专利名称：Usb有线/无线电子肌肉刺激器系统及其音乐同步方法EMS，中文全称为电子肌肉刺激器，其将电流加载于人体肌肉组织，可以松弛肌肉 痉挛，增加运动，减少和防止肌肉萎缩，增加局部的血液循环和肌肉再锻炼；也可以用于减轻关节痛，肌肉疼痛等以及减轻肌肉紧张度，增强肌肉，改进肌肉的总体外观等等。但是，传统的EMS机大多数是独立的单元，不具有更新软件/固件以及按摩模式的灵活性，也无法实现用户在互联网上与他人分享他们的个人按摩模式。
本发明涉及一种USB有线和无线电子肌肉刺激器系统，可以在用户在电子处理设备上工作或游戏的同时，为用户提供按摩，并可实现软件/固件以及按摩模式的更新，非常便利，便于携带。为实现上述的目的，本发明提供的技术方案为 一种USB有线和无线电子肌肉刺激器系统，其中，包括电子处理设备，以及多个USB设备，所述的电子处理设备分别与所述的多个USB设备相连接，所述USB设备包括相互连接的主部件和按摩器单元，所述的主部件与所述电子处理设备通信以控制和监控所述按摩器单J Li o上述的USB有线和无线电子肌肉刺激器系统，其中，所述的主部件与所述电子处理设备有线连接。上述的USB有线和无线电子肌肉刺激器系统，其中，所述的主部件具有一 USB接口，所述主部件通过所述USB接口与所述电子处理设备有线连接。上述的USB有线和无线电子肌肉刺激器系统，其中，所述的主部件与所述电子处理设备无线连接。上述的USB有线和无线电子肌肉刺激器系统，其中，所述的主部件包括具有一内置的射频收发器的微控制器，高压发生器以及高压双向开关，所述微控制器分别与所述高压发生器以及所述高压双向开关连接，所述高压发生器与所述高压双向开关连接，所述射频收发器用于所述主部件与所述电子处理设备无线连接。上述的USB有线和无线电子肌肉刺激器系统，其中，所述的主部件由蓝牙模块，微控制器，高压发生器以及高压双向开关，所述的微控制器分别与所述蓝牙模块、所述高压发生器以及所述高压双向开关连接，所述的高压发生器还与所述高压双向开关连接，所述蓝牙模块用于所述主部件与所述电子处理设备无线连接。上述的USB有线和无线电子肌肉刺激器系统，其中，所述USB设备的个数为6个，所述的6个USB设备分别通过弹性绷带固定于人体的左肩、右肩、左臂、右臂、左腹部以及右腹部。上述的USB有线和无线电子肌肉刺激器系统，其中，所述的电子处理设备为PC或者 PS3 或者 Xbox360。上述的USB有线和无线电子肌肉刺激器系统，其中，所述的按摩器单元包括两个凝胶按摩垫，所述的两个凝胶按摩垫并行连接在一起。上述的USB有线和无线电子肌肉刺激器系统，其中，所述的USB设备还进一步包括有一 SD读卡机，所述的SD读卡机用于读写所述电子处理设备上的SD文件。一种用于如上述任一权利要求所述的USB有线和无线电子肌肉刺激器的音乐同步的方法，其特征在于，包括以下的步骤 步骤SI :音乐播放器播放音乐； 步骤S2 :由电子处理设备中的按摩应用软件捕捉所述音乐播放器播放的音乐的音频信息；
步骤S3 :所述按摩软件将所捕捉到的音频信息进行分析和处理后转换成为所述微控制器的按摩脉冲输出。上述的USB有线和无线电子肌肉刺激器系统的音乐同步的方法，其中，所述步骤S2中所述按摩软件将所捕捉的音频信息转换成为所述按摩单元的按摩输出的方法为对所捕捉到的所述音频信息执行峰值检波算法，以使得所述微控制器的按摩脉冲输出同步跟随所述音频信息的频率和扩幅信息。上述的USB有线和无线电子肌肉刺激器系统的音乐同步的方法，其中，在所述峰值检波算法中引入上限阈值和下限阈值以平和所述微控制器的按摩输出，即当所述音乐播放器播放的音乐的音乐电平位于所述上限阈值与所述下限阈值时，按摩电平将会同步跟随所述音乐电平；当所述音乐电平高于上限阈值时，所述按摩电平将会在所述音乐电平的基础上以恒定速率递减，当音乐电平低于下限阈值时，所述按摩电平将会在音乐电平的基础上以恒定的速率递增，无论何时，所述音乐电平落入所述上限阈值和所述下限阈值之间，所述按摩电平将会同步跟随所述音乐电平。上述的USB有线和无线电子肌肉刺激器系统的音乐同步的方法，其中，所述步骤S2中所述按摩软件将所捕捉的音频信息转换成为所述按摩单元的按摩输出的方法为对所述音频信息执行快速傅立叶变换，即个人电脑中的软件每4秒就会同步跟随所述音频的频谱的频段，并在计算出4秒内出现在每个频段上的能量，并选取所有频段中具有最高能级的频段，所述的控制器的按摩脉冲输出将会同步跟随所选取的具有最高能级的频段的音乐电平，且具有最高能级的频段每4秒进行更新。上述的USB有线和无线电子肌肉刺激器系统的音乐同步的方法，其中，所述的音乐播放器为第三方音乐软件或者所述按摩应用软件内置的音乐播放器。
本发明的USB有线和无线电子肌肉刺激系统，由于其具有的上述技术特征，使之具有的优点为
(1)由于其所具有的无线连接方式，可以通过射频收发器与电子处理设备进行无线连接，省去了布线的麻烦，
(2)主部件与按摩器单元紧密连接在一起，为多渠道按摩器系统提供了理想的模型，且便于携带，方便实用。(3)由于电子按摩单元通过US B接口与个人电脑等连接，人们可以在电脑上工作的同时享受按摩，且由于还具有一用作大容量存储设备的SD读卡机，可以将工作内容保存在个人电脑上，方便实用，便于携带。


图I为本发明的USB有线和无线电子肌肉刺激系统处于有线模式和无线模式的整个系统的框架图(USB有线和无线音乐同步电子脉冲按摩器的主部件的框架图)。图2为处于无线模式的USB设备的框架图(双垫(TP)的框架图)。图3为处于正常的按摩模式和游戏模式的本发明的USB有线和无线电子肌肉刺激系统。图4是高压发生器的电路图(充电泵电路)。图5是高压双向开关的电路图。图6是基于峰值检波的音乐同步的数据图。图7是基于频谱的按摩输出的数据图，其中，I.每份为0. 5毫秒；2.每25毫秒，所选取频段的扩幅被直接转移到按摩脉冲扩幅；3.新选取的频段是在前4秒期间基于前4秒得数据，具有最高的峰值的频段；4.顺序每4秒重复一次。图8是一种实施例中时间与电平之间关系数据图。
图9是另一种实施例中时间与电平之间关系数据图。
图10是另一种实施例中时间与电平之间关系数据图。
图11是另一种实施例中时间与电平之间关系数据图。

在无线操作模式中，个人电脑I向微控制器211发送按摩控制指令，微控制器211通过其所具有的射频收发器211a接收个人电脑I发送的控制命令。每个由并行连接的双凝胶垫组成的按摩器单元22在首次上电时包含有一个随机设定的唯一的设备ID。按摩器单元22在十六进制的FFFO到FFFF产生时将会重新登记该ID。设备ID为十六进制FFFF，其在配对过程中用于广播模式以及停止所有的按摩指令。在有线模式中，微控制器和外部控制器都具有的USB接口一个⑶C类的USB，其为操作本系统中的按摩功能提供一串行通信渠道。在有线模式中进行操作时，个人电脑I的控制指令将会直接送入USB设备2中。所有的包括有两个凝胶垫的按摩器单元22都具有一个2个字节的唯一的ID，且所设有的按摩器单元22的ID皆固定为十六进制的FFF0。此外，本USB有线和无线电子肌肉刺激器系统还包括一与微控制器211相连接的连接的SD读卡机(图中为示出)，以作为大容量存储类使用以读写个人电脑的SD卡上的文件，这样，用户就可在个人电脑I上工作的同时享受按摩，并将在个人电脑I上进行工作内容保存在SD读卡机中。图2示出了无线模式中的USB设备的整体框架图。电源按钮用于在用户按压并松开时为设备上电。而用户需按压电源按钮并持续3秒以上时，以初始化配对次序。图3示出了处于无线正常按摩模式和游戏模式中的USB有线和无线电子肌肉刺激器系统。本发明中的电子按摩单元2共有6个，分别通过弹性绷带(图中未示出)固定于人的左肩、右肩，左臂、右臂、左腹部以及右腹部上。在游戏模式中，按摩输出由游戏过程中产生的音响效果控制。它是通过运行一个后台应用程序来完成的，所述的后台应用程序监控游戏过程中产生的声音并根据音响效果的声频信息控制按摩器单元的的按摩输出。其他的方法是由游戏开发者使用游戏软件中的按摩API进行的。图4示出了高压发生器的电路图。微控制器的脉宽调制(PWM)信号以IOkHz的频率运行。该脉宽调制(PWM)信号是一个8比特的脉宽调制信号。为了得到IK欧姆负载的70V输出，需要约为60%的占空比。所以，满量程达到了 0.6 X 255，约160阶跃。在个人电脑I的软件中，该阶跃被进一步减少为20阶跃，每一阶跃的大小都是8电平递增的。图5是高压双向开关的电路图。在脉冲频率低于IOHz时，PON和NON信号是一个含有512微秒脉冲的脉宽调制信号。当脉冲频率高于IOHz时，脉冲宽度在64微妙到512微妙之间变化，具体由按摩模式中的参数确定。当PON为逻辑高且NON为逻辑低时，Q3和Q9将会开启而产生在一个方向上流动的高电压。当NON为逻辑高并且PON为逻辑低时，Q4和Q8的开启将会产生在另一个方向上流动的电流。脉冲频率被控制在I 250 Hz之间。串口协议概述
下面是由计算机发送的指令


本发明公开了一种USB有线和无线电子脉冲刺激器系统，包括一电子处理设备，主部件以及按摩器单元，所述主部件分别与所述电子处理设备以及按摩器单元相连接，其特征在于，所述的主部件包括一控制单元，所述控制单元分别与高压发生器以及高压双向开关有线连接，所述高压发生器与所述高压双向开关有线连接，所述高压双向开关与所述按摩器单元有线连接。本发明的USB有线和无线电子由于具有无线和无线两种连接方式，使用简便；且由于电子按摩单元通过USB接口与个人电脑等连接，人们可以在电脑上工作的同时享受按摩，且由于还具有一用作大容量存储设备的SD读卡机，可以将工作内容保存在个人电脑上，方便实用，便于携带。