一种搭载智能显示屏运动设备的控制系统及其启动方法
阅读说明：本技术 一种搭载智能显示屏运动设备的控制系统及其启动方法 (Control system carrying intelligent display screen motion equipment and starting method thereof ) 是由 任杨杰 刘刚 吕足坚 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种搭载智能显示屏运动设备的控制系统及其启动方法,该运动设备为自发电形式,该启动方法用于智能显示屏开机启动的Uboot阶段,其包括：接收启动指令时,读取运动设备的配置和状态参数并进行初始化设置；检测运动设备的电信号以及运动设备的充电电池的电压值；当运动设备的电信号发生变化时,生成数据变更指令以确定用户输入；当充电电池的电压值大于第一阈值且小于第二阈值时,充电电池进入蓄电状态,根据接收到数据变更指令时调取变更数据发送至指定区域,以使智能显示屏上的动态显示数据能够根据用户输入同步更新并显示运动设备当前的状态参数,进而节约用户时间,提升用户体验感。(The invention discloses a control system carrying intelligent display screen motion equipment and a starting method thereof, wherein the motion equipment is in a self-generating mode, and the starting method is used for a Uboot stage of starting up the intelligent display screen and comprises the following steps: when a starting instruction is received, reading configuration and state parameters of the sports equipment and carrying out initialization setting; detecting an electric signal of the moving equipment and a voltage value of a rechargeable battery of the moving equipment; when the electric signal of the motion equipment changes, generating a data change instruction to determine user input; when the voltage value of the rechargeable battery is larger than the first threshold and smaller than the second threshold, the rechargeable battery enters an electric power storage state, and the change data is called and sent to the designated area when the data change instruction is received, so that the dynamic display data on the intelligent display screen can be synchronously updated and display the current state parameters of the sports equipment according to the input of a user, the time of the user is saved, and the experience of the user is improved.)
技术领域
本发明设计运动设备技术领域，具体涉及一种搭载智能显示屏的自发电运动设备的控制系统及其启动方法。
背景技术
随着人们生活品质的提升，运动设备上开始搭载智能显示屏，以使用户在运动过程中能够观察到健身数据变化的同时还能够通过智能显示屏上的APP进行观影或听音乐等娱乐活动，以提升运动过程中的趣味性、延长运动时间。
然而，现有具智能显示屏大多采用安卓系统，由于安卓系统在开机的过程中需要经过第一阶段UBOOT(Universal Boot Loader,遵循GPL条款的开放源码项目)、第二阶段Kernel(操作系统内核)、第三阶段Android安卓启动直至最终Launcher系统启动桌面方能完成开机，大约25-30S左右；因此，智能显示屏在接收到开机指令后需要一段时间系统才能进入到工作界面，在此过程中智能显示屏上无法动态跟随显示运动设备当前的状态参数，所以用户即使在此期间运动也无法实时观察健身数据，只能等待系统完全启动后使用，如此一来，则会浪费用户较多时间，影响用户体验；此外，由于搭载智能显示屏的运动设备存在耗电量大的问题，因此现有搭载智能显示屏的运动设备大多采用插电形式，运动设备的摆放位置会受到限制，导致用户无法根据需求将运动设备摆放在自己想要的位置，影响用户体验感。
综上，现有技术中的搭载智能显示屏的自发电运动设备的控制系统及启动方法仍有待进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种搭载智能显示屏运动设备的控制系统及其启动方法，以提升用户体验感。
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种搭载智能显示屏运动设备的启动方法，该运动设备为自发电形式，该启动方法用于智能显示屏开机启动的Uboot阶段，其包括：接收启动指令时，读取运动设备的配置和状态参数并进行初始化设置；检测运动设备的电信号以及运动设备的充电电池的电压值；当运动设备的电信号发生变化时，生成数据变更指令以确定用户输入；当充电电池的电压值大于第一阈值且小于第二阈值时，充电电池进入蓄电状态，根据接收到数据变更指令时调取变更数据发送至指定区域，以使智能显示屏上的动态显示数据能够根据用户输入同步更新并显示运动设备当前的状态参数。
进一步地，上述启动方法还包括：当运动设备的充电电池的电压值小于第一阈值时直接关机；当运动设备的充电电池的电压值大于第二阈值时离开Uboot阶段继续启动。
进一步地，运动设备的状态参数包括运动频率、功率、充电电池的电量、心率至少之一。
进一步地，接收到数据变更指令时，还增大智能显示屏的亮度值，并在经过且到达第一预设时间段时，检测运动设备的电源信号以根据当前运动设备的充电电池的电压值判断是否离开Uboot阶段。
进一步地，检测到运动设备的电源信号及其输入时长大于第三阈值时，直接关机；检测到运动设备的电源信号及其输入时长小于第三阈值时，若运动设备的充电电池的电压值大于第二阈值，则离开Uboot阶段继续启动；未检测到有效的电源输入信号时，减小智能显示屏的亮度值，并在经过且到达第二预设时间段时，再次读取运动设备当前的状态参数值并根据当前运动设备的充电电池的电压值判断是否离开Uboot阶段。
进一步地，在Uboot阶段读取配置并进行初始化设置的方法如下：定义初始化函数指针、接收函数指针、发送函数指针和适于通讯的串口和波特率表；根据运动设备的波特率从波特率表中选取适于串口进行通讯的波特率；当所需的波特率未在波特率表中时，将新的适于通讯的波特率加入波特率表中，并在清理缓存后重新编译测试；根据接收函数和发送函数与自发电运动设备进行数据信号传输。
进一步地，在Uboot阶段根据用户输入同步更新并显示运动设备当前的状态参数值的方法如下：生成8位压缩编码的bmp格式静态背景图和若干动态显示字体图；将静态背景图和各动态显示字体图解码转换为压缩编码为16位的bmp格式图像；依序存储压缩编码为16位的bmp格式的静态背景图和若干动态显示字体图至内存；读取静态背景图和各字体图在任一坐标下的像素点在内存中的位置；接收数据变更指令时，调用内存中下一坐标位置的字体图至静态背景图中指定的坐标位置，并覆盖指定坐标位置在上一时刻的图像，以实现动态显示数据跟随变化。
进一步地，动态显示字体图包括12张依序存放的字符图片。
一种搭载智能显示屏运动设备的控制系统，运动设备为自发电形式，控制系统包括：电压转换模块、充电电池、第一控制单元、按键输入模块和第二控制单元；电压转换模块用于为第一控制单元和第二控制单元供电，并在充电电池的电压值大于第一阈值且小于第二阈值时为充电电池充电使其进入蓄电状态；充电电池用于为第一控制单元和第二控制单元供电；第一控制单元用于获取运动设备的状态参数并发送至第二控制单元；按键输入模块用于在接收到外部输入指令发送电源信号；第二控制单元用于在检测到电压转换模块的电信号发生变化或在接收到电源信号时生成启动指令，读取运动设备的配置和状态参数并进行初始化设置；还用于在电压转换模块的电信号发送变化时生成数据变更指令以确定用户输入，并检测充电电池的电压值，当充电电池的电压值大于第一阈值且小于第二阈值时，根据接收到数据变更指令时调取变更数据发送至指定区域，以使智能显示屏上的动态显示数据能够根据用户输入同步更新并显示运动设备当前的状态参数。
进一步地，还包括驱动模块；驱动模块用于将外部输入的机械能转换为电能并与电压转换模块电连接。
由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：
1、通过将智能显示屏搭载在运动设备上的方式，提升用于运动过程中的趣味性，并且由于运动设备为自发电形式，因此用户可根据自身需求摆放运动设备的位置；通过在Uboot阶段设置在接收启动指令时读取运动设备的配置并进行初始化设置的方式，使得智能显示屏在Uboot阶段能够与运动设备进行信号数据传输，以为后续智能显示屏与运动设备的通讯做准备；通过在Uboot阶段设置对运动设备的电信号和充电电池的电压值进行检测的方式，使得运动设备的充电电池在电量不足时能够根据用户输入进行蓄电，并在此电量不足的阶段能够根据用户输入同步更新并显示运动设备当前的状态参数，以使用户在自发电运动设备电量不足且智能显示屏未能完全启动的状态下就能够即用即充，无需等待智能显示屏完全开机就可通过智能显示屏观测到运动数据；因此，该设置节省了用户等待智能显示屏开机的时间，有效提升了用户体验感。
2、通过设置智能显示屏在充电电池的电压值小于第一阈值时直接关机，大于第二阈值时离开Uboot阶段继续启动的方式，使得智能显示屏能够根据自发电运动设备的充电电池的电量选择不同的工作模式，以实现开机过程中人机交互的无缝衔接；因此，该设置节约了用户时间，有利于进一步提升用户体验感。
3、通过将运动设备的状态参数设置成运动频率、功率、充电电池的电量、心率至少之一，使得用户在Uboot阶段运动时能够通过智能显示屏观察到运动设备和自身运动的情况；因此，该设置有利于提升人机交互时的趣味性。
4、通过设置智能显示屏在接收到数据变更指令时增大智能显示屏的亮度值，并在经过并到达第一预设时间段时检测运动设备的电源信号的方式，使得智能显示屏能够在运动设备有用户输入时同步调量屏幕的亮度，以便于用户能够更清楚地观察到屏幕上同步更新的状态参数，经过第一预设时间段后才对电源信号进行检测的方式，避免了由于屏幕点亮的时间过短而用户无法很好地观察到运动数据屏幕就变暗的情况；此外，通过设置在第一预设时间段到达时检测运动设备是否有电源信号输入并根据充电电池的电压值判断是否离开Uboot阶段的方式，实现了人机交互的无缝衔接。
5、通过设置智能显示屏在经过第一预设时间段后未检测到有效的电源信号时，减小智能显示屏的亮度值，并在经过第二预设时间段再次读取运动设备当前状态值以及充电电池的电压值以判断是否离开Uboot阶段的方式，使得智能显示屏能够在运动设备在充电电池电量不足时，自动进入省电模式，避免因屏幕过度耗电而无法尽快完全开机的情况；因此，该设置有利于进一步提升用户体验感。
6、通过提供在Uboot阶段读取配置并进行初始化设置的方法，使得智能显示屏能够在Uboot阶段与运动设备进行信号数据传输；该设置克服了在Uboot阶段因无通用的库函数而无法操作串口的技术壁垒，使得智能显示屏能够在Uboot阶段通过串口输出日志、输入命令。
7、通过提供在Uboot阶段根据用户输入同步更新并显示所述运动设备当前的状态参数值的方法，使得智能显示屏能够在Uboot阶段根据运动设备的用户输入同步更新并以正常大小显示状态参数；该设置克服了现有技术中的智能显示屏在Uboot阶段只能显示充电动画且受图像的格式限制导致充电动画的图像在UBOOT阶段显示时画面很小不方便观看的问题。
8、通过将动态显示字体图设置成包括12张依序存放的字符图片的方式，以为后续接收数据变更指令时，调用内存中下一坐标位置的字体图至所述静态背景图中指定的坐标位置，并覆盖指定坐标位置在上一时刻的图像做准备。
9、通过提供自发电运动设备的控制系统的具体结构，以使搭载于自发运动设备上的智能显示屏能够在Uboot阶段根据用户输入同步更新显示用户运动时的状态参数。
10、通过设置驱动模块的方式，使得运动设备能够根据用户输入将机械能转换为电能以实现自发电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述的一种搭载智能显示屏运动设备的控制系统的模块连接图
图2为本发明实施例所述的一种搭载智能显示屏运动设备的启动方法的流程示意图。
主要附图标记说明：
电压转换模块1；充电电池2；第一控制单元3；按键输入模块4；第二控制单元5；驱动模块6。
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，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作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。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。
参见图1和图2，本发明公开了一种搭载智能显示屏运动设备的控制系统及其启动方法。该运动设备为自发电形式，该启动方法用于智能显示屏的Uboot阶段；在本发明的实施例中，运动设备为划船机，智能显示屏指的是具有音乐播放、影视播放等APP功能的显示屏，其控制面板具有显示和按键控制的功能；在其他实施例中，运动设备还可为动感单车、跑步机等。
如图1所示，搭载智能显示屏运动设备的控制系统包括电压转换模块1、充电电池2、第一控制单元3、按键输入模块4、第二控制单元5和驱动模块6。
其中，驱动模块6与电压转换模块1电连接，电压转换模块1与第一控制单元3、第二控制单元5和充电电池2电连接，第一控制单元3与第二控制单元5和充电电池2电连接，第二控制单元5与按键输入模块4电连接。
驱动模块6用于将外部输入的机械能转换为电能，在本发明的实施例中，驱动模块6为电机；其中，外部输入的机械能指的是用户划动划船机的船桨时所产生的机械能。
电压转换模块1用于接收驱动模块6的电能并将该电能转换为适于为第一控制单元3和第二控制单元5供电的电能，还用于在充电电池2的电压大于第一阈值且小于第二阈值时为充电电池2充电，以使充电电池2进入蓄电状态；在发明的实施例中，第一阈值为9.5V，第二阈值为12V，当充电电池2的电压值大于9.5v且小于12v时为电量不足状态，当充电电池的电压值小于9.5v时为严重缺电状态，当充电电池的电压值大于12v时为电量充足状态。
充电电池2用于接收电压转换模块1的电能并为第一控制单元3和第二控制单元5供电。
第一控制单元3用于获取运动设备的状态参数并发送；
按键输入模块4用于实现智能显示屏的按键控制功能，其在接收到外部输入指令时发送电源信号；其中，此处的外部输入指令指用户按下电源键时产生的指令。
第二控制单元5用于在检测到电压转换模块1的电信号和电源信号时生成启动指令，读取运动设备的配置和状态参数并进行初始化设置；其在本发明的实施例中用户拉动划船机的船桨时电压转换模块1的电信号会发生变化，启动指令在用户拉动划船机的船桨或按下电源键时生成；在本发明的实施例中，电信号包括电压信号和电流信号；第二控制单元5还用于在电压转换模块1的电信号发生变化时生成数据变更指令以确定用户输入，并检测充电电池2的电压值，当充电电池的电压值大于第一阈值且小于第二阈值时，根据接收到的数据变更指令调取变更数据发送至指定区域，以使智能显示屏上的动态显示数据能够根据用户输入同步更新并显示运动设备当前的状态参数值。
如图2所示，搭载智能显示屏运动设备的启动方法包括：接收启动指令时，读取运动设备的配置和状态参数并进行初始化设置；该设置使得智能显示屏在Uboot阶段能够与运动设备进行信号数据传输，以为后续智能显示屏与运动设备的通讯做准备。
检测运动设备的电信号以及运动设备的充电电池2的电压值，并在运动设备的电信号发生变化时，生成数据变更指令以确定用户输入；该设置使得运动设备的充电电池2在电量不足时能够根据用户输入进行蓄电状态。
当充电电池2的电压值大于第一阈值且小于第二阈值时，充电电池2进入蓄电状态，并在接收到数据变更指令时调取变更数据发送至指定区域，以使智能显示屏上的动态数据能够根据用户输入同步更新并显示运动设备当前的状态参数；该设置使得用户在充电电池2电量不足且智能显示屏未能完全启动的状态下就能够即用即充，无需等待显示屏完全开机就可通过智能显示屏观察到运动数据；因此，该设置节省了用户等待智能显示屏开机的时间，有效提升了用户体验感。
当运动设备的充电电池2的电压值小于第一阈值时直接关机；当运动设备的充电电池2的电压值大于第二阈值时离开Uboot阶段继续启动；该设置使得智能显示屏能够根据自发电运动设备的充电电池2的电压值选择不同的工作模式，以实现开机启动过程中人机交互的无缝衔接；因此，该设置节约了用户时间，有利于进一步提升用户体验感。
其中，运动设备的状态参数包括运动频率、功率、充电电池2的电量、心率至少之一；在本发明的实施例中，运动设备的状态参数包括运动频率即用户拉动船桨的频率、时间和电量；该设置使得用户在Uboot阶段运动时能够通过智能显示屏观看到运动设备的充电情况以及自身的运动情况；因此，该设置有利于提升人机交互时的趣味性。
为了使用户能够更清楚地观看屏幕上同步更新的状态参数，接收到数据变更指令时，还增大智能显示屏的亮度值点亮屏幕并更新充电动画，在经过第一预设时间段时，检测运动设备的电源信号以根据当前运动设备的充电电池2的电压值判断是否离开Uboot阶段；该设置避免了由于屏幕点亮的时间过短而用户无法很好地观察到运动数据屏幕就变暗的情况；此外，通过设置在第一预设时间段到达时检测运动设备是否有电源信号输入并根据充电电池2的电压值判断是否离开Uboot阶段的方式，实现了人机交互的无缝衔接，有利于提升节约用户时间，提升用户体验感。
检测到运动设备的电源信号及其输入时长大于第三阈值时，直接关机；检测到运动设备的电源信号及其输入时长小于第三阈值时，若运动设备的充电电池2的电压值大于第二阈值，则离开Uboot阶段继续启动。
未检测有效的电源信号时，若当前运动设备的充电电池2的电压值大于第一阈值且小于第二阈值时，减小智能显示屏的亮度值，并在经过且到达第二预设时间段时，再次读取运动设备当前的状态参数并根据当前运动设备的充电电池2的电压值判断是否离开Uboot阶段；在本发明的实施例中，有效的电源信号指的是有电源信号且输入时长大于第三阈值或有电源信号且输入时长小于第三阈值但充电电池2的电压值大于第二阈值电量充足的情况，若未检测到电源信号或虽有检测到运动设备的电源信号但输入时长小于第三阈值且充电电池2的电压值小于第二阈值时为无效的电源信号；该设置使得智能显示屏能够在运动设备在充电电池2的电量不足时，自动进入省电模式，以避免因屏幕过度耗电而无法尽快完全开机的情况；因此，该设置有利于进一步提升用户体验感。
其中，在Uboot阶段读取配置并进行初始化设置的方法如下：
定义初始化函数指针、接收函数指针、发送函数指针和适于通讯的串口和波特率表；根据所述运动设备的波特率从所述波特率表中选取适于所述串口进行通讯的波特率；当所需的波特率未在所述波特率表中时，将新的适于通讯的波特率加入所述波特率表中，并在清理缓存后重新编译测试；根据接收函数和发送函数与所述自发电运动设备进行数据信号传输。该设置使得智能显示屏能够在Uboot阶段与运动设备进行信号数据传输，克服了在Uboot阶段因无通用的库函数而无法操作串口的技术壁垒，并且该设置还能使智能显示屏在Uboot阶段通过串口输出日志、输入命令。
其中，在Uboot阶段根据用户输入同步更新并显示运动设备当前的状态参数值的方法如下：
生成8位压缩编码的bmp格式静态背景图和若干动态显示字体图；其中，在本发明的实施例中，生成8为压缩编码bmp格式静态背景图和动态显示字体图的方法包括：先制作8位(256色)的bmp图像，再用GIMP软件打开并导出图片。
将所述静态背景图和各所述动态显示字体图解码转换为压缩编码为16位的bmp格式图像。
依序存储压缩编码为16位的bmp格式的静态背景图和若干动态显示字体图至内存。
读取所述静态背景图和各所述字体图在任一坐标下的像素点在内存中的位置；在接收到数据变更指令时，调用内存中下一坐标位置的字体图至所述静态背景图中的指定区域，并覆盖指定区域上的图像，以实现所述动态显示数据的跟随变化；该设置使得运动设备的状态参数能够在Uboot阶段在智能显示屏上正常显示，克服了常见工具输出的图像在Uboot下不能直接使用的问题。此外，还可通过改变指定坐标像素点的颜色的方式，对动态显示的字体的颜色进行调整；在本发明的实施例中，由于静态背景图和动态显示字体图均可表示为一个一个像素点，且在存储图片时各图片的像素是从左到右逐像素、从上到下逐行连续存放在一起的，因此可以知道每个像素所占据的字节以及任一坐标下的像素点在内存中的位置，并可对任一像素点的颜色进行改变，以提高动态显示数据的美观性；此外，在依序存放各动态显示字体图时还可对每张图片的高度和宽度进行设定，以便于后续根据数据变更指定调用所需要的图片。
在发明的实施例中，可将智能显示屏上静态内容例如：电量、运动频率、功率、充电心率等字样直接做进静态背景图中，如此一来，则只需要将需要动态更新的动态更新显示的字体制作进字体库中依序存放，即可根据数据变更指令随时调取变更数据；例如，划船机，将文字做进背景图后需要运行时更新内容为数字和时间，这些内容完全可以由“0”，“1”,“2”，“3”，“4”，“5”，“6”，“7”，“8”，“9”，“.”组合而成，因此在制作字体库时只需将这12张字符图片存入字体库中，即可在接收到所述数据变更指令时从字体库中调取对应的图片作为变更数据发送至指定区域并覆盖当前的状态参数。例如，若要在智能显示屏上显示数字19，则根据字符图片的坐标从字体库中找到带有“1”字符的图片，并将区域图片拷贝纸目标区域，然后找到“9”对应的区域并拷贝到目标区域。
综上，本发明所公开的一种搭载智能显示屏运动设备的控制系统及其启动方法有效节省了用户时间，提升了用户体验感。
上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
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