Nike+iPod运动

耐克+ iPod运动套件传感器和接收器。查看更多 iPod图片
HowStuffWorks 2007

在过去的几年里,关于与肥胖相关的健康风险的警告变得越来越可怕。同时,电脑,游戏机和其他电子设备越来越多地出现在人们的家中。所以很多新产品,从任天堂Wii游戏机到ExerStation控制台控制器,将技术与健身相结合。

Nike+iPod运动套件与此类似。基本上,它结合了便携式音乐播放器和计步器,这两种设备跑步者已经使用多年了。但运动套件比普通计步器要先进得多。它使用电路,无线电波以及跟踪和报告一个人锻炼情况的软件。

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该套件由两部分组成——a传感器接收机在美国,它们都是大约一英寸(2.5厘米)长。传感器安装在Nike+鞋垫下的一个小空间里。接收器插在一个插座上iPod纳米技术。

Nano不包括在内,但它是系统工作所必需的。它提供电池接收器电源和训练软件用户界面。跑步者使用Nano的点击轮控制软件,该软件可通过“Nike+iPod”菜单访问。锻炼软件让人们:

  • 创建锻炼播放列表
  • 看看他们跑了多远,多快,还有多少卡路里他们烧毁了
  • 查看关于过去训练的统计信息
  • 设定训练目标

2006年7月13日之后出货的所有iPod nano都已经安装了锻炼软件。老式的nano可以使用iPod的更新功能自动下载软件iTunes

除了提供能量和用户界面,Nano还能告诉跑步者锻炼的进展情况。电脑声音会描述他们跑了多远、多快以及目的地有多远。

Nano的闪存驱动器还为训练数据提供存储空间。同步时,Nano会将数据传输到个人计算机这台电脑的iTunes软件可以自动将数据上传到耐克+的账户。Nike +的网站,跑步者可以查看锻炼统计数据,并向其他跑步者发送挑战。人们还可以使用该网站的MapIt功能来绘制和分享他们的路线。

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这个用户提交的路由开始于 HowStuffWorks的办公室。

所有这些数据都来自两个设备之间的交互——耐克+ iPod传感器和接收器。接下来我们将更详细地研究它们。

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耐克& # 43;iPod传感器

压电传感器可以很小——环形传感器为PlayStation 3控制器提供动作感应功能。"width=
压电传感器可以很小——环形传感器为PlayStation 3控制器提供动作感应功能。

就像手机电视,耐克+ iPod的传感器和接收器通信使用无线电波. 传感器检测跑步者的每一步,并将此信息广播给接收器。接收者将信息路由到服务器iPodNano,它将它传递给跑步者,或者在屏幕或通过耳机

压电材料在工作时会产生电脉冲

改变形状。

这个传感器可以放进Nike+跑鞋鞋垫下的一个洞里。它通过它来检测跑步者的足迹压电加速度计.压电材料在改变形状时产生电流,或者在接触到电时改变形状。压电换能器常用于扬声器,当它们接触电流时,会迅速改变形状。另一方面,压电传感器使用石英、硅或人造晶体,当挤压、移动或弯曲时就会产生电力。

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这些类似发电机的晶体通常是微观的。根据晶体的切割方式,它们在特定方向或沿特定平面压缩时通常会产生电荷。由于这些原因,压电传感器可以非常小且非常精确。除了Nike+传感器外,微型压电传感器还可为用户提供运动传感功能PlayStation 3任天堂Wii游戏机控制器。

Nike+传感器的加速度计安装在电池上。发射机向伴随的接收机广播信号。"width=
Nike+传感器的加速度计安装在电池上。发射机向伴随的接收机广播信号。

Nike+传感器中的加速计可以检测到人的脚何时着地。当一个人站着不动或缓慢行走时,他的脚接触地面的时间比在空中的时间多。但当慢跑或短跑时,他的脚在地面上停留的时间越来越少。他跑得越快,他的双脚接触地面的时间就越短。由于走和跑的基本特征,a处理器可使用方程式将接触时间转换为运行速度。当跑步者通过跑一个预先设定的距离来校准他们的传感器以获得一个基线读数时,这个过程是最准确的。

加速度计也充当传感器的开关。当鞋子不移动时,加速度计就不会报告脚步声——它就会停止发送数据。在没有加速度计输出的情况下,传感器最终会自动进入睡眠状态。但是当一个跑步者穿上他的鞋子并走了几步,传感器就会产生电脉冲,然后传感器就会恢复工作。该传感器还具有物理开关,可将单元关闭;直到有人再次按下开关,这个装置才会关闭。当人们不经常跑步或穿着不同的鞋子跑步时,这可以保护电池的寿命(电池可以使用1000小时)。

开关、处理器和天线位于传感器的底部。"width=
开关、处理器和天线位于传感器的底部。

耐克+ iPod传感器通过内置的发射器和天线将信息发送到接收器。它使用专有协议以2.4千兆赫的无线电频率广播数据。除了传输一个人跑步步幅的数据外,它还传输一种独特的代码,用来识别自己。接下来我们将看看接收者如何使用这些信息。

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Nike+iPod接收器

接收器的处理器在印刷电路板的下面。多针连接器将接收器连接到Nano的基座连接器上。"width=
接收器的处理器在印刷电路板的下面。多针连接器将接收器连接到Nano的基座连接器上。

因为它的存储、软件和电池权力取决于iPodNano,运动套件的接收器比发射器简单一点。它通过一个多针连接器插入Nano的对接连接——这些针在两个设备之间来回传输数据和电源。接收器本身只有几个部件,包括处理器、接收器、天线和几个电阻器和传感器电容器

当人们第一次使用耐克+ iPod系统时,传感器会连接到接收器上。接收器学习识别特定传感器的识别码。由于这个原因,许多人可以一起跑步,而不受耐克+ iPod传感器的干扰。如果一个家庭中有几个人使用同一款iPod,但使用不同的传感器,接收器可以学会识别每个传感器,Nano可以为每个用户存储不同的设置。

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耐克+接收器的天线和接收器检测信号从发射机。"width=
耐克+接收器的天线和接收器检测信号从发射机。

该系统是灵活的,发射机的60英尺(18.2米)范围使得系统的两个部分不太可能彼此失去接触。然而,传感器相对较长的射程引起了人们对Nike+系统隐私的担忧。

2006年11月,华盛顿大学计算机科学与工程系的成员发布了一份纸张详细说明了耐克+ iPod运动套装是如何被用于邪恶目的的。该论文指出,无论接收器是否在附近,甚至是否插在iPod上,发射机都能发送数据。根据这篇论文的作者,这种持续的传输可能被用来侵犯一个人的隐私。

这篇论文提出了几个场景,其中一个运动套件可以用来跟踪一个人。这些场景有一些技术要求。为了成功追踪使用运动套件的人,犯罪者必须:

  • 确定受害者传感器的识别号码,以便追踪正确的人。
  • 隐藏接收器和天线,确保受害者能在60英尺(18.2米)范围内通过
  • 开发一种检索和分析传感器数据的方法

几家媒体报道了这一事件,一些媒体声称,Sport Kit是一个容易被黑的RFID系统,威胁了人们的隐私。然而:

  • 从技术上讲,运动包不是一个RFID系统——它的范围比RFID标签的范围大得多,而且它在不同的无线电广播频率。
  • 尽管传感器传输一个唯一的识别码,但它不传输人的姓名或其他识别信息。
  • 只有当受害者穿着跑鞋并打开传感器时,部署一个旨在跟踪一个人的耐克+ iPod设备的监控系统才会起作用。它还需要一个广泛的天线网络。
  • 更容易定位跟踪方法,如GPS接收器,都是现成的。

然而,Nike + Sport套装目前面临着一个不同的问题——2007年2月,电子产品制造商PhatRat Technology起诉苹果和耐克侵犯专利。PhatRat声称运动套装侵犯了其无线性能跟踪技术。

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一台iPod Nano, 2gb 110- 149美元,4gb 150- 199美元,8gb 200- 249美元
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耐克+ iPod系统很容易使用,但如果没有正确的组件,它就无法工作。这是你需要买的东西。

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一套Nike+iPod运动套件,29美元
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耐克+运动鞋的鞋垫下有放置传感器的空间,男女款均为85- 130美元"width=
耐克+运动鞋的鞋垫下有放置传感器的空间,男女款均为85- 130美元

要了解更多有关iPod、其他电子设备和相关信息,请查看下一页的链接。

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来源

  • 苹果:Nike + iPod http://www.apple.com/ipod/nike/
  • 高德,保罗J.等。《测量一个人在运动中的脚接触时间和脚放空时间》美国专利6018705。(2/8/2007) http://www.freepatentsonline.com/6018705.html?s_id = c06d1cc665bfe0de97fffe2a37d4add4
  • 耐克。“问题:我需要买一台新的iPod吗?”2006年10月18日(2007年2月8日)http://forums.nike.com/thread.jspa?threadID=90&tstart=15
  • Nike:Nike+iPod用户指南http://www.nike.com/nikeplus/v1/pdf/English.pdf
  • 耐克:Nike + http://www.nike.com/nikeplus/
  • PCB Piezoelectronics。压电式加速度计简介(2/8/2007)。http://www.pcb.com/techsupport/tech_accel.php
  • “史葛的设备:耐克+ iPod运动套装”华盛顿大学。11/30/2006 (2/8/2007). http://www.cs.washington.edu/research/systems/ nikeipod/tracker-paper.pdf
  • SparkFun电子产品。“Nike + iPod解剖”。1/13/2007(2/8/2007)。http://www.sparkfun.com/commerce/present.php?p=Nike_iPod-Internals
  • 圣翁吉,杰夫。“苹果、耐克就运动鞋iPod设备专利提起诉讼。”彭博社。2/2/2007 (2/8/2007). http://www.bloomberg.com/apps/news?pid=conewsstory& REFERE=conews&tkr=AAPL:US&sid=a_AKjlGqMjVg
  • 韦伯,曼弗雷德。“压电原理”。(2/8/2007)。http://www.mmf.de/piezoelectric_principle.htm

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