本实用新型涉及健身产品，尤其涉及一种基于物联网的智能健身系统。
背景技术：
目前，ems交互脉冲刺激肌肉神经技术较为成熟，但只是单一应用，需要教练人员实时指导，自由度低，且智能衣通常为有线连接，活动范围小，而教练往往辅导多个学员，劳心劳力，不能实时关注，造成效率低，不利于推广。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于物联网的智能健身系统，以解决现有ems健身器具自由度低、活动范围小。
为解决以上技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：一种基于物联网的智能健身系统，包括智能衣，具备若干电极片，还包括ems控制器、app移动端及云平台，其中ems控制器与智能衣中电极片连接，并通过无线通讯方式与app移动端连接，app移动端与云平台无线连接。
以移动端app无线操控ems控制器控制智能衣中电极片的输出模式，包括输出电脉冲强度、电脉冲频率、电脉冲宽度以及电流包络周期等，并通过无线通讯方式与云平台大服务器连接，云平台通过与app及ems控制器进行通讯交互，提供会员管理、课程管理等多种服务，包括对ems控制器进行启停操作，本系统中设备的连接和控制采用无线方式，训练更自由、范围更大，便于及时调整，实现短时高效的健身效果，便于大范围推广。
进一步，所述电极片为银纤维电极片，以20片对应人体大肌肉群，采用20片银纤维电极片分布在智能衣上，针对性锻炼人体肌肉群，提高健身效果，并与ems控制器连接，通过控制器调整电脉冲模式，包括力量、有氧、按摩等，并调整电脉冲强度、频率、宽度、包络周期等，进一步改善健身效果。
进一步，所述无线通讯包括3g、4g、wifi、蓝牙等，活动范围大，更自由。
进一步，所述ems控制器通过蓝牙通讯与app移动端指令交互。
进一步，所述ems控制器与智能衣磁铁吸附对接，连接方便。
进一步，所述智能衣为连体式，智能衣两侧均设束缚带，包括束臂带、束腰带及束腿带，调整贴身舒适度，更佳地，以松紧布作为束缚带，自调节。
进一步，所述ems控制器包括一蓄电池；
一电源管理模块，对蓄电池进行充放电管理；
一开关管理模块，提供工作电压；
一通信控制模块，用于控制信号无线传输；
一中央处理器，对通信控制管理、设备状态管理、各个从机的协调控制；
至少一个电脉冲刺激控制模块，实现刺激强度调制、状态监控、刺激脉冲调制；
蓄电池与电源管理模块相连，电源管理模块与开关管理模块相连，开关管理模块分别与电脉冲刺激控制模块和中央处理器相连，中央处理器与通信控制模块相连；电脉冲刺激控制模块包括主控芯片、电刺激调压模块和电刺激开关矩阵模块，电刺激调压模块、电刺激开关矩阵模块均与主控芯片相连并受其控制，电刺激开关矩阵模块与电极片相连；
进一步，中央处理器与主控芯片通过i2c总线连接；
进一步，电刺激开关矩阵模块包括四个控制桥臂pwm12hx、pwm12lx、pwm11hx、pwm11lx，至少两个脉冲输出接口cha-x、chb-x，八个三极管q100a、q100b、q102a、q102b、q101a、q101b、q103a、q103b和分别连接于各三极管周围的外围电路，控制桥臂pwm12hx、pwm12lx、pwm11hx、pwm11lx与主控芯片相连，脉冲输出接口cha-x、chb-x与电刺激的电极片相连；一脉冲输出接口cha-x连接在三极管一q100a的集电极和三极管二q100b的发射极相连的连接线上，另一脉冲输出接口chb-x连接在三极管三q102a的集电极和三极管四q102b的发射极相连的连接线上，三极管一q100a的发射极与三极管三q102a的发射极相连，三极管二q100b的集电极与三极管四q102b的集电极相连；三极管五q101a的集电极与三极管一q100a的基极相连，三极管五q101a的基极与控制桥臂一相连；三极管六q101b的集电极与三极管二q100b的基极相连，三极管六q101b的基极与控制桥臂二pwm12lx相连；三极管七q103a的集电极与三极管三q102a的基极相连，三极管七q103a的基极与控制桥臂的三pwm11hx相连；三极管八q103b的集电极与三极管四的基极相连，三极管八q102b的基极与控制桥臂四pwm11lx相连；外围电路由多个分别与三极管和控制桥臂相连的电阻构成，还包括稳压二极管d100和电容c102，稳压二极管d100和电容c102相互并联后连接在三极管二q100b的集电极与三极管四q102b的集电极相连的连接线上。
进一步，电刺激调压模块包括电容c106、电容c107、电感l100、电脉冲控制端mcu_pwmpx、电阻r127、电阻r130、场效应管q105、二极管d106、电感l104、电容c101、电容c103和电容c104，电容c106、电容c107相互并联；电感l100的一端分别与电容c107相连，其另一端分别与二极管d106和场效应q105的漏极相连；电脉冲控制端mcu_pwmpx通过电阻r127与场效应管的栅极相连，电阻r130的两端分别与场效应管的栅极和源极相连；二极管d106与电感l104相连，电容c101、电容c103和电容c104相互并联，电容c104的负极接地，电感l104与电容c101的正极相连，电阻r130和场效应管q105的源极相连后接地；
ems控制器，在电脉冲刺激控制模块的电刺激调压模块和电刺激开关矩阵模块实现对电脉冲刺激的频率进行调节控制，从而根据设定的频率进行自动或手动设定控制训练时间，以实现调制适合肌肉训练的脉冲波形，进一步提升训练效果，电脉冲刺激肌肉，缩短训练时间，同时训练效率得到了更进一步的提升；并且使得电刺激健身装置的体积减小，便于携带，通过无线通信控制使得操控较为简便。
本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：本系统通过增设云平台与app移动端，以无线连接的方式，提高健身自由度，并通过云平台与app及ems控制进行通讯交互，提供会员管理、课程管理等多种服务，提高便利性，及时调整，ems控制器调整电极片电脉冲的模式、强度、频率等，实现短时高效的健身效果。
附图说明
本实用新型有如下附图：
图1：本实用新型的系统结构图；
图2：本实用新型智能衣结构图a；
图3：本实用新型智能衣结构图b；
图4：ems控制器的整体结构图；
图5：本实用新型的电源管理模块的电路结构示意图；
图6：本实用新型的开关管理模块的电路结构示意图；
图7：本实用新型的电刺激调压模块的电路结构示意图；
图8：本实用新型的电刺激开关矩阵模块的电路结构示意图。
在图1-8中，标号相同的点在实际电路板中存在电气连接关系。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
实施例1：
图1-3展示了一种基于物联网的智能健身系统，包括连体式的智能衣11，智能衣11两侧均设束缚带，松紧布制作，包括手臂的束臂带111、腰部的束腰带112及腿部的束腿带114，利用松紧特性自动调节贴身舒适度，智能衣11内含20片银纤维电极片115，覆盖在肩部、胸部、腹部、大腿等大肌肉群，形成覆盖人体90％以上肌肉群的脉冲网络，ems控制器12通过有氧、力量、按摩等模式控制电极片115，并调整电脉冲强度、频率、宽度、包络周期等，ems控制器12的内置程序及硬件设施等为本领域常用技术，不再赘述，ems控制器12与智能衣11吸附对接，即端口加入磁环，利用磁性特性，使二者快速吸附对接，并在腰部以绑带113围成兜容纳ems控制器12；
还包括app移动端13及云平台14，ems控制器12通过蓝牙与app移动端13连接，app移动端13与云平台14之间通过4g、3g或wifi连接，指令交互，以手机或ipad内置的兼容ems控制器12的app作为app移动端13，根据内置或选择云平台14传输的课程等对ems控制器12下达指令，从而进行电极片115的调节，app可分为教练版、用户版，教练版查阅用户健身进程并给于课程指导，用户版选择课程、预约课程等，app连接并控制ems控制器12，依权限划分，云平台14对ems控制器12进行启停操作，还可提供各种管理服务，例如会员、课程、设备、权限等。
如图4-8所示，其中ems控制器12包括蓄电池1、电源管理模块2、开关管理模块6、通信控制模块4、中央处理器3、至少一个电脉冲刺激控制模块5和电极片，电极片贴附于人体肌肉位置处；蓄电池1与电源管理模块2相连，电源管理模块2与开关管理模块6相连，开关管理模块6分别与电脉冲刺激控制模块5和中央处理器3相连，中央处理器3与通信控制模块4相连；电脉冲刺激控制模块5包括主控芯片53、电刺激调压模块52和电刺激开关矩阵模块54，电刺激调压模块52、电刺激开关矩阵模块54均与主控芯片53相连并受其控制，电刺激开关矩阵模块54与电极片115相连。蓄电池1采用锂电池。通信控制模块4采用蓝牙、wifi等通信技术实现对设备操作控制。
上述结构的原理：蓄电池1由电源管理模块2进行充放电操作，并且经开关管理模块6对中央处理器3和电脉冲刺激控制模块5供电，中央处理器3与主控芯片53通过i2c总线连接，利用i2c总线对设备状态进行管理、各个从机的协调进行管理控制，其中一从机为一路电脉冲刺激控制模块5，一从机独立控制一对左右肌肉群，电脉冲刺激控制模块5可实现刺激强度调制、状态监控、刺激脉冲调制，因此，电脉冲刺激控制模块5的电刺激调压模块52pwm的占空比进行调整，将脉冲强度进行升压(可自动检测使用时电脉冲刺激的强度进行自动升压)，来提升电极片115进行电脉冲刺激的强度；利用其电刺激开关矩阵模块54来实现各种模式的电脉冲刺激，使得传导输出至电极片115进行电脉冲刺激肉的应用模式更加丰富多彩(其中电脉冲刺激输出的波形频率可为方波、梯形波、正弦波等)，从而通过电脉冲刺激频率、强度，训练时间等参数均可配置调整，进一步实现训练效果提升，电脉冲刺激肌肉，缩短训练时间，同时训练效率得到了更进一步的提升的技术效果。
本实施例中，中央处理器3选用stm32l431rbt6单片机芯片，该单片机芯片包括处理器、存储器、输入输出端子以及通讯接口，支持i2c等多种通讯协议。通讯控制模块4选用jdy-08蓝牙透传模块，根据模块的使用手册，将模块的复位信号输入端子、模块唤醒睡眠信号输入端子、串口通讯端子、rtc报警输出信号端子以及连接状态信号端子连接中央处理器3的输入输出端子。主控芯片53选用stm32l432kbu6单片机芯片，该单片机芯片包括处理器、存储器、输入输出端子以及通讯接口，支持i2c等多种通讯协议，其中输入端子用来输入采集信号，输出端子用来输出控制信号。
如图5所示，本实施例中，电源管理模块2包括型号为bq24070的充电管理芯片和相关的充电外围电路，充电外围电路用于设置充电管理参数，具体可根据bq24070的使用手册设置。充电管理芯片的in引脚用于接入外部输入电源，vbat引脚向锂电池1提供充电电压，out引脚向开关管理模块6提供输入电压。
如图6所示，本实施例中，开关管理模块6的vcc_src处连接电源管理模块2的out引脚。开关管理模块6通过场效应管q5向电刺激调压模块52提供输入电压。开关管理模块6还通过场效应管q6向中央处理器3提供输入电压，其中vcc_p_ctl处连接中央处理器的16号引脚，vcc_m处分别连接中央处理器3的1号、19号、32号、48号和64号引脚，key_m处连接中央处理器3的输出端子。
如图7所示，本实施例中，电刺激调压模块52包括电容c106、电容c107、电感l100、电脉冲控制端mcu_pwmpx、电阻r127、电阻r130、场效应管q105、二极管d106、电感l104、电容c101、电容c103和电容c104，电容c106、电容c107相互并联；电感l100的一端分别与电容c107相连，其另一端分别与二极管d106和场效应q105的漏极相连；电脉冲控制端mcu_pwmpx通过电阻r127与场效应管的栅极相连，电阻r130的两端分别与场效应管的栅极和源极相连；二极管d106与电感l104相连，电容c101、电容c103和电容c104相互并联，电容c104的负极接地，电感l104与电容c101的正极相连，电阻r130和场效应管q105的源极相连后接地。电刺激调压模块52的vcc_s5处与开关管理模块6的vcc_sys处电气连接，其结构通过主控芯片53的输出端子对电脉冲控制端mcu_pwmpx输出不同占空比的pwm控制信号，达到实现控制升压脉冲强度(对应电脉冲刺激强度，vcc_hx)。
如图8所示，本实施例中，电脉冲电刺激开关矩阵模块54包括四个控制桥臂pwm12hx、pwm12lx、pwm11hx、pwm11lx，至少两个脉冲输出接口cha-x、chb-x，八个三极管q100a、q100b、q102a、q102b、q101a、q101b、q103a、q103b和分别连接于各三极管周围的外围电路，控制桥臂pwm12hx、pwm12lx、pwm11hx、pwm11lx与主控芯片的输出端子相连，脉冲输出接口cha-x、chb-x与电刺激的电极片相连；一脉冲输出接口cha-x连接在三极管一q100a的集电极和三极管二q100b的发射极相连的连接线上，另一脉冲输出接口chb-x连接在三极管三q102a的集电极和三极管四q102b的发射极相连的连接线上，三极管一q100a的发射极与三极管三q102a的发射极相连，三极管二q100b的集电极与三极管四q102b的集电极相连；三极管五q101a的集电极与三极管一q100a的基极相连，三极管五q101a的基极与控制桥臂一相连；三极管六q101b的集电极与三极管二q100b的基极相连，三极管六q101b的基极与控制桥臂二pwm12lx相连；三极管七q103a的集电极与三极管三q102a的基极相连，三极管七q103a的基极与控制桥臂的三pwm11hx相连；三极管八q103b的集电极与三极管四的基极相连，三极管八q102b的基极与控制桥臂四pwm11lx相连。其结构主控芯片控制h桥电路的桥臂的开关顺序和开关时间(控制桥臂：pwm12hx、pwm12lx、pwm11hx、pwm11lx)，进行调制电刺激脉冲的传导方向、脉冲频率和脉冲宽度，实现各式各样的电脉冲刺激，从而实现丰富的应用模式(脉冲输出电极接口：cha_x、chb_x)。
本实施例中，外围电路由多个分别与三极管和控制桥臂相连的电阻构成。其结构使得对电脉冲刺激的频率模式调整更加可靠稳定，提升使用性能。
本实施例中，还包括稳压二极管d100和电容c102，稳压二极管d100和电容c102相互并联后连接在三极管二q100b的集电极与三极管四q102b的集电极相连的连接线上。其结构使得电路的调整更加稳定可靠，并且通过稳压二极管d100对脉冲输出电极接口输出至电极片的电压进行稳压，通过电容c102限制电流和动态分配电容器和负载两端电压；使得脉冲输出电极接口的输出更加稳定，提升使用性能。
本系统中设备的连接和控制采用无线方式，训练更自由、范围更大，便于及时调整，引导用户运动智能化、社交化，实现短时高效的健身效果。
上述依据本实用新型为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
1.一种基于物联网的智能健身系统，包括智能衣，具备电极片，其特征在于，还包括ems控制器、app移动端及云平台，其中ems控制器与智能衣中电极片连接，并通过无线通讯方式与app移动端连接，app移动端与云平台无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能健身系统，其特征在于，所述电极片为银纤维电极片，以20片对应人体大肌肉群。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能健身系统，其特征在于，所述无线通讯包括3g、4g、wifi、蓝牙。
4.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智能健身系统，其特征在于，所述ems控制器通过蓝牙通讯与app移动端指令交互。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能健身系统，其特征在于，所述ems控制器与智能衣磁铁吸附对接。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能健身系统，其特征在于，所述智能衣为连体式，智能衣两侧均设束缚带，包括束臂带、束腰带及束腿带。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能健身系统，其特征在于，所述ems控制器包括一蓄电池；
一电源管理模块，对蓄电池进行充放电管理；
一开关管理模块，提供工作电压；
一通信控制模块，用于控制信号无线传输；
一中央处理器，对通信控制管理、设备状态管理、各个从机的协调控制；
至少一个电脉冲刺激控制模块，实现刺激强度调制、状态监控、刺激脉冲调制；
蓄电池与电源管理模块相连，电源管理模块与开关管理模块相连，开关管理模块分别与电脉冲刺激控制模块和中央处理器相连，中央处理器与通信控制模块相连；电脉冲刺激控制模块包括主控芯片、电刺激调压模块和电刺激开关矩阵模块，电刺激调压模块、电刺激开关矩阵模块均与主控芯片相连并受其控制，电刺激开关矩阵模块与电极片相连。
8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的智能健身系统，其特征在于，所述中央处理器与所述主控芯片通过i2c总线连接。
9.根据权利要求7所述的一种基于物联网的智能健身系统，其特征在于，电刺激开关矩阵模块包括四个控制桥臂pwm12hx、pwm12lx、pwm11hx、pwm11lx，至少两个脉冲输出接口cha-x、chb-x，八个三极管q100a、q100b、q102a、q102b、q101a、q101b、q103a、q103b和分别连接于各三极管周围的外围电路，控制桥臂pwm12hx、pwm12lx、pwm11hx、pwm11lx与主控芯片相连，脉冲输出接口cha-x、chb-x与电刺激的电极片相连；一脉冲输出接口cha-x连接在三极管一q100a的集电极和三极管二q100b的发射极相连的连接线上，另一脉冲输出接口chb-x连接在三极管三q102a的集电极和三极管四q102b的发射极相连的连接线上，三极管一q100a的发射极与三极管三q102a的发射极相连，三极管二q100b的集电极与三极管四q102b的集电极相连；三极管五q101a的集电极与三极管一q100a的基极相连，三极管五q101a的基极与控制桥臂一相连；三极管六q101b的集电极与三极管二q100b的基极相连，三极管六q101b的基极与控制桥臂二pwm12lx相连；三极管七q103a的集电极与三极管三q102a的基极相连，三极管七q103a的基极与控制桥臂的三pwm11hx相连；三极管八q103b的集电极与三极管四的基极相连，三极管八q102b的基极与控制桥臂四pwm11lx相连；外围电路由多个分别与三极管和控制桥臂相连的电阻构成，还包括稳压二极管d100和电容c102，稳压二极管d100和电容c102相互并联后连接在三极管二q100b的集电极与三极管四q102b的集电极相连的连接线上。
10.根据权利要求7所述的一种基于物联网的智能健身系统，其特征在于，电刺激调压模块包括电容c106、电容c107、电感l100、电脉冲控制端mcu_pwmpx、电阻r127、电阻r130、场效应管q105、二极管d106、电感l104、电容c101、电容c103和电容c104，电容c106、电容c107相互并联；电感l100的一端分别与电容c107相连，其另一端分别与二极管d106和场效应q105的漏极相连；电脉冲控制端mcu_pwmpx通过电阻r127与场效应管的栅极相连，电阻r130的两端分别与场效应管的栅极和源极相连；二极管d106与电感l104相连，电容c101、电容c103和电容c104相互并联，电容c104的负极接地，电感l104与电容c101的正极相连，电阻r130和场效应管q105的源极相连后接地。
技术总结