阅读说明：本技术 一种感应测温警示及振动提醒的鞋子 (Shoes that response temperature measurement was warned and was reminded in vibration ) 是由 吴惠冲 罗泽满 陈敏 于 2020-07-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种感应测温警示及振动提醒的鞋子,包括鞋子主体,所述鞋子主体由鞋面和鞋底组合而成,所述鞋底自上而下由温度检测层、振动检测层、发电层、减震层以及防滑底层固定连为一体构成,所述温度检测层内设有温度检测模块,该种运动鞋,设计合理,构思巧妙,只需通过纳米摩擦发电机将走路时产生的机械能转换为电能就可以为蓄电装置充电,从而由蓄电装置将纳米摩擦发电机产生的电能收集并存储起来,从而为内部的温度和振动检测电路提供电能,采用多层设计,具有防滑抗震效果,同时对鞋子自身的振动情况进行实时监测,对鞋子内部的温度也进行实时监测,并与手机进行连接,从而得到更好的数据分析和监测效果。(The invention discloses a shoe with induction temperature measurement warning and vibration reminding, which comprises a shoe main body, wherein the shoe main body is formed by combining a vamp and a sole, the sole is fixedly connected into a whole by a temperature detection layer, a vibration detection layer, a power generation layer, a damping layer and an anti-skid bottom layer from top to bottom, and a temperature detection module is arranged in the temperature detection layer. And the mobile phone is connected with the mobile phone, so that better data analysis and monitoring effects are obtained.)

一种感应测温警示及振动提醒的鞋子

技术领域

本发明涉及纺织面料技术领域，尤其涉及一种感应测温警示及振动提醒的鞋子。

背景技术

运动鞋是根据人们参加运动或旅游的特点设计制造的鞋子。[1]运动鞋的鞋底和普通的皮鞋、胶鞋不同，一般都是柔软而富有弹性的，能起一定的缓冲作用。运动时能增强弹性，有的还能防止脚踝受伤。所以，在进行体育运动时，大都要穿运动鞋，尤其是高烈度体能运动，如：篮球、跑步等。

传统的运动鞋不能实现能量的充分利用，且无法做到对运动鞋内部振动情况以及温度情况的实时监测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种感应测温警示及振动提醒的鞋子，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：一种感应测温警示及振动提醒的鞋子，包括鞋子主体，所述鞋子主体由鞋面和鞋底组合而成，所述鞋底自上而下由温度检测层、振动检测层、发电层、减震层以及防滑底层固定连为一体构成，所述温度检测层内设有温度检测模块，所述振动检测层内设有振动检测模块，所述发电层位于前脚掌位置和后脚跟位置分别内置有纳米摩擦发电机，所述纳米摩擦发电机与脚心位置设有的蓄电装置电连接，所述蓄电装置设有电源管理芯片，所述电源管理芯片分别与温度检测模块、振动检测模块、信号处理器以及一HC-08蓝牙连接并为其供电，所述信号处理器为8051单片机，该信号处理器分别与温度检测模块、振动检测模块以及HC-08蓝牙数据连接，所述HC-08蓝牙与手机蓝牙无线连接。

进一步地，所述温度检测模块包括用于检测温度信息的温度传感器和带ADC0808芯片的A/D转换电路，所述温度传感器由LM35温度传感器和运算放大电路构成，并通过A/D转换电路将模拟量转换成数字量再与信号处理器连接，其中温度传感器设于温度检测层位于脚心位置内。

进一步地，所述振动检测模块包括振动传感器，所述振动传感器为SW18015P振动传感器，且设于振动检测层位于前脚掌的位置。

进一步地，所述减震层采用高弹性橡胶材料制成，且内设有气囊；所述防滑底层采用耐磨材料制成，底部设有均匀分布的防滑齿。

进一步地，在所述鞋底还设有一校正提醒系统，且该校正提醒系统用于校正穿戴者的行走姿态，所述校正提醒系统包括：

融合模块，用于按照一预设格式将振动检测模块的振动数据和温度检测模块的温度数据进行打包并输入至预先确定的融合模型中进行数据运算以输出一融合结果；

判断模块，用于根据所述融合结果确定穿戴者的行走或跑步姿势的标准等级；

输出模块，用于根据标准等级输出对应的提醒信号；

提醒模块，用于根据提醒信号进行提醒；

所述温度检测模块和振动检测模块均与融合模块连接，所述融合模块、判断模块、输出模块和提醒模块依次连接。

进一步地，所述预先确定的融合模型按照一训练模块进行训练，所述训练模块包括：

样本集，用于集合一数据包，每个数据包至少包括按照固定格式排列的振动数据和温度数据、穿戴者的行走或跑步姿势的标准等级；

分割模块，用于将样本集内的数据包分割为第一设定比例的训练集和第二设定比例的验证集包括；

卷积神经网络模块，利用训练集训练卷积神经网络得到融合模型；

以及，验证模块，利用验证集验证训练好的融合模型的准确率，若准确率大于或等于设定准确率，则训练结束，若准确率小于设定准确率，则增加样本集内数据包的数量并重新训练。

进一步地，还包括分类模块，所述样本集中的每个数据包分配至少一个标签，当验证模块验证训练好的融合模型的准确率大于设定准确率时，分类模块按照穿戴者的行走或跑步姿势的标准等级将样本集内数据包的标签进行分类，并根据标准等级确定优先级别。

进一步地，所述融合模型中的数据运算通过数据运算模块执行，所述数据运算模块至少包括：

第一判断模块，通过振动检测模块中的振动数据确定穿戴者行走状态和标准等级，并输出第一判断结果；

以及，第二判断模块，根据第一判断模块输出的标准等级结合温度检测模块的温度数据确定提醒方式，并输出第二判断结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该发明一种感应测温警示及振动提醒的鞋子，设计合理，构思巧妙，只需通过纳米摩擦发电机将走路时产生的机械能转换为电能就可以为蓄电装置充电，从而由蓄电装置将纳米摩擦发电机产生的电能收集并存储起来，从而为内部的温度和振动检测电路提供电能，采用多层设计，具有防滑抗震效果，同时对鞋子自身的振动情况进行实时监测，对鞋子内部的温度也进行实时监测，并与手机进行连接，从而得到更好的数据分析和监测效果。

附图说明

图1是本发明一种感应测温警示及振动提醒的鞋子的整体结构图；

图2是本发明一种感应测温警示及振动提醒的鞋子的温度检测层结构图；

图3是本发明一种感应测温警示及振动提醒的鞋子的振动检测层结构图；

图4是本发明一种感应测温警示及振动提醒的鞋子的发电层结构图；

图5是本发明中校正提醒系统的框架图；

图6是本发明的校正提醒系统中训练模块的框架图；

图7是本发明的校正提醒系统中数据运算模块的框架图。

图中：1、鞋子主体，2、温度检测层，21、温度传感器，22、A/D转换电路，3、振动检测层，31、振动传感器，32、LM393比较器，4、发电层，41、纳米摩擦发电机，42、蓄电装置，43、电源管理芯片，5、减震层，51、气囊，6、防滑底层，61、防滑齿，7、信号处理器，8、HC-08蓝牙。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，本发明公开了一种感应测温警示及振动提醒的鞋子，包括鞋子主体1，所述鞋子主体1由鞋面和鞋底组合而成，所述鞋底自上而下由温度检测层2、振动检测层3、发电层4、减震层5以及防滑底层6固定连为一体构成，所述温度检测层2内设有温度检测模块，所述振动检测层3内设有振动检测模块，所述发电层4位于前脚掌位置和后脚跟位置分别内置有纳米摩擦发电机41，所述纳米摩擦发电机41与脚心位置设有的蓄电装置42电连接，所述蓄电装置42设有电源管理芯片43，所述电源管理芯片43分别与温度检测模块、振动检测模块、信号处理器7以及一HC-08蓝牙8连接并为其供电，所述信号处理器7为8051单片机，该信号处理器7分别与温度检测模块、振动检测模块以及HC-08蓝牙8数据连接，所述HC-08蓝牙8与手机蓝牙无线连接。

本发明，所述温度检测模块包括用于检测温度信息的温度传感器21和带ADC0808芯片的A/D转换电路22，所述温度传感器21由LM35温度传感器和运算放大电路构成，并通过A/D转换电路22将模拟量转换成数字量再与信号处理器7连接，其中温度传感器21设于温度检测层2位于脚心位置内。

本发明，所述振动检测模块包括振动传感器31，所述振动传感器31为SW18015P振动传感器，且设于振动检测层3位于前脚掌的位置。

本发明，所述纳米摩擦发电机41分别位于前脚掌位置和后脚跟位置，且所述纳米摩擦发电机41与脚心位置设有的蓄电装置42电连接，其中所述纳米摩擦发电机为2个并联连接的纳米摩擦发电机，其中，所述纳米摩擦发电机包括：依次层叠设置的第一电极层、高分子聚合物层、以及摩擦电极层；高分子聚合物层的相对摩擦电极层的面上设有多个纳米孔；第一电极层和摩擦电极层为摩擦发电机的电压和电流输出电极；高分子聚合物层所用材料是聚偏氟乙烯；高分子聚合物层表面上设置的纳米孔宽度为10-100nm以及深度为4-50μm。

本发明，所述减震层5采用高弹性橡胶材料制成，且内设有气囊51；所述防滑底层6采用耐磨材料制成，底部设有均匀分布的防滑齿61。

本发明的一种感应测温警示及振动提醒的鞋子，设计合理，构思巧妙，只需通过纳米摩擦发电机将走路时产生的机械能转换为电能就可以为蓄电装置充电，从而由蓄电装置将纳米摩擦发电机产生的电能收集并存储起来，从而为内部的温度和振动检测电路提供电能，采用多层设计，具有防滑抗震效果，同时对鞋子自身的振动情况进行实时监测，对鞋子内部的温度也进行实时监测，并与手机进行连接，从而得到更好的数据分析和监测效果。

参阅图5所示，本发明中，在所述的鞋底还设有一校正提醒系统，且该校正提醒系统用于校正穿戴者的行走姿态，校正提醒系统包括：融合模块9，用于按照一预设格式将振动检测模块的振动数据和温度检测模块的温度数据进行打包并输入至预先确定的融合模型中进行数据运算以输出一融合结果；判断模块10，用于根据所述融合结果确定穿戴者的行走或跑步姿势的标准等级；输出模块11，用于根据标准等级输出对应的提醒信号；提醒模块12，用于根据提醒信号进行提醒；所述温度检测模块和振动检测模块均与融合模块9连接，所述融合模块9、判断模块10、输出模块11和提醒模块12依次连接，提醒模块12通过HC-08蓝牙8与手机蓝牙无线连接，产生提醒信息给手机终端；融合模块9、判断模块10和输出模块11可以采用在信号处理器7内编程实现。

参阅图6所示，本发明中，所述预先确定的融合模型9按照一训练模块13进行训练，所述训练模块13包括：样本集130，用于集合一数据包，每个数据包至少包括按照固定格式排列的振动数据和温度数据、穿戴者的行走或跑步姿势的标准等级；分割模块131，用于将样本集内的数据包分割为第一设定比例的训练集和第二设定比例的验证集包括；卷积神经网络模块132，利用训练集训练卷积神经网络得到融合模型；以及，验证模块133，利用验证集验证训练好的融合模型的准确率，若准确率大于或等于设定准确率，则训练结束，若准确率小于设定准确率，则增加样本集内数据包的数量并重新训练。

由于样本集130中数据包内的数据均为经验数据，为了提高准确率，本发明还包括分类模块134，所述样本集130中的每个数据包分配至少一个标签，当验证模块133验证训练好的融合模型9的准确率大于设定准确率时，分类模块134按照穿戴者的行走或跑步姿势的标准等级将样本集内数据包的标签进行分类，并根据标准等级确定优先级别，即标准等级越高的数据包优先级别越高，而标准等级为不合格的数据包即可丢弃掉，这样便于对样本集130进行优化，以便于后期对融合模型9进一步优化时，使用更加准确的样本集130。

参阅图7所示，本发明中，所述融合模型9中的数据运算通过数据运算模块14执行，所述数据运算模块14至少包括：第一判断模块141，通过振动检测模块中的振动数据确定穿戴者行走状态和标准等级，并输出第一判断结果；以及，第二判断模块142，根据第一判断模块输出的标准等级结合温度检测模块的温度数据确定提醒方式，并输出第二判断结果。

下表1为一种融合模型内数据运算的过程表格，当然振动数据与第一判断结果之间的判定规则可以根据实际引用进行更改设定，相应的第二判断结果也会产生相应的变动。

在表1中，若特定时间内振动检测模块所检测的振动频率大于第一设定频率，则判断为不合格，此时可不用检测温度，直接输出连续振动警示；若特定时间内振动检测模块所检测的振动频率位于第一设定频率和第二设定频率之间，则提示为跑步状态，如高于第二设定频率20％则为3级跑步等级(1级为最标准)，此时如超过设定温度值，可用手机连续振动警示+超温警示，此时低于设定温度值，手机连续振动警示；若特定时间内振动检测模块所检测的振动频率小于第二设定频率，则为正常走路姿势，如此时超过设定温度值则超温警示(提醒用户可以停下来歇一会)，如低于设定温度值则不警示。

表1

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。