種支持NFC刷卡的計步器設備及其數據傳輸方法是采取以下技術方案實現的: 一種支持NFC刷卡的計步器設備包括計步器主體部分和外部存儲部分，所述計步器主
體部分包括計步器本體、微處理器、重力加速度傳感器、顯示器、NFC模塊及感應天線、存儲模塊和功能按鍵；重力加速度傳感器、顯示器、NFC模塊及感應天線和存儲模塊設置在計步器本體內；所述功能按鍵設置在計步器本體上，控制該計步器設備的啟動和停止；微處理器的輸入端與功能按鍵相連；重力加速度傳感器的輸出端與微處理器的輸入端相連；存儲模塊與微處理器相連；顯示器的輸入端與微處理器的輸出端相連；所述NFC模塊及感應天線的與微處理器相連。所述重力加速度傳感器通過I2C串行總線與微處理器相連。所述NFC模塊及感應天線通過數據接口和控制接口與微處理器相連，其中數據接口為UART接口或IIC接口 ；所述控制接口包括VEN接口、EVENT接口和中斷請求接口，NFC模塊能夠支持卡模式、讀模式和點對點模式，從而滿足外部設備不需要配對即可進行通信的請求。所述的顯示器采用IXD顯示器。所述的NFC模塊及感應天線采用市售的意法半導體專用NFC套件。所述的微處理器采用市售的MSP430處理器。所述的計步器本體為腕式、臂式和腰式。工作原理:一種支持NFC刷卡的計步器設備工作時，重力加速度傳感器采集用戶運動時的重力加速度信號數據，并將該信號數據通過IIC串行總線傳輸到微處理器，由微處理器對重力加速度信號數據進行重采樣、濾波等預處理后，通過峰值檢測方法判別運動步數，同時計算出路程和熱量消耗等參數，將結果傳輸到存儲模塊進行存儲，并將結果傳輸到顯示器進行顯示。當NFC模塊及感應天線中的感應天線感應到支持NFC功能的外部設備時，進行連接，NFC模塊及感應天線將連接請求發送給微處理器，微處理器讀取存儲模塊中的記錄數據，并通過NFC模塊及感應天線以讀卡模式無線傳輸到外部設備，從而實現數據的傳輸。所述的外部設備為支持NFC功能的智能手機、平板電腦或者NFC讀卡器。一種支持NFC刷卡的計步器設備的數據傳輸方法，包括如下步驟:
O按下功能按鍵，啟動計步器設備；
2)重力加速度傳感器采集用戶運動時的重力加速度信號數據，并將該信號數據通過IIC串行總線傳輸到微處理器；
3)微處理器對重力加速度信號數據進行重采樣、濾波等預處理后，通過峰值檢測方法判別運動步數，同時計算出路程和熱量消耗等參數，將結果傳輸到存儲模塊進行存儲，并將結果傳輸到顯示器進行顯示；
4)當NFC模塊及感應天線中的感應天線感應到支持NFC功能的外部設備時,進行連
接;
5)NFC模塊及感應天線將連接請求發送給微處理器，微處理器讀取存儲模塊中的記錄數據,并通過NFC模塊及感應天線以讀卡模式無線傳輸到外部設備。所述的外部設備為支持NFC功能的智能手機、平板電腦或者NFC讀卡器。本發明一種支持NFC刷卡的計步器設備，在計步器主體部分設置NFC模塊及感應天線，可以簡單快捷的實現測量數據無線傳輸到外部支持NFC的設備上。具有以下優點:
(O由于采用了無線連接外部設備，實現數據上傳和存儲，因此本產品可以存儲大量數據，針對用戶的運動參數進行動態曲線圖表顯示和分析。(2)由于采用了 NFC無線技術，因此本產品功耗更低，抗干擾性更強，無需配對的連接方式更加方便快捷。( 3 )相比藍牙連接方式，本產品的無線傳輸部分成本低廉、建立連接速度快、安全性高。
以下將結合附圖對本發明作進一步說明:圖1是本發明的工作原理框圖。圖中:1、計步器主體部分，1-1、計步器本體，1-2、微處理器，1-3、重力加速度傳感器，1-4、顯示器，1_5、NFC模塊及感應天線，1-6、存儲模塊，1_7、功能按鍵，2、外部存儲部分，2-1、外部設備。
具體實施例方式參照附圖1，本發明一種支持NFC刷卡的計步器設備包括計步器主體部分I和外部存儲部分3，所述計步器主體部分I包括計步器本體1-1、微處理器1-2、重力加速度傳感器1-3、顯示器1-4、NFC模塊及感應天線1-5、存儲模塊1_6和功能按鍵1_7 ;重力加速度傳感器1-3、顯示器1-4、NFC模塊及感應天線1-5和存儲模塊1_6設置在計步器本體1_1內；所述功能按鍵1-7設置在計步器本體1-1上，控制該計步器設備的啟動和停止；微處理器1-2的輸入端與功能按鍵1- 相連；重力加速度傳感器1-3的輸出端與微處理器1-2的輸入端相連；存儲模塊1-6與微處理器1-2相連；顯不器1-4的輸入端與微處理器1-2的輸出端相連；所述NFC模塊及感應天線1-5的與微處理器1-2相連。所述重力加速度傳感器1-3通過I2C串行總線與微處理器1-2相連。所述NFC模塊及感應天線1-5通過數據接口和控制接口與微處理器1_2相連，其中數據接口為UART接口或IIC接口 ；所述控制接口包括VEN接口、EVENT接口和中斷請求接口，NFC模塊能夠支持卡模式、讀模式和點對點模式，從而滿足外部設備不需要配對即可進行通信的請求。所述的顯示器1-4采用IXD顯示器。所述的NFC模塊及感應天線1-5采用意法半導體專用NFC套件。所述的微處理器1-2采用市售的MSP430處理器。所述的計步器本體1-1為腕式、臂式和腰式。工作原理:一種支持NFC刷卡的計步器設備工作時，重力加速度傳感器1-3采集用戶運動時的重力加速度信號數據，并將該信號數據通過Iic串行總線傳輸到微處理器1-2，由微處理器1-2對重力加速度信號數據進行重采樣、濾波等預處理后，通過峰值檢測方法判別運動步數，同時計算出路程和熱量消耗等參數，將結果傳輸到存儲模塊1-6進行存儲，并將結果傳輸到顯示器1-4進行顯示。當NFC模塊及感應天線1-5中的感應天線感應到支持NFC功能的外部設備2-1時，進行連接，NFC模塊及感應天線1-5將連接請求發送給微處理器1-2，微處理器1-2讀取存儲模塊1-6中的記錄數據，并通過NFC模塊及感應天線1_5以讀卡模式無線傳輸到外部設備2-1，從而實現數據的傳輸。所述的外部設備2-1為支持NFC功能的智能手機、平板電腦或者NFC讀卡器。一種支持NFC刷卡的計步器設備的數據傳輸方法，包括如下步驟:
O按下功能按鍵，啟動計步器設備；
2)重力加速度傳感器1-3采集用戶運動時的重力加速度信號數據，并將該信號數據通過IIC串行總線傳輸到微處理器1-2 ；
3)微處理器1-2對重力加速度信號數據進行重采樣、濾波等預處理后，通過峰值檢測方法判別運動步數，同時計算出路程和熱量消 耗等參數，將結果傳輸到存儲模塊1-6進行存儲，并將結果傳輸到顯示器1-4進行顯示； 4)當NFC模塊及感應天線1-5中的感應天線感應到支持NFC功能的外部設備2_1時，進行連接；
5)NFC模塊及感應天線1-5將連接請求發送給微處理器1-2，微處理器1-2讀取存儲模塊1-6中的記錄數據，并通過NFC模塊及感應天線1-5以讀卡模式無線傳輸到外部設備2-1。所述的外部設備2-1為支持NFC功能的智能手機、平板電腦或者NFC讀卡器。下面以臂式計步器為例進行說明。使用過程開始時，將本發明設備實施例佩戴在用戶上臂，通過操作功能按鍵開啟，用戶即可開始運動計步監測。計步器通過重力加速度傳感器1-3采集用戶運動時的運動信號，通過IIC串行總線把數據傳輸到微處理器1-2，經過處理計算求得步數、距離和熱量消耗；通過SPI接口把結果存儲到存儲模塊1-6，同時在顯示器1-4上以圖文形式顯示結果動態變化的結果；運動結束時，會把最終結果存儲在存儲模塊1-6并在顯示器1-4上顯示最終運動結果。當運動結束或者多次運動后，可以通過支持NFC的外部設備2-1把儲存模塊1-6中的歷史記錄無線上傳到外部設備2-1，進行長時間存儲、比對、分析等操作。當支持NFC功能的設備，如智能手機、平板電腦、讀卡器等，靠近計步器在有效范圍內(小于10cm)，歷史記錄會自動傳輸到外部設備2-1。可以快速的實現把存儲在存儲模塊的測量數據記錄上傳到外部設備2-1，方便進行長時間的大量存儲記錄和運動參量的動態分析。這種傳輸方式方便快捷，功耗極低。最大限度的方便了用戶，提高了用戶體驗。以上所述僅是本發明的實施方式之一，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種支持NFC刷卡的計步器設備，其特征在于:包括計步器主體部分和外部存儲部分，所述計步器主體部分包括計步器本體、微處理器、重力加速度傳感器、顯示器、NFC模塊及感應天線、存儲模塊和功能按鍵；重力加速度傳感器、顯示器、NFC模塊及感應天線和存儲模塊設置在計步器本體內；所述功能按鍵設置在計步器本體上，控制該計步器設備的啟動和停止；微處理器的輸入端與功能按鍵相連；重力加速度傳感器的輸出端與微處理器的輸入端相連；存儲模塊與微處理器相連；顯示器的輸入端與微處理器的輸出端相連；所述NFC模塊及感應天線的與微處理器相連。
2.根據權利要求1所述的一種支持NFC刷卡的計步器設備，其特征在于:所述重力加速度傳感器通過I2C串行總線與微處理器相連。
3.根據權利要求1所述的一種支持NFC刷卡的計步器設備，其特征在于:所述NFC模塊及感應天線通過數據接口和控制接口與微處理器相連，其中數據接口為UART接口或IIC接口 ；所述控制接口包括VEN接口、EVENT接口和中斷請求接口，NFC模塊能夠支持卡模式、讀模式和點對點模式。
4.根據權利要求1所述的一種支持NFC刷卡的計步器設備，其特征在于:所述的顯示器米用IXD顯不器。
5.根據權利要求1所述的一種支持NFC刷卡的計步器設備，其特征在于:所述的NFC模塊及感應天線采用意法半導體專用NFC套件。
6.根據權利要求1所述的一種支持NFC刷卡的計步器設備，其特征在于:所述的微處理器采用MSP430處理器。
7.根據權利要求1所述的一種支持NFC刷卡的計步器設備，其特征在于:所述的計步器本體為腕式、臂式和腰式。
8.權利要求1所述的一種支持NFC刷卡的計步器設備的數據傳輸方法，其特征在于，包括如下步驟: O按下功能按鍵，啟動計步器設備； 2)重力加速度傳感器采集用戶運動時的重力加速度信號數據，并將該信號數據通過IIC串行總線傳輸到微處理器； 3)微處理器對重力加速度信號數據進行重采樣、濾波等預處理后，通過峰值檢測方法判別運動步數，同時計算出路程和熱量消耗等參數，將結果傳輸到存儲模塊進行存儲，并將結果傳輸到顯示器進行顯示； 4)當NFC模塊及感應天線中的感應天線感應到支持NFC功能的外部設備時,進行連接; 5)NFC模塊及感應天線將連接請求發送給微處理器，微處理器讀取存儲模塊中的記錄數據,并通過NFC模塊及感應天線以讀卡模式無線傳輸到外部設備。
9.根據權利要求8所述的一種支持NFC刷卡的計步器設備的數據傳輸方法，其特征在于:所述的外部設備為支持NFC功能的智能手機、平板電腦或者NFC讀卡器。
全文摘要
本發明涉及一種計步器設備，特別是一種支持NFC刷卡功能的計步器設備及其數據傳輸方法。包括計步器主體部分和外部存儲部分，所述計步器主體部分包括計步器本體、微處理器、重力加速度傳感器、顯示器、NFC模塊及感應天線、存儲模塊和功能按鍵；重力加速度傳感器、顯示器、NFC模塊及感應天線和存儲模塊設置在計步器本體內；所述功能按鍵設置在計步器本體上，控制該計步器設備的啟動和停止；微處理器的輸入端與功能按鍵相連；重力加速度傳感器的輸出端與微處理器的輸入端相連；存儲模塊與微處理器相連；顯示器的輸入端與微處理器的輸出端相連；所述NFC模塊及感應天線的與微處理器相連。
文檔編號G01C22/00GK103148863SQ20131007240
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月7日 優先權日2013年3月7日
發明者潘日勁, 沈盟, 阮明浩 申請人:南京中科盟聯信息科技有限公司