1.本技术涉及物联网技术领域,具体而言,涉及一种控制外骨骼设备的方法、外骨骼设备和存储介质。
背景技术:
2.近年来,可穿戴式外骨骼设备,越来越受到国内外众多学者和科研人员的重视,成为新的研究热点,并开始逐步运用到军工,医疗,工业和民用领域。根据是否有主动动力如电机,液压等驱动单元,外骨骼可以分为有源外骨骼和无源外骨骼。
3.对于无源外骨骼,不具备大的供电装置,从而需要经常为无源外骨骼设备进行充电,较为麻烦,存在使用体验较差的技术问题。
4.针对上述的问题,目前尚未提出有效的j9九游会真人的解决方案。
技术实现要素:
5.本技术实施例提供了一种控制外骨骼设备的方法、外骨骼设备和存储介质,以至少解决需要经常充电而导致的使用体验较差的技术问题。
6.根据本技术实施例的一个方面,提供了一种用于控制外骨骼设备的方法,包括:在外骨骼设备初始化完成之后,控制外骨骼设备进入第一状态,其中,外骨骼设备处于第一状态下,外骨骼设备的功耗小于目标阈值;获取目标中断信号,控制外骨骼设备从第一状态切换为第二状态,并获取外骨骼数据;通过物联网发送外骨骼数据至目标运营商的第一服务器,其中,外骨骼设备由第一服务器通过互联网转发至第二服务器;控制外骨骼设备从第二状态切换为第一状态。
7.可选地,控制外骨骼设备进入第一状态,包括:控制外骨骼设备的检测装置进入休眠状态;控制外骨骼设备中的窄带物联网模块进入低功耗模式,其中,窄带物联网模块处于低功耗模式下,窄带物联网模块未连接物联网;控制外骨骼设备中的控制器进入深度睡眠模式,其中,控制器处于深度睡眠模式下,控制器的系统时钟频率切换为第一频率,且控制器的数据采集端口和外设时钟端口关闭。
8.可选地,目标中断信号包括检测信号,检测信号用于表征检测装置输出的信号,控制外骨骼设备从第一状态切换为第二状态,并获取外骨骼数据,包括:控制窄带物联网模块进入工作模式,其中,窄带物联网模块处于工作模式下,窄带物联网模块连接物联网;控制控制器的系统时钟频率切换为第二频率,并开启控制器的数据采集端口和外设时钟端口,其中,第二频率大于第一频率;按照预设周期采集检测装置输出的检测信号,得到检测数据;基于检测数据和外骨骼设备的设备数据生成外骨骼数据。
9.可选地,在基于检测数据和外骨骼设备的设备数据生成外骨骼数据之后,方法包括:获取预设时间段内检测数据的变化率;响应于变化率小于预设阈值,在发送外骨骼数据之后,控制外骨骼设备从第二状态切换为第一状态;响应于变化率大于预设阈值,在发送外骨骼数据之后,控制外骨骼设备处于第二状态。
10.可选地,目标中断信号包括拆机信号,拆机信号用于表征外骨骼设备被拆机所产生的信号,控制外骨骼设备从第一状态切换为第二状态,并获取外骨骼数据,包括:控制窄带物联网模块进入工作模式,其中,窄带物联网模块处于工作模式下,窄带物联网模块连接物联网;控制控制器的系统时钟频率切换为第三频率,其中,第三频率大于第一频率;基于拆机信号生成外骨骼数据。
11.可选地,目标中断信号包括定时中断信号,控制外骨骼设备从第一状态切换为第二状态,并获取外骨骼数据,包括:控制窄带物联网模块进入工作模式,其中,窄带物联网模块处于工作模式下,窄带物联网模块连接物联网;控制控制器的系统时钟频率切换为第三频率,并开启控制器的数据采集端口和外设时钟端口;按照预设周期采集检测装置输出的信号,得到检测数据;基于检测数据和外骨骼设备的设备数据生成外骨骼数据。
12.可选地,该方法还包括:在外骨骼设备上电或复位之后,控制控制器的系统时钟频率切换为第二频率,并对控制器的数据采集端口和外设时钟端口进行初始化;在窄带物联网模块连接物联网之后,通过物联网发送初始化数据至第一服务器,其中,初始化数据中携带有外骨骼设备的标识信息,初始化数据由第一服务器通过互联网发送至第二服务器;通过物联网获取第一服务器发送的网络时间;基于网络时间对窄带物联网模块的系统时钟进行初始化。
13.可选地,该方法还包括:通过物联网发送定位请求至目标运营商的基站;接收基站返回的外骨骼设备对应的定位信息。
14.可选地,外骨骼设备通过电池供电,外骨骼设备还包括:供电控制电路,供电控制电路的控制端与外骨骼设备中的控制器的第一控制端连接,用于基于控制器输出的供电信号,控制电池为外骨骼设备进行供电。
15.可选地,供电控制电路包括:第一场效应晶体管,第一场效应晶体管的源极接入第一电源,第一场效应晶体管的漏极接入第二电源;第二场效应晶体管,第二场效应晶体管的栅极与控制器的第一控制端连接,第二场效应晶体管的源极接地,第二场效应晶体管的漏极与第一场效应晶体管的栅极连接。
16.可选地,供电控制电路还包括:第一电阻,连接在第一场效应晶体管的源极和栅极之间;第二电阻,连接在第二场效应晶体管的漏极和第一场效应晶体管的栅极之间;第三电阻,连接在第二场效应晶体管的栅极和控制器之间;第四电阻,连接在第二场效应晶体管的栅极和地之间。
17.可选地,外骨骼设备还包括:电压检测电路,电压检测电路的控制端与控制器的第二控制端连接,用于基于控制器输出的检测信号,检测电池的当前电量。
18.可选地,电压检测电路包括:第三场效应晶体管,第三场效应晶体管的栅极与控制器的第二控制端连接,第三场效应晶体管的源极接地,第三场效应晶体管的漏极接入第三电源。
19.可选地,电压检测电路还包括:第五电阻,连接在第三场效应晶体管的栅极和控制器的第二控制端之间;第六电阻,连接在第三场效应晶体管的漏极和第三电源之间;第七电阻,连接在第三场效应晶体管的栅极和地之间;第八电阻,连接在第三场效应晶体管的源极和地之间;电容,连接在第三场效应晶体管的源极和地之间。
20.根据本技术实施例的另一方面,还提供了一种外骨骼设备,包括:控制器,用于在
外骨骼设备初始化完成之后,控制外骨骼设备进入第一状态,其中,外骨骼设备处于第一状态下,外骨骼设备的功耗小于目标阈值;检测装置,与控制器连接,用于输出检测信号;控制器还用于获取目标中断信号,控制外骨骼设备从第一状态切换为第二状态,并获取外骨骼数据;窄带物联网模块,与控制器连接,用于通过物联网发送外骨骼数据至目标运营商的第一服务器,其中,外骨骼设备由第一服务器通过互联网转发至第二服务器;控制器还用于控制外骨骼设备从第二状态切换为第一状态。
21.根据本技术的另一方面,还提供了一种计算机存储介质,计算机存储介质存储有多条指令,指令适于由处理器加载并执行如上述一种用于控制外骨骼设备的方法中任意一项的方法步骤。
22.在本技术实施例中,在外骨骼设备初始化完成之后,控制外骨骼设备进入第一状态;获取目标中断信号后,控制外骨骼从第一状态切换至第二状态,并获取外骨骼数据,在将所获取的外骨骼数据发送至目标运营商的第一服务器后,则控制外骨骼设备再次切换为第一状态。容易注意到的是,本技术所提供的方法中的外骨骼设备仅当获取到目标中断信号的情况下,处于第二状态并获取外骨骼数据,并不长期处于较为耗电的第二状态,在发送外骨骼数据至第一服务器后,外骨骼设备还是处于较为节能的第一状态,从而实现了降低外骨骼设备工耗的技术效果,进而解决了需要经常充电而导致的使用体验较差的技术问题。
附图说明
23.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解,构成本技术的一部分,本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术,并不构成对本技术的不当限定。在附图中:
24.图1是根据本发明实施例的一种用于控制外骨骼设备的方法的流程示意图;
25.图2是本技术发明实施例中一种带有物联网功能的无源负重外骨骼结构示意图;
26.图3是本技术发明实施例中一种外骨骼设备的系统架构示意图;
27.图4是本技术中供电控制电路的结构示意图;
28.图5是本技术中电压检测电路的结构示意图;
29.图6是根据本发明优选实施例的一种用于控制外骨骼设备的方法的流程示意图;
30.图7是根据本发明实施例的一种外骨骼设备的结构示意图;
31.图8是根据本发明另一个实施例的一种外骨骼设备的结构示意图。
具体实施方式
32.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术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技术一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,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,都应当属于本技术保护的范围。
33.下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反,它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法
的例子。
34.需要说明的是,本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外,在本技术的描述中,除非另有说明,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
35.对于无限传输技术,通常使用2g(the 2th generation mobile communication technology,第二代移动通讯技术)gsm(global system of mobile communication,全球移动通讯系统)/gprs(general packer radio service,通用无限分组业务)/cdma(code division multiple access,码分多址)作为首选技术,是因为上述技术相对网络覆盖率和发射电流要小于3g或4g技术。但是在外骨骼设备的信息化进程中,无论是使用数据服务还是短消息服务,发射电流都较大,尤其是当外骨骼设备中设置了体积较小的定位器的情况下,外骨骼设备的待机时间短、充电频繁和电池寿命短就是外骨骼设备一个最大的痛点。其中,尤其是针对无源外骨骼,由于无源外骨骼不具备大的供电装置,在使用过程中,需要经常充电,极为不方便,大大影响了用户体验,为解决上述问题,本技术提供了一种低功耗的用于控制外骨骼设备的方法、外骨骼设备和存储介质。
36.实施例1
37.图1是根据本发明实施例的一种用于控制外骨骼设备的方法,如图1所示,该方法包括如下步骤:
38.步骤s102,在外骨骼设备初始化完成之后,控制外骨骼设备进入第一状态,其中,外骨骼设备处于第一状态下,外骨骼设备的功耗小于目标阈值。
39.具体地,上述外骨骼设备可以是有源外骨骼,也可以是无源外骨骼,本技术所提供的方法可以降低外骨骼设备的工耗,在上述外骨骼设备的有源外骨骼设备的情况下,可以达到节能的技术效果,在上述外骨骼设备是无源外骨骼的情况下,通过降低外骨骼设备的功耗,使得外骨骼设备在设计寿命内完全可以由电池供电,避免更换电池或充电,从而提高用户体验。此外,外骨骼设备包括控制器、检测装置和窄带物联网(narrow band internet of things,简称nb-iot)模块。
40.在一个可选实施例中,带有物联网功能的无源负重外骨骼的结构可以如图2所示,包括:外骨骼由背板201、背部支撑条202、托板203、运动智能监测模块204、大腿支撑条205、大腿挡板206、膝关节连接207、小腿挡板208、踝关节连接209、绑脚装置210、压力传感器211、腰部支撑212、髋关节连接213、调节卡扣214、小腿支撑条215,其中,运动智能监测模块204置于托板下侧,托板203根部的压力传感器211通过内嵌与结构的导线与运动智能检测模块204连接,并用于检测外骨骼设备所背负的重量以及检测数据的存储。
41.上述外骨骼设备的初始化包括上电或复位以后,初始化驱动程序和系统时钟,使
程序进入normalrun(正常运行)模式,其中,初始化驱动程序存储在mcu(micro control unit,微控制单元)中,初始化驱动程序包括:初始化nb串口、imu(inertial measurement unit,惯性测量单元),adc(模数转换器),lptim(low-power timer,低功耗定时器),以及拆机io接口,上述系统时钟是mcu中的系统时钟,本技术中的mcu采用rch4m作为系统时钟。上述外骨骼设备的第一状态用于表征外骨骼设备处于休眠状态,包括窄带物联网模块处于psm(power saving mode,省电模式)中的非网络连接状态、mcu处于lp_sleep mode(睡眠模式)和imu处于suspend mode(暂停模式),其中,上述外骨骼设备的第一状态本质上为一个低功耗的运行模式。上述目标阈值可以是外骨骼设备中任意模块或组件中的一个功耗阈值,例如,mcu处于lp_sleep mode时,目标阈值可以是5ua。
42.此外,上述外骨骼设备可以采用低功耗广域网(low power wide area network,简称lpwan)物联网系统,lpwan是一种物联网无线连接技术,具有覆盖范围广、服务成本低、工耗低、漫游网点切换方便的特点,适用于复杂环境的连接需求,是一种理想的物联方式。
43.步骤s104,获取目标中断信号,控制外骨骼设备从第一状态切换为第二状态,并获取外骨骼数据。
44.具体地,上述外骨骼设备的第二状态包括如下至少之一:窄带物联网模块处于psm(power saving mode,省电模式)中的网络连接状态,mcu进入lp_run mode(工作模式)。上述目标信号至少包括如下至少之一:检测信号、拆机信号和定时中断信号,其中,检测信号用于表征外骨骼设备中的检测装置输出的信号,拆机信号用于表征外骨骼设备被拆机所产生的信号。需要说明的是,外骨骼设备在使用的中,可以不断监控使用过程中所产生的信号,并且在检测到目标中断信号的情况下,控制外骨骼设备从第一状态切换为第二状态,并将外骨骼数据上传至服务端。
45.上述检测装置可以是imu,imu可以用于采集测量外骨骼设备的三轴姿态角(或角速率)以及加速度。上述检测信号可以是基于在预设周期内所采集的imu检测数据所产生的信号,当imu检测数据的变化率满足一定阈值的情况下,产生检测信号,控制外骨骼设备从第一状态切换为第二状态。
46.在目标中断信号为拆机信号的情况下,表征当前外骨骼设备正在被拆机,在进行简单的干扰滤波后,控制外骨骼设备从第一状态切换为第二状态。
47.上述定时中断信号可以是外骨骼设备在一定时间内都未监控到拆机信号和检测信号的情况下,每隔一定时间,由rtc(real_time clock,实时时钟)所产生的信号,在监控到定时中断信号的情况下,控制外骨骼设备从第一状态切换为第二状态。在一个可选实施例中,若外骨骼设备在24小时内都未监控到拆机信号和检测信号,则可以每隔8小时,由rtc发出一个定时中断信号。
48.步骤s106,通过物联网发送外骨骼数据至目标运营商的第一服务器,其中,外骨骼设备由第一服务器通过互联网转发至第二服务器。
49.具体地,上述物联网可以是采用lpwan方式所连接的。上述目标运营商可以是提供物联网网络服务,且当前外骨骼设备所使用的运营商。上述第一服务器可以是外骨骼设备可以通过udp(user datagram protocol,用户数据报协议)接收当前外骨骼设备所上传的外骨骼数据的云服务器。上述第二服务器可以是用户可以通过浏览器或app(application,应用程序)可以访问,并且存储上述外骨骼数据的第三方服务器。
50.在一个可选实施例中,如图3所示,外骨骼设备中可以安装电信iot卡,在采集到检测数据后,通过将外骨骼数据上传至电信云服务器中,再通过http(hyper text transfer protocol,超文本传输协议)将电信云中的外骨骼数据传输至第三方云服务器,然后,若用户想通过app或浏览器获取外骨骼数据时,同样也可以通过http访问第三方服务器,获取所需数据。重量测量单元可以通过adc的方式与mcu进行数据交换,惯性测量单元imu通过i2c的方式与mcu连接。其中,i2c是一种串行传输方式。此外,外骨骼设备中还安装了锂亚电池,用于供电,并且设置了电量检测单元获取相应的电池数据。
51.步骤s108,控制外骨骼设备从第二状态切换为第一状态。
52.在本技术上述实施例中,在外骨骼设备初始化完成之后,控制外骨骼设备进入第一状态;获取目标中断信号后,控制外骨骼从第一状态切换至第二状态,并获取外骨骼数据,在将所获取的外骨骼数据发送至目标运营商的第一服务器后,则控制外骨骼设备再次切换为第一状态。容易注意到的是,本技术所提供的方法中的外骨骼设备仅当获取到目标中断信号的情况下,处于第二状态并获取外骨骼数据,并不长期处于较为耗电的第二状态,在发送外骨骼数据至第一服务器后,外骨骼设备还是处于较为节能的第一状态,从而实现了降低外骨骼设备工耗的技术效果,进而解决了需要经常充电而导致的使用体验较差的技术问题。
53.可选地,控制外骨骼设备进入第一状态,包括:控制外骨骼设备的检测装置进入休眠状态;控制外骨骼设备中的窄带物联网模块进入低功耗模式,其中,窄带物联网模块处于低功耗模式下,窄带物联网模块未连接物联网;控制外骨骼设备中的控制器进入深度睡眠模式,其中,控制器处于深度睡眠模式下,控制器的系统时钟频率切换为第一频率,且控制器的数据采集端口和外设时钟端口关闭。
54.具体地,检测装置包括外骨骼设备中用于采集信息的传感器,例如惯性测量单元(imu)和重量测量单元(称重传感器)。上述休眠状态用于表征检测装置暂时处于不工作的状态。上述低功耗模式可以是窄带物联网模块的psm模式。当窄带物联网模块进入此工作模式时,只有rtc工作,并且模块处于网络非连接状态。上述控制器可以是mcu芯片,上述芯片的深度睡眠模式可以是mcu芯片的lp_sleep mode模式,当mcu芯片进入深度睡眠模式时,其电流仅在5ua左右,电压为3v。上述时钟可以是rtc,上述第一频率用于表征系统时钟的晶振频率为32.768k。
55.在一个可选实施例中,上述控制器可以是华大mcu的hc32l136系列的芯片,hc32l136系列的芯片是一款旨在延长便携式测量系统的电池使用寿命的超低功耗、宽电压工作范围的mcu。集成12位adc可以实现重量信号采样,以及集成了多路uart、spi、i2c等丰富的通讯外设,具有高整合度、高抗干扰、高可靠性和超低功耗的特点。
56.在一个可选实施例中,窄带物联网模块可以是cvti-nc100y通讯模组,该模组在psm工作模式下,电流低至0.7ua,并且可以用于与目标运营商的第一服务器建立通信,并进行数据交换。此外,窄带物联网模块包括三种工作模式,包括active(活动状态)模式,idle(浅睡眠状态)模式和psm模式。其中,在窄带物联网模块处于active模式下,所有功能都正常可用,并且可以从该模式切换到idle模式或psm模式;在窄带物联网模块处于idle模式的情况下,窄带物联网模块处于网络非连接状态,也不再接受巡护消息,并且可以从该模式切换为active模式或psm模式;若窄带物联网模块处于psm模式,在该模块处于网络非连接状
态时,不再接受寻呼消息,并且只有rtc工作,此时,若接收到dte(data terminal equipment,数据终端设备)主动发送设备或者定时器t3412超时后,模块将被唤醒,进行工作。
57.可选地,目标中断信号包括检测信号,检测信号用于表征检测装置输出的信号,控制外骨骼设备从第一状态切换为第二状态,并获取外骨骼数据,包括:控制窄带物联网模块进入工作模式,其中,窄带物联网模块处于工作模式下,窄带物联网模块连接物联网;控制控制器的系统时钟频率切换为第二频率,并开启控制器的数据采集端口和外设时钟端口,其中,第二频率大于第一频率;按照预设周期采集检测装置输出的检测信号,得到检测数据;基于检测数据和外骨骼设备的设备数据生成外骨骼数据。
58.具体地,上述第二频率可以是时钟的晶振频率为4m hz(imu采集数据的最小系统时钟)。窄带物联网模块的工作模式可以是psm模式,且当前窄带物联网模块当前处于网络连接状态的情况下,控制控制器开启数据采集端口和外设时钟端口。上述检测信号可以检测装置在预设周期内输出的信号。上述检测装置可以是imu,上述检测数据是imu所采集到的数据和所检测到的人体运动信息。上述外骨骼设备的设备数据包括但不限于设备状态信息和外骨骼设备的定位信息。在获取上述信息后,对上述检测数据和设备数据进行合成,得到外骨骼数据。
59.可选地,在基于检测数据和外骨骼设备的设备数据生成外骨骼数据之后,方法包括:获取预设时间段内检测数据的变化率;响应于变化率小于预设阈值,在发送外骨骼数据之后,控制外骨骼设备从第二状态切换为第一状态;响应于变化率大于预设阈值,在发送外骨骼数据之后,控制外骨骼设备处于第二状态。
60.具体地,上述检测数据包括imu所采集的加速度,在预设时间段内检测加速度的变化率,若变化率小于预设阈值,在发送外骨骼数据后,控制外骨骼设备从第二状态切换为第一状态,若加速度的变化率大于预设阈值,在发送外骨骼数据之后,控制外骨骼设备处于第二状态。
61.可选地,目标中断信号包括拆机信号,拆机信号用于表征外骨骼设备被拆机所产生的信号,控制外骨骼设备从第一状态切换为第二状态,并获取外骨骼数据,包括:控制窄带物联网模块进入工作模式,其中,窄带物联网模块处于工作模式下,窄带物联网模块连接物联网;控制控制器的系统时钟频率切换为第三频率,其中,第三频率大于第一频率;基于拆机信号生成外骨骼数据。
62.具体地,上述工作模式可以是psm模式,且当前窄带物联网模块当前处于网络连接状态。上述第三频率可以是16m hz,当检测到目标中断信号为拆机信号的情况下,上述第二频率可以是4m hz。然后,响应于拆机信号,唤醒窄带物联网模块,获取检测装置的检测数据,生成外骨骼数据。
63.可选地,目标中断信号包括定时中断信号,控制外骨骼设备从第一状态切换为第二状态,并获取外骨骼数据,包括:控制窄带物联网模块进入工作模式,其中,窄带物联网模块处于工作模式下,窄带物联网模块连接物联网;控制控制器的系统时钟频率切换为第三频率,并开启控制器的数据采集端口和外设时钟端口;按照预设周期采集检测装置输出的信号,得到检测数据;基于检测数据和外骨骼设备的设备数据生成外骨骼数据。
64.具体地,上述工作模式可以是psm模式,且当前窄带物联网模块当前处于网络连接
状态。上述第三频率可以是16m hz,当检测到目标中断信号为拆机信号的情况下,上述第二频率可以是4m hz,控制控制系统的系统频率切换为16m hz,并开启控制器的数据采集端口和外设时钟端口。上述定时中断信号可以是外骨骼设备在一定时间内都未监控到拆机信号和检测信号的情况下,每隔一定时间,由rtc((real_time clock),实时时钟)所产生的信号,在监控到定时中断信号的情况下,得到检测数据,然后,将检测数据和外骨骼设备的设备数据相结合,生成外骨骼数据。
65.在一个可选实施例中,若外骨骼设备在24小时内都未监控到拆机信号和检测信号,则可以每隔8小时,由rtc发出一个定时中断信号。
66.可选地,该方法还包括:在外骨骼设备上电或复位之后,控制控制器的系统时钟频率切换为第二频率,并对控制器的数据采集端口和外设时钟端口进行初始化;在窄带物联网模块连接物联网之后,通过物联网发送初始化数据至第一服务器,其中,初始化数据中携带有外骨骼设备的标识信息,初始化数据由第一服务器通过互联网发送至第二服务器;通过物联网获取第一服务器发送的网络时间;基于网络时间对窄带物联网模块的系统时钟进行初始化。
67.具体地,上述外骨骼设备的表示信息可以是sim唯一标识码。
68.在一个可选实施例中,外骨骼设备中安装电信iot卡,在初始化时,向目标服务商的第一服务器中发送sim卡唯一标识,再通过http(hyper text transfer protocol,超文本传输协议)将第一服务器中的发送sim卡唯一标识传输至第三方云服务器,并获取网络时间,利用该网络时间对窄带物联网模块本地时钟系统,并更新上电状态。
69.可选地,该方法还包括:通过物联网发送定位请求至目标运营商的基站;接收基站返回的外骨骼设备对应的定位信息。
70.具体地,通过运营商已经搭建的nb-iot网络实现外骨骼设备端与第三方云服务器间数据通讯,并且通过基站实现对外骨骼的定位,从而可以避免使用gps等其它定位方式,达到降低功耗的目的。
71.可选地,外骨骼设备通过电池供电,外骨骼设备还包括:供电控制电路,供电控制电路的控制端与外骨骼设备中的控制器的第一控制端连接,用于基于控制器输出的供电信号,控制电池为外骨骼设备进行供电。
72.可选地,供电控制电路包括:第一场效应晶体管,第一场效应晶体管的源极接入第一电源,第一场效应晶体管的漏极接入第二电源;第二场效应晶体管,第二场效应晶体管的栅极与控制器的第一控制端连接,第二场效应晶体管的源极接地,第二场效应晶体管的漏极与第一场效应晶体管的栅极连接。
73.可选地,供电控制电路还包括:第一电阻,连接在第一场效应晶体管的源极和栅极之间;第二电阻,连接在第二场效应晶体管的漏极和第一场效应晶体管的栅极之间;第三电阻,连接在第二场效应晶体管的栅极和控制器之间;第四电阻,连接在第二场效应晶体管的栅极和地之间。
74.在一个可选实施例中,图4是本技术中供电控制电路的结构示意图,如图4所示,供电控制电路包括:第一场效应晶体管q1、第二场效应晶体管q2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4,其中,q1的源级s与第一电源vbat连接,q1的漏级d与第二电源vcc连接,q1的源级s和栅极g之间串联有r1,q1的栅极g通过r2与q2的漏级d连接,q2的栅极g通
过r3与控制器的第一控制端pwr ctrl连接,q2的源级s接地,q2的源级s和栅极g之间串联有r4。其中,第一场效应晶体管q1可以是p沟道耗尽型mos管,第二场效应晶体管可以是n沟道耗尽型mos管。
75.容易注意到的是,外骨骼设备采用上述电路供电,再控制电路中的nmos管,也不是采用三极管电流控制器件,可以达到降低功耗的技术效果。此外,采用上述电路,可以在外部器件不需要工作时,切断电源供应,从而减小整个外骨骼设备的功耗。
76.可选地,外骨骼设备还包括:电压检测电路,电压检测电路的控制端与控制器的第二控制端连接,用于基于控制器输出的检测信号,检测电池的当前电量。
77.可选地,电压检测电路包括:第三场效应晶体管,第三场效应晶体管的栅极与控制器的第二控制端连接,第三场效应晶体管的源极接地,第三场效应晶体管的漏极接入第三电源。
78.可选地,电压检测电路还包括:第五电阻,连接在第三场效应晶体管的栅极和控制器的第二控制端之间;第六电阻,连接在第三场效应晶体管的漏极和第三电源之间;第七电阻,连接在第三场效应晶体管的栅极和地之间;第八电阻,连接在第三场效应晶体管的源极和地之间;电容,连接在第三场效应晶体管的源极和地之间。
79.在一个可选实施例中,图5是本技术中电压检测电路的结构示意图,电压检测电路包括第三场效应晶体管q3、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8和电容c1。其中,q3的源极s通过并联r8和c1接地,q3的漏极d通过第六电阻r6与第三电源batt连接,q3的栅极g通过第五电阻r5与控制器的第二端bat_s_c连接,q3的栅极g通过第七电阻r7接地。第三场效应晶体管q3可以是n沟道耗尽型晶体管。
80.在一个优选实施例中,如图6所示,当mcu上电或复位之后,初始化系统时钟和驱动,包括:mcu使用rch4m作为系统时钟,初始化nb串口、imu、adc、lptim、拆机io等驱动。随后,nb-iot模块连接物联网网络,并向第一服务器发送sim唯一辨识码,同时获取网络时间,初始化nb-iot模块的本地时钟系统,更新上电状态。然后,似的imu进入suspendmode,并且nb-iot模块也处于psm模式。并关闭adc和其他外设时钟接口,只保留lptim工作,使得mcu处于deep sleep(深睡眠)模式,功耗在5ua以内,然后等待接收目标中断信号被唤醒,包括:imu唤醒、拆机信号和rtc唤醒。首先,判断是否接收了imu信号,若接收到imu信号(图中yse用于表征是),则将系统时钟切换为4m,并以一定的时间间隔采样imu数据,一定时间内采样的imu数据的变化率达到预设阈值,则将系统时钟切换为32.768k,并关闭adc和其他外设,使得mcu处于lp_run模式,再确定外骨骼是否静止超过设定时间阈值,若超过时间阈值,再将mcu再次切换为deep sleep模式,并关闭adc和其他外设时钟接口,只保留lptim工作;若外骨骼静止时间未达到设定阈值,则使再次将系统时钟切换为4m,并按照一定时间采样imu数据。若未接收到imu信号,可以每隔8小时,由rtc唤醒mcu,将系统时钟切换为rch16m,唤醒nb-iot并将外骨骼数据上传至第一服务器,需要说明的是,该外骨骼数据是一完整的数据帧的形式发送至第一服务器的。若并未达到rtc唤醒所要求的时间,rtc并未唤醒mcu,接收到了拆机信号,则同样会将mcu唤醒,将系统时钟切换为系统时钟切换为rch16m,唤醒nb-iot并将外骨骼数据上传至第一服务器。在将外骨骼数据上传至第一服务器后,mcu再次切换为deep sleep模式,并关闭adc和其他外设时钟接口,只保留lptim工作。
81.根据本技术实施例,还提供了一种外骨骼设备的实施例,本实施例中具体地的实
施方式与上述实施例中相似或者相同,再次不作赘述。
82.图7是根据本发明实施例的一种外骨骼设备的结构示意图,如图7所示,该外骨骼设备包括:
83.控制器70,用于在外骨骼设备初始化完成之后,控制外骨骼设备进入第一状态,其中,外骨骼设备处于第一状态下,外骨骼设备的功耗小于目标阈值。
84.检测装置72,与控制器连接,用于输出检测信号;控制器还用于获取目标中断信号,控制外骨骼设备从第一状态切换为第二状态,并获取外骨骼数据。
85.窄带物联网模块74,与控制器连接,用于通过物联网发送外骨骼数据至目标运营商的第一服务器,其中,外骨骼设备由第一服务器通过互联网转发至第二服务器;控制器还用于控制外骨骼设备从第二状态切换为第一状态。
86.在本技术实施例中,在外骨骼设备初始化完成之后,控制所述外骨骼设备进入第一状态;获取目标中断信号的后,控制外骨骼从第一状态切换至第二状态,并获取外骨骼数据,在将所获取的外骨骼数据发送至目标运营商的第一服务器后,则控制外骨骼设备再次切换为第一状态。容易注意到的是,本技术所提供的方法中的外骨骼设备仅当获取到目标中断信号的情况下,处于第二状态并获取外骨骼数据,并不长期处于较为耗电的第二状态,在发送外骨骼数据至第一服务器后,外骨骼设备还是处于较为节能的第一状态,从而实现了降低外骨骼设备工耗的技术效果,进而解决了需要经常充电而导致的使用体验较差的技术问题。
87.实施例2
88.本技术实施例还提供了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质可以存储有多条指令,所述指令适于由处理器加载并执行如上述图1-图6所示实施例的方法步骤,具体执行过程可以参见图1-图6所示实施例的具体说明,在此不进行赘述。
89.存储介质所在设备可以是外骨骼设备。
90.实施例3
91.如图8所示,所述外骨骼设备1000可以包括:至少一个处理器1001,至少一个网络接口1004,用户接口1003,存储器1005,至少一个通信总线1002。
92.其中,通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。
93.其中,用户接口1003可以包括显示屏(display)、摄像头(camera),可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。
94.其中,网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。
95.其中,处理器1001可以包括一个或者多个处理核心。处理器1001利用各种接口和线路连接整个外骨骼设备1000内的各个部分,通过运行或执行存储在存储器1005内的指令、程序、代码集或指令集,以及调用存储在存储器1005内的数据,执行外骨骼设备1000的各种功能和处理数据。可选的,处理器1001可以采用数字信号处理(digital signal processing,dsp)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array,fpga)、可编程逻辑阵列(programmable logic array,pla)中的至少一种硬件形式来实现。处理器1001可集成中央处理器(central processing unit,cpu)、图像处理器(graphics processing unit,gpu)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中,cpu主要处理操作系统、用户界面和应用程序等;gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制;调制解调器用于处理
无线通信。可以理解的是,上述调制解调器也可以不集成到处理器1001中,单独通过一块芯片进行实现。
96.其中,存储器1005可以包括随机存储器(random access memory,ram),也可以包括只读存储器(read-only memory)。可选的,该存储器1005包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器1005可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器1005可包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等;存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器1005可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器1001的存储装置。如图8所示,作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及外骨骼设备的操作应用程序。
97.本领域内的技术人员应明白,本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
98.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
99.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
100.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
101.在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
102.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
103.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除
可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
104.还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
105.以上仅为本技术的实施例而已,并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的权利要求范围之内。