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手机、手环、计步器,都是如何知道我们每天走了多少步的?谜底揭晓!

网信江门 2022-05-05


自从出了微信运动

为了霸占榜单

很多人开启了暴走模式

经常每天上万步


其实很多人在意微信步数

不仅仅是攀比心理

更多的是在意自己

一天到底运动了多少


可是

手机或者智能手环里的计步器

到底是怎么工作的?

它又是如何知道我们每天走了多少步的?












答疑专家:

中国电子科学研究院工程师  廖勇


机械式计步器原理类似摆锤


廖勇:最开始的计步器是机械式的,原理其实很简单,就跟摆锤一样。因为人在走路的时候会带着摆锤动,它动一下,基本上就是人在走一步。摆锤和金属接触通电,就记了一步。



智能手环和计步软件的工作原理?


那么,现在流行的智能手环和手机里的计步软件也是这个原理吗?


廖勇:现在的手机手环里面,一般是用一个非常小的芯片——三轴加速度传感器。通过这个加速度传感器,可以测量手机或者是手环在三个不同方向上的加速度。通过对加速度的值进行计算,就可以大概测出走路的步数。



这种加速度传感器是怎么知道我们走路的步数呢?


廖勇:有一种特殊的材料,叫压电陶瓷材料,根据作用在上面的力的大小产生不同的形变,就可以产生不同的电压变化。通过作用在上面的力来测量出加速度,然后通过加速度判断出人在走路时是在哪个方向进行运动,或者说频率大概是多少。


手晃or走路,怎样分辨?


如果用手摇晃手机,也会产生加速度,这个传感器是怎么分辨手晃和走路的区别呢?


廖勇表示,人在走路的时候,频率一定是在某一个范围之内的。比方说,一秒钟跨出多少步,或者说一分钟只能走出多远。如果人拿着手机在晃的话,频率会非常快。其次,晃动的加速度变化比人在走路的加速度变化要大很多。基本上通过这两个方面,就能够判断出到底是人拿着手机在晃,还是真正在行走。



加速度传感器应用广泛


其实,计步功能只是加速度传感器的一部分应用。在车辆安全、桥梁健康等方面,加速度传感器都有着非常重要的作用。


廖勇:车上的安全气囊为什么会弹起来?车开到一定速度以上,如果突然停下来,安全气囊就会弹出,这实际上是有一个加速度传感器在测量车在前进方向的加速度。通过一个量的变化,来判断现在应不应该把安全气囊弹出来。



此外,加速度传感器还可以应用在桥梁的健康监测中。传感器技术与计算机技术,通信技术并称为现代信息技术的三大支柱。航天运载火箭上,采用的传感器达2000多个;一架民航客机所用的传感器也有上千个。可以说,任何自动控制装置和系统都离不开传感器技术。



计步器有了,但这些数字真的能起到让你锻炼的效果吗?


根据研究,成年人一般一天要走8000步左右,而这8000步基本上强度都很低,对健康促进小。可能在日行万步中,只有2000步左右是比较有效的运动,这个运动量实在是太小了。


并且当你晚上一看微信步数,发现自己的步数已经超过 1 万步了,结果就放弃了原本计划好晚上的运动,这样对促进身体健康,没有一点益处。


所以,除了看步数之外,你还需要关注:



运动强度

根据世界卫生组织及国内外官方指导意见:中等强度是目前有效运动的最基本要求。


怎么判断是否达到中等强度呢?


1、看步行速度:

中等强度标准是每分钟步行 110 ~130 步之间。


2、看心率:

中等运动强度中的最大心率的70%~85%是正常心率。例如一个人安静时的心率是70次/每分钟,他中等运动强度的心率大约要达到130次/每分钟。


在步行锻炼时,按大多数人散步式的方式进行,心率只能达到100~110次/每分钟,因此,尽管走了一万步,锻炼效果也不会好。


3、有点喘:

有个简便的方法,就是感到“呼吸加快,有点喘”,但又“可以与人正常交谈”,若喘得无法正常交谈,即超过了中等运动强度。


运动时间


有了中等强度的步行,还需要足够的时间。


每天至少累积30分钟的运动;


单次运动10分钟以上才算是有效的运动;


每周至少有4~5天的时间进行运动;


秋天快到了

又到了要长肉的日子,

有空的时候

一起走起来吧!



来源:网信江门综合整理

编辑:李芳菲

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