這是一種測(cè)量運(yùn)動(dòng)員在跑步過(guò)程中瞬時(shí)速度的智能硬件。它使用無(wú)線射頻（2.4G免授權(quán)如24L01）收發(fā)機(jī)將運(yùn)動(dòng)員瞬時(shí)速度，姿態(tài)，環(huán)境狀態(tài)實(shí)時(shí)傳輸給主機(jī)，能夠同時(shí)測(cè)量1-20名運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并通過(guò)串口將主機(jī)中儲(chǔ)存的信息發(fā)送給電腦，能夠?qū)崟r(shí)顯示各運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，分析各運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

                                                 ——摘要

裝置要求

1.測(cè)量運(yùn)動(dòng)員瞬時(shí)速度是通過(guò)三軸加速度傳感器采集3軸方向加速度，通過(guò)一定的算法，得到運(yùn)動(dòng)方向速度。

2.配置在運(yùn)動(dòng)員腰部的測(cè)速裝置（從機(jī)）既可以將測(cè)量的速度，姿態(tài)，環(huán)境狀態(tài)分時(shí)分段傳遞給主控制機(jī)，也可以傳送給配置在運(yùn)動(dòng)員手腕的接收機(jī)，顯示相關(guān)參數(shù)，起到提醒的作用。

3.主機(jī)負(fù)責(zé)給各個(gè)測(cè)速裝置編碼，規(guī)定相應(yīng)的通信協(xié)議，自動(dòng)識(shí)別新添入/移除的測(cè)速裝置，能夠在一定時(shí)間內(nèi)將從機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存并可以通過(guò)串口發(fā)送給電腦。

4.電腦上串口程序可以將收集的數(shù)據(jù)制表或畫(huà)圖，并可以通過(guò)相應(yīng)的算法得到各運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以供教練分析參考。

目前，運(yùn)動(dòng)員測(cè)速采用的是激光，攝影，多普勒雷達(dá)測(cè)速，光電管分段測(cè)速。激光測(cè)速只能運(yùn)用于直線測(cè)量，測(cè)量距離有限，很容易受環(huán)境影響。攝影測(cè)速成本高，測(cè)量結(jié)果不實(shí)時(shí)，運(yùn)營(yíng)成本大。多普勒雷達(dá)雖然性價(jià)比高，但對(duì)于多人分時(shí)分段測(cè)量有些困難。光電管測(cè)量雖然成本高，但實(shí)際測(cè)量中需要擺放大量基站，占用跑道空間，且精度也不是很高，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不適用在非訓(xùn)練場(chǎng)地適用。

本測(cè)速裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本相對(duì)低廉，可以再一般運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地適用。精度不如攝影，激光測(cè)速，但在日常訓(xùn)練中有著一個(gè)輔導(dǎo)校正作用。有很大的市場(chǎng)需求。

裝置說(shuō)明

1結(jié)構(gòu)圖

注：測(cè)速裝置含運(yùn)動(dòng)員手腕顯示器

              z

                    (gx,gy,gz)

                            y

       X

測(cè)速原理圖：

7.jpg (5.11 KB, 下載次數(shù): 84)

下載附件

2016-3-30 23:40 上傳

通過(guò)對(duì)三軸加速度積分就可以得到速度，通過(guò)與測(cè)速表校正，可以得到實(shí)際測(cè)速與內(nèi)部三軸加速度測(cè)速之間的關(guān)系，進(jìn)而可以分段測(cè)速。

3無(wú)線協(xié)議

目前市場(chǎng)上無(wú)線通信主要有藍(lán)牙，WiFi，ZigBee，GPRS,2.4G射頻.藍(lán)牙功耗大，通信距離短。WiFi成本高，且只適合在有局域網(wǎng)的環(huán)境下使用，不適合在操場(chǎng)野外等環(huán)境下使用。ZigBee功耗低，可以進(jìn)行組網(wǎng)，但其協(xié)議并未開(kāi)放，市場(chǎng)還沒(méi)開(kāi)拓，開(kāi)發(fā)有一定難度。GPRS可以在大部分區(qū)域內(nèi)使用，但需要交納相應(yīng)的流量費(fèi)，并不經(jīng)濟(jì)。而2.4G射頻運(yùn)用在無(wú)線鍵盤，鼠標(biāo)，遙控飛機(jī)，適合低成本短距離通信，且可以通過(guò)添加外置天線實(shí)現(xiàn)1-3km無(wú)線通信。

因?yàn)闊o(wú)線傳輸裝置只需要傳輸運(yùn)動(dòng)員基本運(yùn)動(dòng)參數(shù)，故不需要太大儲(chǔ)存空間，主機(jī)需要一張sd卡或u盤儲(chǔ)存信息。基于ZigBee通信原理，測(cè)試開(kāi)始時(shí)，主機(jī)需要向從機(jī)發(fā)送同步信號(hào)，設(shè)定此時(shí)各從機(jī)的定時(shí)時(shí)間與主機(jī)的一致，主機(jī)給每個(gè)從機(jī)匹配一定的序號(hào)，從機(jī)按序號(hào)分時(shí)段傳輸信息，這樣保證主機(jī)不會(huì)在同時(shí)受到幾條信息而無(wú)法處理。每個(gè)從機(jī)按API格式給主機(jī)發(fā)送信息，保證信息的完整與不掉包。主機(jī)將接收后的信息經(jīng)過(guò)處理后按照一定的格式發(fā)送給電腦串口。

4     PC串口程序

      由于儲(chǔ)存的信息查看不便，我們需要將其顯示在電腦上。電腦上的串口程序?qū)⒅鳈C(jī)接受的信息按照約定的編碼格式解碼到電腦上，用圖表的方式顯示出來(lái)，也可以根據(jù)一定的經(jīng)驗(yàn)公式，求出每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際成績(jī)，以供參考。