本實(shí)用新型主要涉及一種體育測(cè)量?jī)x器領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種學(xué)校用智能體測(cè)儀。

背景技術(shù)：

健康是人類社會(huì)生存發(fā)展的一個(gè)基本要素，沒有健康就一事無成。人們對(duì)健康的認(rèn)識(shí)，是隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而變化的?！皝喗】怠弊鳛橐粋€(gè)新的醫(yī)學(xué)概念，是在20世紀(jì)90年代才被納入科學(xué)視野，從千百年來固有的健康、疾病概念中剝離出來，而引起世界的關(guān)注和矚目的。大學(xué)生作為祖國(guó)下一代的接班人，大學(xué)生的身體健康更值得關(guān)注，大部分高校在每學(xué)期末都會(huì)通過體測(cè)得方式檢驗(yàn)大學(xué)生的身體素質(zhì)，但是大學(xué)生人數(shù)較多，測(cè)量起來不方便，設(shè)計(jì)一款智能體測(cè)儀檢測(cè)仰臥起坐，可以減少時(shí)間和人力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種學(xué)校用智能體測(cè)儀，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過遮擋紅外光線的次數(shù)統(tǒng)計(jì)測(cè)試者仰臥起坐，壓力傳感器檢測(cè)測(cè)試者是否犯規(guī)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)在顯示模塊上顯示出來。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀包括紅外發(fā)射管、光電傳感器、壓力傳感器、時(shí)鐘模塊、電源模塊、單片機(jī)、按鍵模塊、顯示模塊、接口模塊、語音模塊、計(jì)數(shù)器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過遮擋紅外光線的次數(shù)統(tǒng)計(jì)測(cè)試者仰臥起坐，壓力傳感器檢測(cè)測(cè)試者是否犯規(guī)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)在顯示模塊上顯示出來。

其中，所述單片機(jī)的輸出端連接著紅外發(fā)射管的輸入端；所述光電傳感器的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端；所述壓力傳感器的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端；所述電源模塊的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端；所述按鍵模塊的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端；所述單片機(jī)的輸出端連接著顯示模塊的輸入端；所述單片機(jī)的輸出端連接著語音模塊的輸入端；所述計(jì)數(shù)器的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端；所述時(shí)鐘模塊的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端；所述單片機(jī)連接著接口模塊。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀所述單片機(jī)采用AT89C51單片機(jī)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀所述光電傳感器采用2CU型光電二極管。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀所述壓力傳感器采用MPM830壓力傳感器芯片。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀所述時(shí)鐘模塊采用DS1302芯片。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀所述顯示模塊采用LCD1602。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀所述語音模塊采用AP8921A語音芯片。

控制效果：本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過遮擋紅外光線的次數(shù)統(tǒng)計(jì)測(cè)試者仰臥起坐，壓力傳感器檢測(cè)測(cè)試者是否犯規(guī)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)在顯示模塊上顯示出來。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀的硬件結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀的單片機(jī)的電路圖。

圖3為本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀的光電傳感器的電路圖。

圖4為本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀的壓力傳感器的電路圖。

圖5為本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀的時(shí)鐘模塊的電路圖。

圖6為本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀的電源模塊的電路圖。

圖7為本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀的顯示模塊的電路圖。

圖8為本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀的語音模塊的電路圖。

圖9為本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀的接口模塊的電路圖。

圖10為本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀的計(jì)數(shù)器的電路圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種學(xué)校用智能體測(cè)儀包括紅外發(fā)射管、光電傳感器、壓力傳感器、時(shí)鐘模塊、電源模塊、單片機(jī)、按鍵模塊、顯示模塊、接口模塊、語音模塊、計(jì)數(shù)器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過遮擋紅外光線的次數(shù)統(tǒng)計(jì)測(cè)試者仰臥起坐，壓力傳感器檢測(cè)測(cè)試者是否犯規(guī)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)在顯示模塊上顯示出來。

其中，所述單片機(jī)的輸出端連接著紅外發(fā)射管的輸入端，紅外發(fā)射管采用紅外發(fā)光二極管，學(xué)校用智能體測(cè)儀為一個(gè)測(cè)試毯，在測(cè)試毯的一側(cè)安裝紅外發(fā)光二極管，在測(cè)試毯另一側(cè)的對(duì)稱位置安裝光電傳感器，當(dāng)測(cè)試者躺在測(cè)試毯上，紅外光線被遮擋，當(dāng)測(cè)試者起來時(shí)，光電傳感器接收到紅外光線，在測(cè)試者仰臥的過程中根據(jù)檢測(cè)到的紅外信號(hào)次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，單片機(jī)的P0.0、P0.1引腳與紅外發(fā)射管相連接。

所述光電傳感器的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端，光電傳感器采用2CU型光電二極管，光電傳感器安裝在測(cè)試毯與紅外發(fā)射管對(duì)應(yīng)的位置，根據(jù)測(cè)試者在仰臥起坐的過程中，光電傳感器間斷的接收紅外信號(hào)，將紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，光電傳感器的RA0端與單片機(jī)的P0.3引腳相連接。

所述壓力傳感器的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端，壓力傳感器采用MPM830壓力傳感器芯片，壓力傳感器設(shè)置在測(cè)試者腳踏的位置，當(dāng)測(cè)試者在測(cè)量仰臥起坐的過程中壓力傳感器檢測(cè)不到壓力信號(hào)，判定測(cè)試者犯規(guī)，壓力傳感器的OUT端與P3.3引腳相連接。

所述電源模塊的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端，電源模塊用于為智能體測(cè)儀進(jìn)行供電，通過電源模塊將標(biāo)準(zhǔn)220V電源進(jìn)行降壓、濾波、穩(wěn)壓等處理，從VCC口輸出5V電源為單片機(jī)進(jìn)行供電。

所述按鍵模塊的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端，按鍵模塊采用單一按鍵，按鍵模塊采用一個(gè)S2按鍵對(duì)電源進(jìn)行控制，按鍵S2一端與單片機(jī)的P1.7引腳相連接，一端通過電阻接地。

所述單片機(jī)的輸出端連接著顯示模塊的輸入端，顯示模塊采用LCD1602液晶顯示屏，顯示模塊用于顯示時(shí)間、計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)的個(gè)數(shù)，顯示模塊的D0、D1、D2、D、D4、D5、D6、D7端與單片機(jī)的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7引腳相連接，用來顯示數(shù)據(jù)；顯示模塊的RS端與單片機(jī)的P3.0引腳相連接，用來控制數(shù)據(jù)命令；顯示模塊的R/W端與單片機(jī)的P3.1引腳相連接，用來控制讀寫操作；顯示模塊的使能端E與單片機(jī)的P3.2引腳相連接；單片機(jī)的P3.0、P3.1、P3.2引腳用于控制顯示模塊中的數(shù)碼管的選通狀態(tài)。

所述單片機(jī)的輸出端連接著語音模塊的輸入端，語音模塊采用AP8921A語音芯片，語音模塊用于當(dāng)測(cè)試者開始測(cè)試、犯規(guī)、結(jié)束測(cè)試時(shí)進(jìn)行語音提醒，語音模塊的VOUT1、VOUT2端與單片機(jī)的P1.4、P1.5引腳相連接。

所述計(jì)數(shù)器的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端，計(jì)數(shù)器采用74160，計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)光電傳感器接收到的紅外信號(hào)的個(gè)數(shù)，即為測(cè)試者仰臥起坐的個(gè)數(shù)，74160統(tǒng)計(jì)的個(gè)數(shù)通過QA、QB、QC、QD口輸出到單片機(jī)的P0.4、P0.5、P0.6、P0.7引腳，H1接收單片機(jī)P1.2引腳輸出的高電平計(jì)數(shù)器才能進(jìn)行工作。

所述單片機(jī)連接著接口模塊，接口模塊采用RS232接口，RS232接口電路采用MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片，MAX232芯片一般外接4個(gè)電容，C+對(duì)地之間，C-對(duì)地之間的電容用于穩(wěn)定電荷泵輸出的電壓，由于C1+和C1-之間的電容加上C2+和C2-之間的電容，且都是由VCC對(duì)它們進(jìn)行循環(huán)充電，產(chǎn)生的V+<＝2VCC，V->＝-2VCC，MAX232芯片的DATA OUT口與單片機(jī)的P1.0引腳相連接，MAX232芯片的DATA IN口與單片機(jī)的P1.1引腳相連接。

所述時(shí)鐘模塊的輸出端連接著單片機(jī)的輸入端，時(shí)鐘模塊采用DS1302時(shí)鐘芯片，用于為系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間信號(hào)，VCC1為后備電源、VCC2為主電源，DS1302芯片由VCC1或VCC2兩者中的較大者供電。X1、X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。SCK為時(shí)鐘輸入端，I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)。時(shí)鐘模塊的SCLK端與單片機(jī)的P3.5引腳相連接，時(shí)鐘模塊的I/O端與單片機(jī)的P3.6引腳相連接，時(shí)鐘模塊的RST端與單片機(jī)的P3.7引腳相連接。

具體實(shí)施方式二：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10說明本實(shí)施方式，所述單片機(jī)采用AT89C51單片機(jī)。所述AT89C51單片機(jī)從它內(nèi)部的硬件到軟件都有一套完整的按位操作系統(tǒng)，片內(nèi)RAM區(qū)間還特別開辟了一個(gè)雙重功能的地址區(qū)間，十六個(gè)字節(jié)，單元地址20H～2FH，它既可作字節(jié)處理，也可作位處理。51單片機(jī)的I/O腳的設(shè)置和使用非常簡(jiǎn)單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時(shí)，只須將該腳設(shè)置為高電平(復(fù)位時(shí)，各I/O口均置高電)。當(dāng)該腳作輸出腳使用時(shí)，則為高電平或低電平均可。

具體實(shí)施方式三：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10說明本實(shí)施方式，所述光電傳感器采用2CU型光電二極管。光電二極管是由一個(gè)PN結(jié)組成的半導(dǎo)體器件，也具有單方向?qū)щ娞匦?。但在電路中它不是作整流元件，而是把光信?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光電傳感器件。普通二極管在反向電壓作用時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，只能流過微弱的反向電流，光電二極管在設(shè)計(jì)和制作時(shí)盡量使PN結(jié)的面積相對(duì)較大，以便接收入射光。光電二極管是在反向電壓作用下工作的，沒有光照時(shí)，反向電流極其微弱，叫暗電流；有光照時(shí)，反向電流迅速增大到幾十微安，稱為光電流。光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。光的變化引起光電二極管電流變化，這就可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，成為光電傳感器件。

具體實(shí)施方式四：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10說明本實(shí)施方式，所述壓力傳感器采用MPM830壓力傳感器芯片。所述MPM830壓力傳感器是壓阻式傳感器，利用單晶硅材料的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器。單晶硅材料在受到力的作用后，電阻率發(fā)生變化，通過測(cè)量電路就可得到正比于力變化的電信號(hào)輸出。壓阻式傳感器用于壓力、拉力、壓力差和可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ淖兓钠渌锢砹?如液位、加速度、重量、應(yīng)變、流量、真空度)的測(cè)量和控制(見加速度計(jì))。壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測(cè)量傳感元件，擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí)，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。用作壓阻式傳感器的基片(或稱膜片)材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測(cè)量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍。

具體實(shí)施方式五：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10說明本實(shí)施方式，所述時(shí)鐘模塊采用DS1302芯片。DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。

具體實(shí)施方式六：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10說明本實(shí)施方式，所述顯示模塊采用LCD1602。LCD1602也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5×7或者5×11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形。LCD1602顯示屏是指顯示的內(nèi)容為16×2，即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊。

具體實(shí)施方式七：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10說明本實(shí)施方式，所述語音模塊采用AP8921A語音芯片。AP8921A一次性編程(OTP)語音芯片是采用4-bit ADPCM或8-bit PCM壓縮方式。在6K采樣率下時(shí)間長(zhǎng)度可達(dá)到21秒；可用按鍵或CPU方式觸發(fā)，最大可以觸發(fā)12段；2個(gè)輸出端可以選擇LED、STOP、BUSY不同組合；聲音輸出可外接三極管放大輸出(COUT)或直接推喇叭(VOUT)方式。

本實(shí)用新型一種學(xué)校用智能體測(cè)儀的工作原理為：由于大學(xué)生的身體素質(zhì)在不斷下降，全國(guó)各高校每年都會(huì)進(jìn)行體測(cè)檢測(cè)學(xué)生的身體狀況，從而督促學(xué)生進(jìn)行體育鍛煉。體育測(cè)試中仰臥起坐是女生必測(cè)項(xiàng)目，測(cè)量一分鐘內(nèi)可以做多少個(gè)仰臥起坐，通過安裝在測(cè)試毯兩側(cè)的紅外發(fā)射管和光電傳感器，當(dāng)測(cè)試者在仰臥起坐的過程中，一起一作的過程中，光電傳感器間斷的接收到紅外信號(hào)，檢測(cè)光電傳感器在一分鐘之內(nèi)接收到紅外信號(hào)的個(gè)數(shù)從而確定測(cè)試者仰臥起坐的個(gè)數(shù)，時(shí)間信號(hào)由時(shí)鐘模塊進(jìn)行提供，個(gè)數(shù)通過計(jì)數(shù)器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在測(cè)試者在進(jìn)行仰臥起坐的過程中，需要屈膝抱頭，在腳踏測(cè)量毯的位置安裝壓力傳感器，當(dāng)測(cè)試者按標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)進(jìn)行仰臥起坐時(shí)，壓力傳感器能夠檢測(cè)到壓力信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)者不按標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)進(jìn)行仰臥起坐時(shí)，壓力傳感器檢測(cè)不到壓力信號(hào)，單片機(jī)控制語音模塊進(jìn)行聲音提醒，顯示模塊顯示計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)的個(gè)數(shù)以及時(shí)間，單片機(jī)控制語音模塊進(jìn)行測(cè)試提醒，在開始、結(jié)束時(shí)進(jìn)行提醒，接口模塊將測(cè)試者成績(jī)通過接口模塊傳送到上位機(jī)，按鍵模塊作為體檢儀的開關(guān)控制。

雖然本實(shí)用新型已以較佳的實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種改動(dòng)和修飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。