技术领域

本发明涉及电子技术领域， 尤其涉及一种计步系统、 自供电信号发生装置、 终端 及计步方法。 背景技术

计步器是一种锻炼身体时的常用辅助工具， 现有的计步器采用的计步方法有多种。 例如， 利用移动终端中安装的应用程序实现计步功能 的计步器， 用户在运动时， 打开 计步应用程序， 移动终端会感应到振动， 从而采用应用程序进行计步； 又如， 在计步 器中安装振动传感器， 通过振动传感器感应振动从而产生振动信号传 输给相应的电子 线路进行计步的计步器， 一般需将计步器绑在手臂上或者挂在腰带上。

但是， 前者主要存在以下问题： （1 ) 移动终端 （例如， 智能手机、 平板电脑等） 需要具有振动感应功能 （例如， 具有振动感应传感器、 重力传感器等） ； （2) 单纯依 靠应用程序计步， 计步结果的可靠性差； （3 ) 当移动终端长时间不操作时， 进入待机 状态可能导致应用程序失效， 无法完成计步。

后者主要存在以下问题： （1 ) 当用户在运动时， 由于振动幅度偏小， 振动传感器 有可能没有感知到振动信号， 从而漏掉计步； （2) 当直接将计步器拿在手上晃动时， 计步器也会进行计步， 因此计步准确性差。 发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述 的技术问题之一。

为此， 本发明的第一个目的在于提出一种计步系统， 该系统通过摩擦发电机直接 将用户踩压鞋体的机械能转化为电能， 准确反映用户的运动情况， 提高了准确性； 通 过终端完成用户的运动数据的计算和显示， 使用户准确地了解了自己的运动数据及身 体状况， 提升了用户体验。

本发明的第二个目的在于提出一种自供电信号 发生装置。

本发明的第三个目的在于提出一种终端。

本发明的第四个目的在于提出一种计步方法。

本发明的第五个目的在于提出一种存储介质。

为了实现上述目的， 本发明第一方面实施例的计步系统， 包括： 自供电信号发生 装置， 所述自供电信号发生装置设置在鞋体上， 所述自供电信号发生装置包括： 摩擦 发电机， 所述摩擦发电机用于将用户踩压所述鞋体的机 械能转化为电能； 储能模块， 所述储能模块用于存储所述摩擦发电机产生的 所述电能， 当存储的所述电能超过预设 阈值时， 将所述电能输出给无线发射模块； 以及所述无线发射模块， 利用所述储能模 块存储的所述电能发射计步信号； 和终端， 所述终端包括： 无线接收模块， 所述无线 接收模块用于接收所述计步信号； 处理模块， 所述处理模块用于根据所述计步信号和 预存储的所述自供电信号发生装置的标定参数 获取用户的运动数据； 以及显示模块， 所述显示模块用于显示所述运动数据。

为了实现上述目的， 本发明第二方面实施例的自供电信号发生装置 ， 包括： 摩擦 发电机， 所述发电机用于将用户踩压所述鞋体的机械能 转化为电能； 储能模块， 所述 储能模块用于存储所述摩擦发电机产生的所述 电能， 当存储的所述电能超过预设阈值 时， 将所述电能输出给无线发射模块； 以及所述无线发射模块， 利用所述储能模块存 储的所述电能发射计步信号， 以使终端根据所述计步信号获取所述运动数据 。

为了实现上述目的， 本发明第三方面实施例的终端， 包括： 无线接收模块， 所述 无线接收模块用于接收计步信号， 所述计步信号由自供电信号发生装置的无线发 射模 块发送； 处理模块， 所述处理模块用于根据所述计步信号和预存储 的所述自供电信号 发生装置的标定参数获取所述用户的运动数据 ； 以及显示模块， 所述显示模块用于显 示所述用户的运动数据。

为了实现上述目的， 本发明第四方面实施例的计步方法， 包括： 通过设置在鞋体 上的摩擦发电机将用户踩压所述鞋体的机械能 转化为电能， 并进行存储； 以及当存储 的所述电能超过预设阈值时， 向终端发送计步信号， 以使所述终端根据所述计步信号 获取用户的运动数据。

为了实现上述目的， 本发明第五方面实施例的存储介质用于存储应 用程序， 所述 应用程序用于执行本发明第四方面实施例所述 的计步方法。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部 分给出， 部分将从下面的描述中变 得明显， 或通过本发明的实践了解到。 附图说明

本发明上述的和 /或附加的方面和优点从下面结合附图对实施� �的描述中将变得明 显和容易理解， 其中：

图 1是根据本发明一个实施例的计步系统的示意� �；

图 2a是本发明实施例的摩擦发电机的一种结构的� ��体结构示意图；

图 2b是本发明实施例的摩擦发电机的一种结构的� ��面结构示意图； 图 2c是本发明实施例的摩擦发电机的另一种结构� ��立体结构示意图； 图 2d是本发明实施例的摩擦发电机的另一种结构� ��剖面结构示意图；

图 2e是本发明实施例的摩擦发电机的又一种结构� ��立体结构示意图；

图 2f是本发明实施例的摩擦发电机的又一种结构� ��剖面结构示意图；

图 2g是本发明实施例的摩擦发电机的再一种结构� ��立体结构示意图；

图 2h是本发明实施例的摩擦发电机的再一种结构� ��剖面结构示意图；

图 3是根据本发明一个实施例的自供电信号发生� �置的结构示意图；

图 4是根据本发明一个实施例的终端的结构示意� �；

图 5是根据本发明一个实施例的计步方法的流程� �。 具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例， 所述实施例的示例在附图中示出， 其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具 有相同或类似功能的元件。 下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的， 仅用于解释本发明， 而不能解释为对本发明的限制。

在本发明的描述中， 需要理解的是， 术语 "第一" 、 "第二"等仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对重要性。 在本发明的描述中， 需要说明的是， 除非另有 明确的规定和限定， 术语 "相连" 、 "连接 "应做广义理解， 例如， 可以是机械连接， 也可以是电连接； 可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连。 对于本领域的普 通技术人员而言， 可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体 含义。 此外， 在本发 明的描述中， 除非另有说明， "多个" 的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或 方法描述可以被理解为， 表示包括 一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的 步骤的可执行指令的代码的模块、 片段 或部分， 并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的 实现， 其中可以不按所示出或 讨论的顺序， 包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按 相反的顺序， 来执行功能， 这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人 员所理解参照下面的描述和附图， 将清 楚本发明的实施例的这些和其他方面。 在这些描述和附图中， 具体公开了本发明的实 施例中的一些特定实施方式， 来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式 ， 但是应 当理解， 本发明的实施例的范围不受此限制。 相反， 本发明的实施例包括落入所附加 权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、 修改和等同物。

为了解决在用户运动时， 计步器的计步信息准确性不高、 可靠性差的问题， 本发 明提出了一种计步系统、 自供电信号发生装置、 终端及计步方法。 下面参考附图描述 本发明实施例的计步系统、 自供电信号发生装置、 终端及计步方法。 图 1是根据本发明一个实施例的计步系统的示意� �。

如图 1所示， 计步系统包括： 自供电信号发生装置 100和终端 200， 其中， 自供电 信号发生装置 100包括摩擦发电机 110、 储能模块 120和无线发射模块 130， 终端 200 包括无线接收模块 210、 处理模块 220和显示模块 230。

具体地， 自供电信号发生装置 100设置在鞋体上， 其中， 鞋体包括鞋底和鞋帮， 自供电信号发生装置 100可设置在鞋底内； 也可设置在鞋帮内， 例如： 嵌入在鞋底中。

摩擦发电机 110用于将用户踩压鞋体的机械能转化为电能。 在本发明的实施例中， 摩擦发电机 110可以为一个， 也可以为多个。 其中， 当自供电信号发生装置 100包括 多个摩擦发电机 110时，多个摩擦发电机 110以层叠设置和 /或平铺方式设置在鞋体上， 并且多个摩擦发电机 110之间通过串联和 /或并联方式连接。

储能模块 120用于存储摩擦发电机产生的电能， 当存储的电能超过预设阈值时， 将电能输出给无线发射模块 130。 其中， 预设阈值为储能模块 120的特性参数， 本领域 技术人员可以根据需要进行设定， 本发明的实施例对此不进行限定。 更具体地， 用户 每踩压一次鞋体， 摩擦发电机 110均会产生一定量的电能， 但是一次踩压产生的电能 不足以触发无线发射模块 130发射计步信号， 因此， 需要储能模块 120对踩压产生的 电能进行存储。

无线发射模块 130利用储能模块 120存储的电能发射计步信号。 更具体地， 当储 能模块 120存储的电能超过预设阈值时， 主动触发无线发射模块 130发射计步信号， 其中， 无线发射模块 130可包括发射天线， 从而通过天线发射计步信号。

在本发明的实施例中， 自供电信号发生装置 100可以是可拆卸设备， 能够从鞋体 上拆卸下来； 也可以是不可拆卸设备， 直接和鞋体设置成一体。

无线接收模块 210用于接收无线发射模块 130发射的计步信号。 处理模块 220用 于根据计步信号和预存储的自供电信号发生装 置 100的标定参数获取用户的运动数据。 显示模块 230用于接收通过处理模块 220处理的运动数据， 并将运动数据显示给用户。

本发明实施例的计步系统， 通过摩擦发电机将用户踩压鞋体的机械能转化 为电能， 并通过储能模块进行存储， 当储能模块存储的电能超过预设阈值时， 触发无线发射模 块发射计步信号， 并将计步信号发送至计步系统的终端。 终端通过计步信号完成用户 的运动数据的计算和显示。 一方面通过摩擦发电机直接将用户踩压鞋体的 机械能转化 为电能， 由此传输的计步信号能准确地反映用户的运动 情况， 提高了获取运动数据的 准确性； 另一方面通过终端完成用户的运动数据的计算 和显示， 使用户准确地了解了 自己运动时产生的数据以及身体状况， 提升了用户体验； 另外， 终端可以设置成任何 便于携带的形式， 例如， 设置在手表、 眼镜等任何可携带的设备中， 携带方便， 体积 小， 进一步提升了用户体验。

在本发明的一个实施例中， 储能模块 120包括： 储能组件， 储能组件用于存储摩 擦发电机产生的电能； 开关组件， 开关组件用于当储能组件存储的电能超过预设 阈值 时， 将电能输出给无线发射模块 130。 其中， 储能组件可为具有储能功能的电子元件， 例如： 锂电池、 镍氢电池、 超级电容器等， 当该电子元件所存储的电能， 如电流值和 电压值中的至少一种达到一定阈值时， 触发开关组件， 开关组件具有触发阈值， 如预 设电流值和预设电压值中的至少一种等。

在本发明的一个实施例中， 无线发射模块 130和无线接收模块 210通过以下通信 方式中的一种或多种分别发射和接收计步信号 ： 无线射频识别 RFID ( Radio Frequency IDentification) 、 近距离无线通讯技术 NFC ( Near Field Communication) 、 蓝牙和射频 RF ( Radio Frequency ) 。 应当理解的是， 无线发射模块 130和无线接收模块 210采用 的通信方式必须兼容， 优选地， 采用相同的通信方式进行通信。 另外应当理解的是， 所述的通信方式仅代表目前的通信技术， 任何可实现本发明实施例功能的通信方式都 适用于本发明实施例。

在本发明的另一个实施例中， 在使用计步系统之前， 还需要进行参数标定。 具体 地， 显示模块 230还用于提供标定界面， 并接收用户输入的标定指令， 其中， 标定指 令包括标定总步数， 处理模块 220还用于根据标定指令记录接收到的计步信号 的次数， 处理模块 220还用于根据接收到的计步信号的次数和标定 总步数获取自供电信号发生 装置的标定参数， 其中， 标定参数包括无线发射模块 130每发射一次计步信号对应的 用户的单位运动步数， 例如， 标定总步数除以计步信号的次数即可获取单位 运动步数。

举例来说， 用户长按显示模块 230 中的标定键开始标定， 然后用户开始运动， 在 运动标定步数后， 结束运动， 同时长按标定键结束标定。 根据标定总步数及接收到的 计步信号的次数， 可获取每发射一次计步信号平均的单位运动步 数， 即完成标定参数 的设置。 另外， 如果在第一次使用或者长时间不使用的情况下 ， 无线发射模块 130第 一次发射计步信号时所需的踩压次数比正常情 况多， 此时需要预先踩压以使无线发射 模块 130发射多次计步信号后再进行标定， 即将第一个计步信号的干扰因素排除之后 再进行标定， 由此增加数据的准确性。

在本发明的实施例中， 运动数据包括运动步数、 运动距离和消耗卡路里中的一种 或多种。 下面具体介绍运动数据的获取情况。

在本发明的一个实施例中， 显示模块 230还用于提供计步操作界面， 无线接收模 块 210接收用户输入的开始计步指令和结束计步指 令， 处理模块 220还用于获取在开 始计步指令和结束计步指令的操作时间内接收 到的计步信号的次数， 并根据计步信号 的次数和标定参数获取运动步数。 具体地， 运动步数可通过公式： 运动步数=计步信号 的次数 *标定参数 （即每发射一次计步信号平均的踩压步数） ， 进行计算。

在运动步数计算之后， 还可获取用户的运动距离、 运动速度和消耗卡路里。 具体 地， 处理模块 220还用于执行以下步骤中的至少一个： 根据预存储的用户的步长和运 动步数获取运动距离； 根据运动距离和对应的运动时间获取运动速度 ； 或根据运动速 度和用户的特性信息获取消耗卡路里。

为了使得更准确地获取用户的运动速度， 用户可预先输入的性别、 身高、 体重等 信息， 由此， 可估算出用户的步长， 并将用户的步长预先存储至终端 200。 更具体地， 获取在开始计步指令和结束计步指令的操作时 间内的运动距离， 可根据公式： 运动距 离=步长 *运动步数。 再根据公式： 运动速度=运动距离 /运动时间， 可获取用户的运动 速度。 最后根据用户的特性信息， 即预先输入的性别、 身高、 体重等信息， 可计算出 用户运动消耗的卡路里。

本发明实施例的计步系统， 通过计步之前的标定参数， 进一步提高了获得的用户 运动数据的准确性和可靠性； 还根据用户的特性信息， 通过对运动数据的计算， 最终 获取用户消耗的卡路里， 使用户更加了解自己运动的情况， 满足用户需求， 提高用户 体验。

需要说明的是， 本发明计步系统实施例所述的摩擦发电机可包 括多种结构。 下面 简单介绍几种常见的结构。

图 2a是本发明实施例的摩擦发电机的一种结构的� ��体结构示意图， 图 2b是本发 明实施例的摩擦发电机的一种结构的剖面结构 示意图。

如图 2a和图 2b所示， 该摩擦发电机包括： 依次层叠设置的第一电极层 11， 第一 高分子聚合物绝缘层 12， 以及第二电极层 13。 具体地， 第一电极层 11设置在第一高 分子聚合物绝缘层 12的第一侧表面上； 第一高分子聚合物绝缘层 12的第二侧表面朝 向第二电极层 13设置， 第一高分子聚合物绝缘层 12和第二电极层 13之间形成摩擦界 面， 第一电极层 11和第二电极层 13构成摩擦发电机的信号输出端。

为了提高摩擦发电机的发电能力，在第一高分 子聚合物绝缘层 12与第二电极层 13 相对的两个面中的至少一个面上进一步设有微 纳结构 14， 即在第一高分子聚合物绝缘 层 12和第二电极层 13之间形成的摩擦界面的两个面中的至少一个� ��上设有微纳结构 14。 因此， 当摩擦发电机受到挤压时， 第一高分子聚合物绝缘层 12 与第二电极层 13 的相对表面能够更好地接触摩擦， 并在第一电极层 11和第二电极层 13处感应出较多 的电荷。

上述的微纳结构 14具体可以采取如下两种可能的实现方式： 第一种方式为， 该微 纳结构 14是微米级或纳米级的非常小的凹凸结构。 第二种方式为， 该微纳结构 14是 纳米级孔状结构。

下面具体介绍一下图 2a和图 2b所示的摩擦发电机的工作原理。 当该摩擦发电机 的各层向下弯曲时， 摩擦发电机中的第二电极层 13与第一高分子聚合物绝缘层 12表 面相互摩擦产生静电荷， 从而导致第一电极层 11和第二电极层 13之间出现电势差。 由于第一电极层 11和第二电极层 13之间电势差的存在， 自由电子将通过外电路由电 势低的一侧流向电势高的一侧， 从而在外电路中形成电流。 当该摩擦发电机的各层恢 复到原来状态时， 这时形成在第一电极层 1 1和第二电极层 13之间的内电势消失， 此 时已平衡的第一电极层 1 1和第二电极层 13之间将再次产生反向的电势差。 通过反复 摩擦和恢复， 就可以在外电路中形成周期性的交流电信号。

对于该种结构的摩擦发电机， 第一高分子聚合物绝缘层 12为选自聚酰亚胺薄膜、 苯胺甲醛树脂薄膜、 聚甲醛薄膜、 乙基纤维素薄膜、 聚酰胺薄膜、 三聚氰胺甲醛薄膜、 聚乙二醇丁二酸酯薄膜、 纤维素薄膜、 纤维素乙酸酯薄膜、 聚己二酸乙二醇酯薄膜、 聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、 纤维素海绵薄膜、 再生海绵薄膜、 聚氨酯弹性体薄膜、 苯乙烯丙烯共聚物薄膜、 苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、 人造纤维薄膜、 聚甲基薄膜， 甲 基丙烯酸酯薄膜、 聚乙烯醇薄膜、 聚乙烯醇薄膜、 聚酯薄膜、 聚异丁烯薄膜、 聚氨酯 柔性海绵薄膜、 聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、 聚乙烯醇缩丁醛薄膜、 甲醛苯酚薄膜、 氯丁橡胶薄膜、 丁二烯丙烯共聚物薄膜、 天然橡胶薄膜、 聚丙烯腈薄膜、 丙烯腈氯乙 烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的任意一 种。

第一电极层 11所用材料是铟锡氧化物、石墨烯、 银纳米线膜、 金属或合金； 其中， 金属是金、 银、 铂、 钯、 铝、 镍、 铜、 钛、 铬、 锡、 铁、 锰、 钼、 钨或钒； 合金是铝 合金、 钛合金、 镁合金、 铍合金、 铜合金、 锌合金、 锰合金、 镍合金、 铅合金、 锡合 金、 镉合金、 铋合金、 铟合金、 镓合金、 钨合金、 钼合金、 铌合金或钽合金。

第二电极层 13所用材料是金属或合金； 其中， 金属是金、 银、 铂、 钯、 铝、 镍、 铜、 钛、 铬、 锡、 铁、 锰、 钼、 钨或钒； 合金是铝合金、 钛合金、 镁合金、 铍合金、 铜合金、 锌合金、 锰合金、 镍合金、 铅合金、 锡合金、 镉合金、 铋合金、 铟合金、 镓 合金、 钨合金、 钼合金、 铌合金或钽合金。

图 2c是本发明实施例的摩擦发电机的另一种结构� ��立体结构示意图， 图 2d是本 发明实施例的摩擦发电机的另一种结构的剖面 结构示意图。

如图 2c和图 2d所示， 该摩擦发电机包括： 依次层叠设置的第一电极层 11， 第一 高分子聚合物绝缘层 12， 第二高分子聚合物绝缘层 15 以及第二电极层 13。 具体地， 第一电极层 1 1设置在第一高分子聚合物绝缘层 12的第一侧表面上； 第二电极层 13设 置在第二高分子聚合物绝缘层 15的第一侧表面上； 第一高分子聚合物绝缘层 12的第 二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层 15的第二侧表面相对设置， 第一高分子聚合物绝 缘层 12和第二高分子聚合物绝缘层 15之间形成摩擦界面， 第一电极层 11和第二电极 层 13构成摩擦发电机的信号输出端。

为了提高摩擦发电机的发电能力， 第一高分子聚合物绝缘层 12和第二高分子聚合 物绝缘层 15相对设置的两个面中的至少一个面上设有微� ��结构 14。 该微纳结构 14可 参照上述实施例所述的摩擦发电机中的对应描 述， 此处不再赘述。

图 2c和图 2d所示的摩擦发电机的工作原理与图 2a和图 2b所示的摩擦发电机的 工作原理类似。 区别仅在于， 当图 2c和图 2d所示的摩擦发电机的各层弯曲时， 是由 第一高分子聚合物绝缘层 12与第二高分子聚合物绝缘层 15的表面相互摩擦来产生静 电荷的。 因此， 关于图 2c和图 2d所示的摩擦发电机的工作原理此处不再赘述� ��

对于该摩擦发电机， 第一高分子聚合物绝缘层 12和第二高分子聚合物绝缘层 15 所用材料可参照上述实施例所述的第一高分子 聚合物绝缘层 12， 此处不再赘述。

第一高分子聚合物绝缘层 12和第二高分子聚合物绝缘层 15的材质可以相同， 也 可以不同。 如果两层高分子聚合物绝缘层的材质都相同， 会导致摩擦起电的电荷量很 小。 优选地， 第一高分子聚合物绝缘层 12与第二高分子聚合物绝缘层 15的材质不同。

第一电极层 11和第二电极层 13所用材料可参照上述实施例所述的第一电极� �� 11， 此处不再赘述。

图 2e是本发明实施例的摩擦发电机的又一种结构� ��立体结构示意图，图 2f是本发 明实施例的摩擦发电机的又一种结构的剖面结 构示意图。

如图 2e和图 2f所示， 该摩擦发电机包括： 依次层叠设置的第一电极层 11、 第一 高分子聚合物绝缘层 12、 居间薄膜层 16、 第二高分子聚合物绝缘层 15 以及第二电极 层 13。 具体地， 第一电极层 11设置在第一高分子聚合物绝缘层 12的第一侧表面上； 第二电极层 13设置在第二高分子聚合物绝缘层 15的第一侧表面上； 居间薄膜层 16为 聚合物薄膜层， 设置在第一高分子聚合物绝缘层 12的第二侧表面与第二高分子聚合物 绝缘层 15的第二侧表面之间； 第一高分子聚合物绝缘层 12和居间薄膜层 16之间形成 摩擦界面， 和 /或， 第二高分子聚合物绝缘层 15和居间薄膜层 16之间形成摩擦界面； 第一电极层 1 1和第二电极层 13构成摩擦发电机的信号输出端。 其中， 居间薄膜层 16 和第一高分子聚合物绝缘层 12相对设置的两个面中的至少一个面上设有微� ��结构 14， 和 /或居间薄膜层 16和第二高分子聚合物绝缘层 15相对设置的两个面中的至少一个面 上设有微纳结构 14， 关于微纳结构 14的具体设置方式可参照上述实施例所述， 此处不 再赘述。 在图 2e和图 2f所示的实现方式中， 居间薄膜层 16是一层聚合物薄膜， 因此实质 上与图 2c和图 2d所示的实现方式类似， 仍然是通过聚合物 （居间薄膜层 16 ) 和聚合 物 （第一高分子聚合物绝缘层 12 )和 /或聚合物 （居间薄膜层 16 )和聚合物 （第二高分 子聚合物绝缘层 15 ) 之间的摩擦来发电的。 因此， 关于图 2e和图 2f所示的摩擦发电 机的工作原理此处不再赘述。

对于该摩擦发电机， 其中， 第一高分子聚合物绝缘层 12、 第二高分子聚合物绝缘 层 15和居间薄膜层 16所用材料可参照上述实施例所述的第一高分� ��聚合物绝缘层 12， 此处不再赘述。

第一高分子聚合物绝缘层 12、 第二高分子聚合物绝缘层 15和居间薄膜层 16的材 质可以相同， 也可以不同。 如果三层高分子聚合物绝缘层的材质都相同， 会导致摩擦 起电的电荷量很小。 优选地， 第一高分子聚合物绝缘层 12与居间薄膜层 16的材质不 同。 第一高分子聚合物绝缘层 12与第二高分子聚合物绝缘层 15优选相同， 能减少材 料种类， 使本发明的制作更加方便。

第一电极层 1 1和第二电极层 13所用材料可参照上述实施例所述的第一电极� �� 1 1， 此处不再赘述。

图 2g是本发明实施例的摩擦发电机的再一种结构� ��立体结构示意图， 图 2h是本 发明实施例的摩擦发电机的再一种结构的剖面 结构示意图。

如图 2g和图 2h所示， 该摩擦发电机包括： 依次层叠设置的第一电极层 1 1， 第一 高分子聚合物绝缘层 12， 居间电极层 17， 第二高分子聚合物绝缘层 15和第二电极层 13； 其中， 第一电极层 1 1设置在第一高分子聚合物绝缘层 12的第一侧表面上； 第二 电极层 13设置在第二高分子聚合物绝缘层 15的第一侧表面上； 居间电极层 17设置在 第一高分子聚合物绝缘层 12的第二侧表面与第二高分子聚合物绝缘层 15的第二侧表 面之间， 第一高分子聚合物绝缘层 12和居间电极层 17之间形成摩擦界面， 和 /或， 第 二高分子聚合物绝缘层 15和居间电极层 17之间形成摩擦界面， 居间电极层 17、 第一 电极层 1 1和第二电极层 13 中的任意两者或三者形成摩擦发电机的信号输 出端 （即第 一电极层 1 1和第二电极层 13串联为摩擦发电机的一个输出电极； 居间电极层 17为摩 擦发电机的另一个输出电极或者第一电极层 1 1、 第二电极层 13和居间电极层 17中的 任意两个作为摩擦发电机的输出电极） 。 其中， 第一高分子聚合物绝缘层 12相对居间 电极层 17的面和居间电极层 17相对第一高分子聚合物绝缘层 12的面中的至少一个面 上设置有微纳结构 （图中未示） 和 /或第二高分子聚合物绝缘层 15相对居间电极层 17 的面和居间电极层 17相对第二高分子聚合物绝缘层 15的面中的至少一个面上设置有 微纳结构 （图中未示） 。 图 2g和图 2h所示的摩擦发电机的工作原理与图 2e和图 2f所示的摩擦发电机的工 作原理类似。 区别仅在于， 当图 2g和图 2h所示的摩擦发电机的各层弯曲时， 是由居 间电极层 17与第一高分子聚合物绝缘层 12和 /或居间电极层 17与第二高分子聚合物绝 缘层 15的表面相互摩擦来产生静电荷的。 因此， 关于图 2g和图 2h所示的摩擦发电机 的工作原理此处不再赘述。

对于该摩擦发电机， 第一高分子聚合物绝缘层 12和第二高分子聚合物绝缘层 15 所用材料可参照上述实施例所述的第一高分子 聚合物绝缘层 12， 此处不再赘述。

第一高分子聚合物绝缘层 12和第二高分子聚合物绝缘层 15的材质可以相同， 也 可以不同。 优选的， 第一高分子聚合物绝缘层 12与第二高分子聚合物绝缘层 15的材 质相同， 能减少材料种类， 使本发明的制作更加方便。

第一电极层 11和第二电极层 13所用材料可参照上述实施例所述的第一电极� �� 11， 此处不再赘述。

居间电极层 17所用材料是金属或合金； 其中， 金属是金、 银、 铂、 钯、 铝、 镍、 铜、 钛、 铬、 锡、 铁、 锰、 钼、 钨或钒； 合金是铝合金、 钛合金、 镁合金、 铍合金、 铜合金、 锌合金、 锰合金、 镍合金、 铅合金、 锡合金、 镉合金、 铋合金、 铟合金、 镓 合金、 钨合金、 钼合金、 铌合金或钽合金。

为了实现上述实施例， 本发明还提出一种自供电信号发生装置。

图 3是根据本发明一个实施例的自供电信号发生� �置的结构示意图。

如图 3所示， 自供电信号发生装置包括： 摩擦发电机 310、 储能模块 320和无线发 射模块 330。

具体地， 自供电信号发生装置设置在鞋体上， 其中， 鞋体包括鞋底和鞋帮， 自供 电信号发生装置可设置在鞋底内； 也可设置在鞋帮内， 例如： 嵌入在鞋底中。

摩擦发电机 310用于将用户踩压鞋体的机械能转化为电能。 在本发明的实施例中， 摩擦发电机 310可以为一个， 也可以为多个。 当自供电信号发生装置包括多个摩擦发 电机 310时， 多个摩擦发电机 310以层叠设置和 /或平铺方式设置在鞋体上， 并且多个 摩擦发电机 310之间通过串联和 /或并联方式连接。

储能模块 320用于存储电能， 当存储的电能超过预设阈值时， 将电能输出给无线 发射模块 330， 该无线发射模块 330可为上述系统实施例所述的无线发射模块。 其中， 预设阈值为储能模块的特性参数， 本领域技术人员可以根据需要进行设定， 本发明的 实施例对此不进行限定。 在本发明的实施例中， 用户每踩压一次鞋体， 摩擦发电机 310 均会产生一定量的电能， 但是一次踩压产生的电能不足以触发无线发射 模块 330发射 计步信号， 因此， 需要储能模块 320对踩压产生的电能进行存储， 当储能模块 320存 储的电能超过预设阈值时， 主动触发无线发射模块发射计步信号， 其中， 无线发射模 块 330还可包括发射天线， 并通过天线发射计步信号。

在本发明的实施例中， 自供电信号发生装置可以是可拆卸设备， 能够从鞋体上拆 卸下来； 也可以是不可拆卸设备， 直接和鞋体设置成一体。

本发明实施例的自供电信号发生装置， 通过摩擦发电机将用户踩压鞋体的机械能 转化为电能， 并通过储能模块进行存储， 当储能模块存储的电能超过预设阈值时， 触 发无线发射模块发射计步信号， 以使终端根据计步信号获取用户的运动数据， 通过摩 擦发电机直接将用户踩压鞋体的机械能转化为 电能， 由此传输的计步信号能准确反映 用户的运动情况， 提高了获取运动数据的准确性。

另外， 本发明实施例所述的摩擦发电机 310和上述计步系统实施例所述的摩擦发 电机结构相同， 在此不在赘述。

在本发明的一个实施例中， 无线发射模块 330通过以下通信方式中的一种或多种 别发射计步信号： 无线射频识别 RFID、 近距离无线通讯技术 NFC、 蓝牙和射频 RF。 应当理解的是， 无线发射模块 330采用的通信方式必须兼容， 优选地， 采用相同的通 信方式进行通信。 另外应当理解的是， 所述的通信方式仅代表目前的通信技术， 任何 可实现本发明实施例功能的通信方式都适用于 本发明实施例。

在本发明的一个实施例中， 储能模块 320包括： 储能组件， 储能组件用于存储摩 擦发电机产生的电能； 开关组件， 开关组件用于当储能组件存储的电能达到预设 阈值 时， 将电能输出给无线发射模块 330， 该无线发射模块 330可为上述系统实施例所述的 无线发射模块。 其中， 储能组件可为具有储能功能的电子元件， 例如： 锂电池、 镍氢 电池、 超级电容器等， 当该电子元件所存储的电能， 如电流值和电压值中的至少一种 达到一定阈值时， 触发开关组件， 开关组件具有触发阈值， 如预设电流值和预设电压 值中的至少一种等。

为了实现上述实施例， 本发明还提出一种终端。

图 4是根据本发明一个实施例的终端的结构示意� �。

如图 4所示， 终端包括： 无线接收模块 410、 处理模块 420和显示模块 430。 具体地， 无线接收模块 410用于接收计步信号。 在本发明的实施例中， 计步信号 由自供电信号发生装置的无线发射模块发送， 需要理解的是， 自供电信号发生装置的 无线发射模块可为上述任一项计步系统实施例 或自供电信号发生装置实施例所述的无 线发射模块。

处理模块 420用于根据计步信号和预存储的自供电信号发 生装置的标定参数获取 用户的运动数据。 显示模块 430用于接收通过处理模块 420处理的运动数据， 并将运 动数据显示给用户。

本发明实施例的终端， 根据计步信号完成用户的运动数据的计算和显 示， 使用户 准确地了解了自己运动时产生的数据以及身体 状况， 提升了用户体验； 另外， 终端可 以设置成任何便于携带的形式， 例如， 设置在手表、 眼镜等任何可携带的设备中， 携 带方便， 体积小， 进一步提升了用户体验。

在本发明的一个实施例中， 无线接收模块 410通过以下通信方式中的一种或多种 分别接收计步信号： 无线射频识别 RFID、 近距离无线通讯技术 NFC、 蓝牙和射频 RF。 应当理解的是， 无线接收模块 410采用的通信方式必须兼容， 优选地， 采用相同的通 信方式进行通信。 另外应当理解的是， 所述的通信方式仅代表目前的通信技术， 任何 可实现本发明实施例功能的通信方式都适用于 本发明实施例。

在本发明的另一个实施例中， 在使用计步系统之前， 还需要进行参数标定。 具体 地， 标定参数包括无线发射模块每发射一次计步信 号对应的用户的踩压单位运动步数， 其中， 显示模块 430还用于提供标定界面， 并接收用户输入的标定指令， 其中， 标定 指令包括标定总步数， 处理模块 420还用于根据标定指令记录接收到的计步信号 的次 数。 在本发明的另一个实施例中， 处理模块 420还用于根据接收到的计步信号的次数 和标定总步数获取自供电信号发生装置的标定 参数， 其中， 标定参数包括无线发射模 块 430每发射一次计步信号对应的用户的单位运动 步数， 例如， 标定总步数除以计步 信号的次数即可获取单位运动步数。

举例来说， 用户长按显示模块 430 中的标定键开始标定， 然后用户开始运动， 在 运动标定步数后， 结束运动， 同时长按标定键结束标定。 根据标定总步数及接收到的 计步信号的次数， 可获取每发射一次计步信号平均的踩压步数， 即完成标定参数的设 置。 另外， 如果在第一次使用或者长时间不使用的情况下 ， 无线发射模块第一次发射 计步信号时所需的踩压次数比正常情况多， 此时需要预先踩压以使无线发射模块发射 多次计步信号后再进行标定， 即将第一个计步信号的干扰因素排除之后再进 行标定， 由此增加数据的准确性。

在本发明的实施例中， 运动数据包括运动步数、 运动距离和消耗卡路里中的一种 或多种。 下面具体介绍运动数据的获取情况。

在本发明的一个实施例中， 显示模块 430还用于提供计步操作界面， 无线接收模 块 410接收用户输入的开始计步指令和结束计步指 令， 处理模块 420还用于获取在开 始计步指令和结束计步指令的操作时间内接收 到的计步信号的次数， 并根据计步信号 的次数和标定参数获取运动步数。 具体地， 运动步数可通过公式： 运动步数=计步信号 的次数 *标定参数 （即每发射一次计步信号平均的踩压步数） ， 进行计算。 在运动步数计算之后， 还可获取用户的运动距离、 运动速度和消耗卡路里。 具体 地， 处理模块 420还用于执行以下步骤中的至少一个： 根据预存储的用户的步长和运 动步数获取运动距离； 根据运动距离和对应的运动时间获取运动速度 ； 或根据运动速 度和用户的特性信息获取消耗卡路里。

为了使得更准确地获取用户的运动速度， 用户可预先输入的性别、 身高、 体重等 信息， 由此， 可估算出用户的步长， 并将用户的步长预先存储至终端。 更具体地， 获 取在开始计步信号和结束计步信号的操作时间 内的运动距离， 可根据公式： 运动距离= 步长 *运动步数。 再根据公式： 运动速度=运动距离 /运动时间， 可获取用户的运动速度。 最后根据用户的特性信息， 即预先输入的性别、 身高、 体重等信息， 可计算出用户运 动消耗的卡路里。

本发明实施例的终端， 通过计步之前的标定参数， 进一步提高了获得的用户运动 数据的准确性和可靠性； 还根据用户的特性信息， 通过对运动数据的计算， 最终获取 用户消耗的卡路里， 使用户更加了解自己运动的情况， 满足用户需求， 提高用户体验。

为了实现上述实施例， 本发明还提出一种计步方法。

图 5是根据本发明一个实施例的计步方法的流程� �。

如图 5所示， 计步方法， 具体步骤包括：

5501 , 通过设置在鞋体上的摩擦发电机将用户踩压鞋 体的机械能转化为电能， 并 进行存储。

在本发明的实施例中， 摩擦发电机设置在鞋体上， 将用户踩压鞋体的机械能转化 为电能。 用户每踩压一次鞋体， 摩擦发电机均会产生一定量的电能， 但是一次踩压产 生的电能不足以触发计步信号， 因此， 对踩压产生的电能进行存储， 以使产生的电能 足以发送计步信号。

其中， 摩擦发电机设置在鞋体上， 其中， 鞋体包括鞋底和鞋帮， 摩擦发电机可设 置在鞋底内； 也可设置在鞋帮内， 例如： 嵌入在鞋底中。

另外， 摩擦发电机可以为一个， 也可以为多个。 当自供电信号发生装置包括多个 摩擦发电机时， 多个摩擦发电机以层叠设置和 /或平铺方式设置在鞋体上， 并且多个摩 擦发电机之间通过串联和 /或并联方式连接。

5502, 当存储的电能超过预设阈值时， 向终端发送计步信号， 以使终端根据计步 信号获取用户的运动数据。

在本发明的实施例中， 当存储的电能超过预设阈值时， 向终端发射计步信号， 以 使终端根据计步信号获取用户的运动数据。 另外， 为了增加计算的准确性， 在终端中 可预存储标定参数， 例如， 每发射一次计步信号对应的用户的踩压步数， 通过计步信 号和标定参数获取用户的运动数据。 其中， 运动数据包括运动步数、 运动距离和消耗 卡路里中的一种或多种。

本发明实施例的计步方法， 通过摩擦发电机将用户踩压鞋体的机械能转化 为电能， 并当电能超过预设阈值时， 发射计步信号至终端， 终端通过计步信号完成用户的运动 数据的计算和显示。 一方面通过摩擦发电机直接将用户踩压鞋体的 机械能转化为电能， 由此传输的计步信号能准确地反映用户的运动 情况， 提高了获取运动数据的准确性； 另一方面通过终端完成用户的运动数据的计算 和显示， 使用户准确地了解了自己运动 时产生的数据以及身体状况， 提升了用户体验。

为了实现上述实施例， 本发明还提出一种存储介质， 用于存储应用程序， 应用程 序用于执行本发明实施例所述的计步方法。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或 方法描述可以被理解为， 表示包括 一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的 步骤的可执行指令的代码的模块、 片段 或部分， 并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的 实现， 其中可以不按所示出或 讨论的顺序， 包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按 相反的顺序， 来执行功能， 这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人 员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑 和 /或步骤， 例如， 可以被认为是用 于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表， 可以具体实现在任何计算机可读介质中， 以供指令执行系统、 装置或设备 （如基于计算机的系统、 包括处理器的系统或其他可 以从指令执行系统、 装置或设备取指令并执行指令的系统） 使用， 或结合这些指令执 行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言 ， "计算机可读介质"可以是任何可以包含、 存储、 通信、 传播或传输程序以供指令执行系统、 装置或设备或结合这些指令执行系 统、 装置或设备而使用的装置。 计算机可读介质的更具体的示例 （非穷尽性列表） 包 括以下： 具有一个或多个布线的电连接部（电子装置） ， 便携式计算机盘盒（磁装置）， 随机存取存储器 （RAM) ， 只读存储器 （ROM) ， 可擦除可编辑只读存储器 （EPROM 或闪速存储器） ， 光纤装置， 以及便携式光盘只读存储器 （CDROM) 。 另外， 计算机 可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的 纸或其他合适的介质， 因为可以例如通 过对纸或其他介质进行光学扫描， 接着进行编辑、 解译或必要时以其他合适方式进行 处理来以电子方式获得所述程序， 然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解， 本发明的各部分可以用硬件、 软件、 固件或它们的组合来实现。 在上 述实施方式中， 多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合 适的指令执行系统执行 的软件或固件来实现。 例如， 如果用硬件来实现， 和在另一实施方式中一样， 可用本 领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合 来实现： 具有用于对数据信号实现逻辑 功能的逻辑门电路的离散逻辑电路， 具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路， 可 编程门阵列 （PGA) ， 现场可编程门阵列 （FPGA) 等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述 实施例方法携带的全部或部分步骤 是可以通过程序来指令相关的硬件完成， 所述的程序可以存储于一种计算机可读存储 介质中， 该程序在执行时， 包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成 在一个处理模块中， 也可以 是各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中 。 上述集成 的模块既可以采用硬件的形式实现， 也可以采用软件功能模块的形式实现。 所述集成 的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为 独立的产品销售或使用时， 也可以存储 在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器， 磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中， 参考术语 "一个实施例" 、 "一些实施例" 、 "示例" 、 "具体示例" 、 或 "一些示例" 等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体 特征、 结构、 材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例 或示例中。 在本说明书中， 对上 述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施 例或示例。 而且， 描述的具体特征、 结 构、 材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例 或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可 以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换和变型， 本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。