健康运动环境管理装置、系统及方法技术领域
总的而言本发明涉及环境的调节与控制，特别涉及一种健康运动环境管理装置、
系统及方法。
背景技术
健康对人的重要性不言而喻，当今人们越来越关注健康问题。为了获得健康的体
魄，越来越多的人走进健身房或购买健身器材进行室内锻炼。健身器材通常有跑步机、健身
车、竞赛车、椭圆车、踏步机、划船机、力量训练器等等。但是目前人们在使用这些器材锻炼
时通常会忽视锻炼时所处的环境因素，研究表明在不利的环境中锻炼对人们的身体会产生
伤害，以温度、湿度为例，在气温适中时(20-25度)，空气的湿度对人体影响不大，而在高温
或低温时，较大的湿度对人体十劣、不利，湿度越大人体通过蒸发散热的途径将受到越大的
阻碍，人体产热和散热的平衡将被打破，使机体的正常功能受到损伤。
如图5所示，为了获得一个健康的运动环境，目前人们通常会在室内设置一些环境
调节设备，例如温度控制设备(如空调)、空气净化设备、湿度控制设备(如加湿器)等等，这
些设备通常会放置于远离健身器材的室内角落处，在锻炼开始时，用户手动开启这些设备
并设定相应的温度、湿度等设备参数。随着锻炼时长和设备运行时间的增加，运动环境产生
相应的变化，此时用户会感觉之前设定的环境参数并不适宜，如之前设定的温度过高/过
低、湿度过高/过低等等，为此用户会中断锻炼，逐一调整各环境设备的参数。这一调整过程
需要中断锻炼，需要逐个调整设备参数，调整过程繁杂，这些大大降低了人们的运动体验。
且环境参数的调整根据用户个人感受进行，存在盲目性(调整后的环境参数并非最佳环境
参数)。当前也有一些环境设备采用遥控控制，但是控制器/遥控器通常也放置于远离健身
器材之处，与之前手动调节类似，通过遥控器的调节也需要人们中断锻炼，调整存在过程繁
杂、盲目性的缺点，大大降低了用户体验。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种健康运动环境管理系统及方法。
一种健康运动环境管理装置，包括可穿戴智能设备、环境调节设备和健身设备，所
述可穿戴智能设备与环境调节设备和健身设备通信连接，所述可穿戴智能设备包括：输入
单元，用户获取当前用户的个人信息；存储单元，用于预存储用户信息与最佳运动环境参数
对应关系；处理单元，用于根据获取到的当前用户的个人信息和预存储的用户信息与最佳
运动环境参数对应关系，获得与当前用户相对应的最佳运动环境参数值；通信单元，用于将
获得的所述最佳运动环境参数值发送至所述环境调节设备和/或健身设备。
可选的，所述最佳运动环境参数包括环境调节设备的参数和健身设备的参数。所
述输入单元，还用于获取当前用户设定的运动环境参数值；所述通信单元，用于将所述当前
用户设定的运动环境参数值发送至环境调节设备和/或健身设备。所述用户信息与最佳运
动环境参数对应关系包括用户信息与最佳环境调节设备参数对应关系表和用户信息与最
佳健身设备参数对应关系表。环境参数采集设备，用于将采集当前环境参数值发送至环境
调节设备；环境调节设备，用于比较接收到的最佳运动环境参数值与当前环境参数值之差，
当判定二者之差大于设定阈值后，启动环境调节设备，以使当前环境参数值达到最佳运动
环境参数值。环境参数采集设备，用于将采集当前环境参数值发送至所述智能设备；处理单
元，用于比较获得的最佳运动环境参数值与当前环境参数值之差，当判定二者之差大于设
定阈值后，通过所述通信单元向所述环境调节设备发送启动指令。所述健身设备，用于比较
接收到的最佳环境参数值与当前设备参数值，当判定当前设备参数值在最佳环境参数值之
外时，调整当前设备参数值，以使得当设备参数值等于最佳环境参数值。
一种健康运动环境管理系统，包括云端服务器、可穿戴智能设备、健身设备和环境
调节设备，所述可穿戴智能设备，用于获取当前用户的个人信息，并将获取到的用户的个人
信息发送至云端服务器；所述云端服务器，用于预存储用户信息与最佳运动环境参数对应
关系，根据获取到的当前用户的个人信息和预存储的用户信息与最佳运动环境参数对应关
系，获得与当前用户相对应的最佳运动环境参数值，并将所述最佳运动环境参数值发送至
所述可穿戴智能设备；所述可穿戴智能设备，用于将获得的所述最佳运动环境参数值发送
至所述环境调节设备和/或健身设备。所述最佳运动环境参数包括环境调节设备的参数和
健身设备的参数。
一种健康运动环境管理方法，包括以下步骤：S100：获取当前用户的个人信息；
S200：预存储用户信息与最佳运动环境参数对应关系；S300：根据获取到的当前用户的个人
信息和预存储的用户信息与最佳运动环境参数对应关系，获得与当前用户相对应的最佳运
动环境参数值；S400：调整当前环境参数值至所述最佳运动环境参数值。
本发明的有益效果是：以智能穿戴设备为核心，在锻炼时用户佩戴相应的智能设
备，通过该智能设备来调整环境调节设备和健身设备的参数(即环境参数)，以使得运动环
境达到最佳。可以根据用户的个人信息来进行，使得每个用户均能获得与其相适应的最佳
运动环境，避免了调整的盲目性。用户在锻炼过程中通过将环境参数输入智能设备便可以
完成对于环境的调整，不必中断锻炼，也不需要远离健身器材去逐个调整环境设备，调整过
程简单、快捷，大大提高了用户体验。
附图说明
图1为本发明环境管理装置的结构示意图；
图2为本发明智能设备的结构示意图；
图3为本发明环境管理系统的结构示意图；
图4为本发明环境管理方法的流程图；
图5为现有技术中的运动环境的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明
的具体实施方式做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全
部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发
明的主旨。
实施例1
首先对本发明的健康运动环境管理装置做介绍。请参阅图1，本发明的健康运动环
境管理装置包括智能设备、环境调节设备、健身设备和环境参数采集设备，环境调节设备、
健身设备和环境参数采集设备以有线或无线的方式与智能设备通信连接。环境调节设备可
以包括例如温度控制设备(如空调)、空气净化设备、湿度控制设备(如加湿器)等等，环境参
数采集设备包括温度传感器、湿度传感器、颗粒物浓度(如PM2.5)传感器等，环境参数采集
设备可以将采集到的环境参数发送至智能设备或环境调节设备。健身设备可以包括跑步
机、健身车、竞赛车、椭圆车、踏步机、划船机、力量训练器等等，在本发明中智能设备为可穿
戴式智能设备，例如智能手表、智能手环、智能胸带、智能手机等等，可穿戴式智能设备方便
佩戴，用户在运动中一般会佩戴一些智能设备(如智能手环)，这些智能设备可以对健身用
户的锻炼时间、体能消耗等进行监测。本发明通过智能设备获取环境参数采集设备采集到
的环境参数和健身设备的参数，根据这些参数调整环境调节设备和/或健身设备的设备参
数，从而改变当前的运动环境，使得用户可以获得最佳运动环境。众所周知，健身设备的参
数对于锻炼者而言至关重要，不正确的参数设置极易对用户造成运动损伤，为此在本发明
中除了对于环境调节设备的参数进行调整外，还需要对健身设备的参数进行调整，即本发
明所指的最佳运动环境、最佳运动环境参数包括了环境调节设备的参数和健身设备的参
数。
如图2所示，本发明的可穿戴式智能设备包括输入单元、存储单元、处理单元、通信
单元和显示单元。智能设备中可安装健康运动环境管理软件(APP)，通过这一APP实现对环
境的统一管理。具体而言，通信单元用于与环境调节设备、健身设备和环境参数采集设备进
行通信，通信可以采用wifi、蓝牙等无线通信方式，无线通信方式不需要与智能设备间进行
物理可见线路的连接，不会影响智能设备的佩戴，健身设备和环境参数采集设备将设备参
数、环境参数发送至智能设备。输入单元用于输入用户个人信息或设备的参数设置，输入单
元可以是按键、触摸屏或语音等，例如在APP启动之后弹出输入界面，用户可以在该界面中
输入其个人信息。显示单元可以是液晶显示屏，显示单元用于显示当前环境参数和/或运动
信息，例如显示当前温度、湿度、已运动时长等。存储单元用于存储用户个人信息与最佳运
动环境间的对应关系，存储单元可以采用RAM、EEPROM等，通常而言，不同用户所适宜的最佳
运动环境是不同的。以正常健康用户为例，年龄45岁以下其适宜的运动温度为20度左右，而
45岁以上的其适宜的温度为25度左右，过低的温度对于老年人的运动是不适宜的。再例如，
对于患有呼吸系统疾病的用户，其运动时要求环境的空气清洁度(PM2.5)要高于正常健康
用户。为此本发明建立了个人信息与最佳运动环境的对应关系，并将这一对应关系存储于
存储单元。处理单元从存储单元读取上述对应关系，并根据获取到的健身设备参数、环境参
数和上述对应关系调整环境调节设备的参数值，从而改变当前运动环境使用户获得最佳运
动环境。
具体而言，存储单元以表格的形式存储有用户个人信息与最佳运动环境参数的对
应关系，处理单元根据输入单元输入的个人信息查找对应的最佳运动环境参数，在查找到
最佳运动环境参数后，通过显示单元将该组参数显示给用户，以待用户确认是否使用该组
环境参数，在用户确认后，处理单元通过通信单元将该组参数发送至对应的环境调节设备。
环境调节设备将接收到的环境参数值与从环境参数采集设备获取到的当前环境值进行比
较，在二者之差大于设定阈值后，启动该设备，进行相应的环境调节，以使得当前环境达到
最佳运动环境。环境参数采集设备也可以将当前环境参数值发送至智能设备，智能设备在
接收到当前参数值后将其与查找到的最佳环境参数值进行比较，在二者之差大于设定阈值
后，智能设备通过通信单元向相应的环境调节设备发送启动指令，环境调节设备接收到该
指令后启动，进行相应的环境调节，待当前环境达到最佳运动环境后，智能设备发出停止指
令，设备停止运行。当然，用户也可以通过输入单元直接输入环境调节设备的参数值，处理
单元接收到该参数后将其发送给环境调节设备，环境调节设备根据用户输入的参数值对当
前环境进行调整。
下面以一具体示例来对上述过程做进一步说明。在该示例中可穿戴智能设备为智
能手表，在这一运动环境中温度调节设备为空调、空气颗粒物的调节通过空气净化器完成，
健身设备为跑步机。跑步机、空调、空气净化器和温度传感器、颗粒物浓度传感器均设置了
蓝牙通信接口，智能手表通过通信单元以蓝牙的方式与跑步机、空调、空气净化器和温度传
感器、颗粒物浓度传感器建立连接。智能设备的存储单元中存储有用户信息与最佳运动环
境参数的对应关系表，如表1所示。
表1
在锻炼开始之前用户打开智能手表，开启智能手表中运动管理的APP，通过手表的
液晶显示触摸屏输入其个人信息，如年龄、身高、体重、所患疾病类型等，如一健康用户通过
输入单元输入自己的年龄为50岁，则处理单元通过查找表1获取到最佳环境温度为26度，若
用户年龄为30岁，则查找到的最佳环境温度为20度，若用户为非健康用户，如用户患有心脑
血管疾病，用户年龄为30岁，则此时获取到的最佳环境温度为20度，对于健康用户而言
PM2.5的值要求在75μg以下，而对于患有呼吸系统疾病的用户则要求PM2.5在25μg以下。这
样根据用户输入的个人信息，通过查找表1便可以获得与该用户相对应的最佳运动环境参
数，在查找到最佳运动环境参数后，通过显示单元将该组参数显示给用户，以待用户确认是
否使用该组环境参数，在用户确认后，处理单元通过通信单元将该组参数发送至对应的环
境调节设备。例如当一30岁的用户确认环境参数中温度为22度后，则智能手表将这一参数
值(22度)发送至空调器，作为空调器的温度设定值，而当用户确定其PM2.5的值为25μg以下
时，则智能设备将其发送至空气净化器。
环境调节设备将接收到的环境参数值与从环境参数采集设备获取到的当前环境
值进行比较，在二者之差大于设定阈值后，启动该设备，进行相应的环境调节，以使得当前
环境达到最佳运动环境。例如当空调器接收到22度的温度设定值后，空调器通过温度传感
器获取当前温度值，例如当前温度值为30度，设定的阈值为3度，设定值与当前温度值之差
大于设定阈值，即|30-22|＝8≥3，空调启动制冷模式，使其达到最佳的环境温度22度。当空
气净化器接收到25μg以下的颗粒物浓度设定值后，空气净化器通过颗粒物浓度传感器获取
当前颗粒物浓度，例如为55μg，设定阈值为10μg，设定值与当前PM2.5值之差大于设定阈值，
则净化器开启，使颗粒物浓度达到25μg以下。这一调整方式可以充分利用现有空调、净化器
的功能，不必额外的设置温度传感器、颗粒物浓度传感器等。
环境参数采集设备也可以将当前环境参数值发送至智能手表，智能手表在接收到
当前参数值后将其与查找到的最佳环境参数值进行比较，在二者之差大于设定阈值后，智
能设备通过通信单元向相应的环境调节设备发送启动指令，进行相应的环境调节。例如处
理单元通过查找表1获取到最佳环境温度为22度，通过温度传感器获取到当前温度值为30
度，设定的阈值为3度，设定值与当前温度值之差大于设定阈值，即|30-22|＝8≥3，则处理
单元向空调器发送启动指令，接收到该指令后空调器启动，当温度到达22度之后，处理单元
发出停止指令，空调停止运行。PM2.5的调整过程与温度相似，参考温度的调整本领域技术
人员便可以明了颗粒物浓度的调整过程，不再赘述。这一调整方式，通过智能设备统一控制
各环境调节设备的启/停，便于实现集中控制。
当然上述表格并非囊括了所有可能的用户，用户对于环境的要求可能千差万别，
例如用户在锻炼一段时间后，身体产热较多，或者职业运动员用户对于通过查表所获得的
最佳环境并不满意，此时用户可以通过输入单元修改最佳环境参数，例如用户可以通过输
入单元输入温度设定值为26，则处理单元在接收到该参数后，将其发送给空调器，空调器控
制环境温度维持在26度，通过这一手动的更改，可以满足不同用户的需求。
进一步的，智能设备还可以通过通信单元获取健身设备的设备参数，设备参数包
括设备当前是否在被使用、设备当前所设定的参数值等，存储单元中预存储有用户信息与
最佳设备参数的对应关系，处理单元根据输入单元输入的个人信息查找对应的最佳设备参
数，在查找到最佳设备参数后，通过显示单元将该组参数显示给用户，以待用户确认是否使
用该组设备参数，在用户确认后，处理单元通过通信单元将该组参数发送至对应的健身设
备。健身设备将接收到的参数值与当前设备参数值进行比较，在当前设备参数值在最佳设
备参数值之外时，进行相应的调节，以使得当设备参数为最佳参数。
下面以一具体示例来对上述过程做进一步说明。在该示例中可穿戴智能设备为智
能手表，在这一运动环境中环境参数为健身设备的设备参数，健身设备为跑步机，需要对跑
步机的转速、坡度进行调整，智能手表通过通信单元以蓝牙的方式与跑步机建立连接。智能
设备的存储单元中存储有用户信息与最佳设备参数的对应关系表，如表2所示。
表2
在锻炼开始之前用户打开智能手表，开启智能手表中运动管理的APP，通过手表的
液晶显示触摸屏输入其个人信息，如年龄、身高、体重、所患疾病类型等，如一健康用户通过
输入单元输入自己的年龄为50岁，则处理单元通过查找表2获取到跑步机最佳参数为转速
0-2KM/H，坡度0-5度，若用户年龄为30岁，则查找到的最佳参数为2-10KM/H，坡度5-10度，若
一30岁患有膝关节疾病的用户，则最佳参数为0-1KM/H，坡度0度。这样根据用户输入的个人
信息，通过查找表2便可以获得与该用户相对应的最佳设备参数，在查找到最佳设备参数
后，通过显示单元将该组参数显示给用户，以待用户确认是否使用该组设备参数，在用户确
认后，处理单元通过通信单元将该组参数发送至跑步机。
健身设备将接收到的参数值与当前设备参数值进行比较，在当前参数值位于最佳
参数值之外时，进行相应的调节，以使得当前设备参数为最佳参数。例如当跑步机接收到的
参数为2-10KM/H，坡度5-10度，若跑步机当前的设定值为1KM/H，坡度6度，当前设定的转速
值不在最佳范围内，则此时跑步机会改变转速设定值，将其设定为2KM，使其处于最佳参数
范围内。与前述温度调节相似，对于设备参数的调整也可以通过输入单元直接输入用户设
定值，健身设备根据从智能设备处获得的用户输入的设备参数来调整健身设备的当前参
数，使其与用户设定值相等，此过程参考前述温度手动设定便可明了，不再赘述。
以上是对于本发明环境管理系统的详细介绍，通过上述介绍可以发现本发明的环
境管理系统以智能穿戴设备为核心，在锻炼时用户佩戴相应的智能设备，通过该智能设备
来调整环境调节设备和健身设备的参数(即环境参数)，以使得运动环境达到最佳。这一调
整，可以根据用户的个人信息来进行，使得每个用户均能获得与其相适应的最佳运动环境，
避免了调整的盲目性。用户在锻炼过程中通过将环境参数输入智能设备便可以完成对于环
境的调整，例如用户可以通过语音输入、触摸屏输入等，这样用户不必中断锻炼，也不需要
远离健身器材去逐个调整环境设备，调整过程简单、快捷，大大提高了用户体验。
实施例2
本实施例着重介绍其与实施例1的不同之处，相同之处不在赘述。参阅图3，本发明
的环境管理系统还可以包括云端服务器，云端服务器与可穿戴智能设备采用无线的方式通
信连接。智能设备可以将获得的用户信息、环境参数采集设备采集到的环境参数、健身设备
的设备参数等上传至服务器。与实施例1不同之处在于表1与表2均存储于云端服务器中，即
云端服务器存储有用户信息与最佳运动环境参数的对应关系，所述最佳运动环境参数包括
了环境调节设备的参数和健身设备的参数。云端服务器根据用户信息查找最佳运动环境参
数，并将该参数发送至智能设备，智能设备接收到该参数后，显示给用户，若用户对上述参
数确认后，则将其发送给对应的环境调节设备或健身设备，环境调节设备或健身设备根据
接收到的参数进行相应调整，以达到最佳运动环境。
对于可穿戴智能设备而言，小型化的设备越来越受到青睐，小型化所带来的弊端
便是智能设备处理能力与存储能力的下降，本实施例中通过云端服务器来完成主要信息的
存储与处理，而智能设备可以仅作为信息的显示与传输设备而存在，这样有利于设备的小
型化。
实施例3
相应的，请参阅图4，本发明还提供了一种运动环境管理方法，其包括以下步骤：
S100：获取当前用户的个人信息；S200：预存储用户信息与最佳运动环境参数对应关系；
S300：根据获取到的当前用户的个人信息和预存储的用户信息与最佳运动环境参数对应关
系，获得与当前用户相对应的最佳运动环境参数值；S400：调整当前环境参数值至所述最佳
运动环境参数值。
进一步的，所述最佳运动环境参数包括环境调节设备的参数和健身设备的参数。
所述步骤S100还包括获取当前用户设定的运动环境参数值；所述步骤S400包括将所述当前
用户设定的运动环境参数值发送至环境调节设备和/或健身设备。所述用户信息与最佳运
动环境参数对应关系包括用户信息与最佳环境调节设备参数对应关系表和用户信息与最
佳健身设备参数对应关系表。
步骤S400具体包括：比较接收到的最佳运动环境参数值与当前环境参数值之差，
当判定二者之差大于设定阈值后，启动环境调节设备，以使当前环境参数值达到最佳运动
环境参数值。或者较接收到的最佳环境参数值与当前设备参数值，当判定当前设备参数值
在最佳环境参数值之外时，调整当前设备参数值，以使得当设备参数值等于最佳环境参数
值。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与
其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于本申请的方
法实施例而言，由于其与装置实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实
施例的部分说明即可。
在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是
本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本
发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术
方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的
变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本
发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技
术方案保护的范围内。