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本专利针对传统鞋垫无法识别用户运动状态及个性化需求的问题，提出一种集成传感器与控制系统的智能鞋垫方案。通过内置加速计、陀螺仪等模块实时采集运动数据，结合控制服务器分析识别运动类型，并联动相关设备执行预设服务（如健康监测、社交匹配等），实现运动数据的智能采集、识别与服务联动。
[0003]研究表明，长时间久坐会导致肥胖、高血压、高血脂等疾病，对人体造成的危害不容忽视，因此近年来，运动成为久坐一族的一种新潮流。鞋垫是运动过程中的必需品，随着物联网技术和科技的迅速发展，人们越来越青睐能够给自己的生活、工作、娱乐等多方面带来便利的智能产品，因此智能鞋垫也逐渐向电子化、智能化方向发展。
[0004]然而，作为一种智能可穿戴设备，目前智能鞋垫的功能基本局限于人体指标(如:温度、湿度、重量、脉搏等)的测量、加热除湿服务和简单告警，典型的产品如智能电加热鞋垫等;还有一种能够识别步态的鞋垫，如CN104082905A公开的多功能智能鞋垫，能够通过采集被测对象运动时的三轴加速度、三轴角速度以及脚步三个位置的压力信息来判断被测对象的脚步姿态以及协调性，从而发现不正确的步态，适用于跳舞爱好者、学走路的婴儿以及走路复健的患者使用。但是这些产品大多功能单一、无法满足人们对智能产品的要求。可见，如何通过技术对其进行改进，以发挥智能鞋垫的最大功能，进而更好地为人们的生活工作娱乐服务便显得刻不容缓。
[0005]本发明需要解决的技术问题是提供一种功能丰富、具有运动识别和控制功能的智能鞋垫系统，以满足人们的需求。
[0007]智能鞋垫系统，包括控制服务器、具有运动识别和控制功能的智能鞋垫以及为运动所服务的设备，所述控制服务器和智能鞋垫之间通过无线方式进行相互通讯，控制服务器的输出端连接各设备;所述智能鞋垫用于采集用户运动信息、识别用户运动类型，并传输给控制服务器;所述控制服务器根据智能鞋垫采集的信息和分析的结果，并结合预先设定的信息，激发相应设备工作。
[0008]上述智能鞋垫系统，所述智能鞋垫包括信息采集模块、无线通信模块和主控模块，所述信息采集模块用于采集用户运动状态信息，信息采集模块的输出端连接主控模块的输入端，主控模块的输出端通过无线通信模块与控制服务器进行信息传输;所述主控模块根据运动状态信息进行运动类型识别，并接受、存储控制服务器发送的指令。
[0009]上述智能鞋垫系统，所述信息采集模块包括设置在鞋垫夹层中的用于采集鞋垫随运动在三维空间内的运动行为和方向的加速计、陀螺仪和地磁传感器，以及用于测量鞋垫与脚部的结合程度的光敏传感器和压力传感器;所述鞋垫夹层内还设置有用于对运动位置进行定位的GPS模块。
[0010]上述智能鞋垫系统，所述无线通信模块采用蓝牙模式、WiF1、2G制式、3G制式、4G制式或者3GPP制式传输协议。
[0011]上述智能鞋垫系统，所述智能鞋垫还包括与主控模块连接的用户反馈模块，所述用户反馈模块用于根据主控模块的指令向用户提供反馈。
[0012]上述智能鞋垫系统，所述智能鞋垫中的主控模块通过无线通信模块与与其相关联的其他智能鞋垫之间进行信息传输，控制相关联的智能鞋垫以主从模式或者合作模式进行信息传递和合作。
[0013]上述智能鞋垫系统，所述控制服务器以独立网络服务器形式或者手机App形式实现。
[0014]上述智能鞋垫系统，所述控制服务器包括相互通讯的用户运动行为存储模块和基于用户运动识别的控制模块;所述控制模块用于根据智能鞋垫传输的数据，并结合预先设定信息，激发与运动类型相关联的设备工作;所述用户运动行为存储模块用于实时记录并存储智能鞋垫采集的用户运动行为，并共控制模块调取、回放。
[0015]上述智能鞋垫系统，所述控制服务器还包括社交模块，所述社交模块根据用户设定的运动行为参数，查找与运动行为相匹配的其他用户，并向相关用户发出运动提醒。
[0016]上述智能鞋垫系统，所述控制服务器还包括用户标识模块，所述用户标识模块根据智能鞋垫采集的用户体征特征和/或运动特征建立用户识别机制，并形成对应于用户的唯一用户标识符。
[0018]本发明功能丰富，能够通过鞋垫内置的相关功能模块对用户动作进行收集和识另IJ，进而基于被识别的运动类型允许用户设定相关服务控制与激发条件，并当包含被识别动作的服务控制与激发条件满足时，控制相关设备为用户提供预先设定的服务；当服务控制与激发条件发生变化时，控制相关服务发生相应调整和变化;从而满足人们的使用需求。
[0021]参见图1，本发明提供一种智能鞋垫系统，能够对用户的运动状态进行识别，特别是腿/脚部运动，且能够基于识别结果对智能可穿戴设备以及周边环境和相关智能设备(如:智能手机、智能电视，、电脑、其他可穿戴或者智能家居、工作设备等)进行控制、管理，并对用户进行与运动相关的服务。智能鞋垫系统主要包括控制服务器、智能鞋垫以及为运动所服务的设备，控制服务器和智能鞋垫之间通过无线方式进行相互通讯，控制服务器的输出端连接各服务设备。
[0022]智能鞋垫具有运动识别和控制功能，用于采集用户运动信息，识别用户运动类型，并传输给控制服务器；同时还能够接受控制服务器发出的控制指令以及存储预设的动作指令，并根据控制指令和动作指令向用户反馈信息。具体包括信息采集模块、无线通信模块、主控模块和用户反馈模块，信息采集模块的输出端连接主控模块的输入端，主控模块的输出端通过无线通信模块与控制服务器进行信息传输，主控模块的输出端还连接用户反馈模块。
[0023]信息采集模块用于采集用户运动状态信息和用户体征信息，包括设置在鞋垫夹层中的加速计、陀螺仪、地磁传感器、光敏传感器、压力传感器、GPS模块以及用于采集用户体征信息的其他传感器。其中:加速计、陀螺仪和地磁传感器用于采集鞋垫随运动在三维空间内的运动行为和方向，具体地，加速计用于采集用户的运动速度，陀螺仪用于采集用户运动过程中发生偏转或倾斜的角速度，地磁传感器用于感应用户运动姿态的变化。光敏传感器和压力传感器用于测量鞋垫与脚部的结合程度，具体地，光敏传感器设置在鞋垫外沿用于测量用户的脚型，压力传感器用于感应运动过程中产生下压冲击力，同时也用于实时测量用户体重;例如，当压力接近0，而光敏传感器产生感应时，说明脚部脱离鞋垫;而当压力值逐渐变大，而光敏传感器感应消失，则说明脚部逐渐受力，用户开始站立。GPS模块用于对用户的运动位置进行定位。当然，信息采集模块中还可以包含设置在鞋垫中的其他传感器或功能采集器件。
[0024]主控模块中存储有标准的运动分类，结合信息采集模块传递的信息识别实际的运动类型。运动类别中包含但不限于以下情况:
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