一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)，分析終端與無線移動基站通過wifi無線通信方式相連接；所述無線移動基站與運動采集終端通過802.15.4無線通信方式相連接；所述運動采集終端通過藍(lán)牙無線方式與心率傳感器相連接；所述心率傳感器，用于采集運動員心率信息并發(fā)送至運動采集終端；所述運動采集終端，用于采集運動員的速度信息、加速度信息、角速度信息、方向信息、位移信息、折返信息及心率信息，并通過無線方式發(fā)送至無線移動基站；所述分析終端，用于接收無線移動基站轉(zhuǎn)發(fā)的運動采集終端的原始采集數(shù)據(jù)，并對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、分析處理，最后以數(shù)值、圖形方式進(jìn)行實時顯示。本實用新型采用傳感器技術(shù)、檢測技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠?qū)\動員的折返跑運動訓(xùn)練過程中的速度、折返點、加速度、角速度、運動方向、運動距離、心率等信息進(jìn)行實時監(jiān)測及分析。
【專利說明】
一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于體育運動監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域，具體是涉及一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]折返跑運動，是一項廣泛的體育基礎(chǔ)運動項目，可以鍛煉運動員的腿部短距爆發(fā)力、短距加速的提升、肌肉耐久和身體的靈活度，同時又能提高變換方向的能力，是一項很有價值的鍛煉項目。在大多球類、體育游戲中經(jīng)常用到，還是競技體育項目的訓(xùn)練重要內(nèi)容之一，現(xiàn)折返跑已在各個地區(qū)都有專業(yè)的比賽，并列入《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》的考核項目。傳統(tǒng)的折返跑運動訓(xùn)練、成績計算和評估，通過人工的方式(教練員)查看運動員的動作、折返過程總時間進(jìn)行成績計算和評估，不能根據(jù)運動員實際動作軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。因此，如何通過科學(xué)的技術(shù)手段，結(jié)合系統(tǒng)化訓(xùn)練提高運動員腿部短距爆發(fā)力、短距加速、肌肉耐久和身體的靈活度及提高變換方向的能力，是解決折返跑運動、訓(xùn)練關(guān)鍵技術(shù)所在。
[0003]國際上，通過不同的專項設(shè)備對運動員的折返跑訓(xùn)練進(jìn)行量化和分析成為一種必然趨勢。在國內(nèi)，由于早期國家在體育產(chǎn)業(yè)投入不足，廣泛的體育訓(xùn)練往往靠教練員一雙眼睛一支筆和輔助器材進(jìn)行判斷，無法準(zhǔn)確判斷運動員當(dāng)前實際狀態(tài)，不利于運動員能力提升和運動訓(xùn)練效果評價;伴隨著體育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展得到國家各個層面的高度重視，以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，國內(nèi)高技術(shù)體育設(shè)備的研發(fā)處于加速追趕狀態(tài)，特別是對運動員訓(xùn)練信息采集、記錄及分析逐漸受到重視。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是通過研制一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)，實現(xiàn)運動員在折返跑運動過程中全程自動實時采集并記錄運動員運動軌跡、速度、加速度、角速度、方向、位置及心率等信息，并通過監(jiān)測信息自動對運動員折返跑訓(xùn)練的開始時間、結(jié)束時間、折返跑次數(shù)及每次折返的時間進(jìn)行分析評估;另外，通過全力折返跑測試，可以對比不同人在相同折返次數(shù)和距離下所用的時間，分析不同運動員的耐力水平，從而方便教練員對運動員管理，制定針對性訓(xùn)練計劃，提高運動訓(xùn)練效果。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)，它包括運動采集終端、心率傳感器、分析終端、無線移動基站;所述分析終端與無線移動基站通過wifi無線通信方式相連接;所述無線移動基站與運動采集終端通過802.15.4無線通信方式相連接;所述運動采集終端通過藍(lán)牙無線方式與心率傳感器相連接；
[0007]所述心率傳感器，用于采集運動員心率信息并發(fā)送至運動采集終端；
[0008]所述運動采集終端，用于采集運動員的速度信息、加速度信息、角速度信息、方向信息、位移信息、折返信息及心率信息，并通過無線方式發(fā)送至無線移動基站；
[0009]所述分析終端，用于接收無線移動基站轉(zhuǎn)發(fā)的運動采集終端的原始采集數(shù)據(jù)，并對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、分析處理，最后以數(shù)值、圖形方式進(jìn)行實時顯示。
[0010]所述的運動采集終端，包括處理器、存儲模塊、無線通訊模塊、電源管理模塊、時鐘模塊、加速度傳感器、運動傳感器、磁感應(yīng)傳感器、藍(lán)牙模塊、USB接口模塊;其中存儲模塊、無線通訊模塊、電源管理模塊、藍(lán)牙模塊、USB接口模塊、加速度傳感器、運動傳感器、磁感應(yīng)傳感器分別與處理器相連接;藍(lán)牙模塊與外部心率傳感器相連接;USB接口模塊在設(shè)備存儲數(shù)據(jù)導(dǎo)出時，通過USB線纜與外部分析終端相連接;無線通訊模塊通過無線方式與外部無線移動基站相連接；
[0011 ]所述藍(lán)牙模塊，用于接收心率傳感器發(fā)送的心率信息并發(fā)送至處理器；
[0012]所述加速度傳感器，用于采集運動員的加速度信息并傳輸至處理器；
[0013]所述磁感應(yīng)傳感器，用于采集運動員的動作方向信息并傳輸至處理器；
[0014]所述運動傳感器，用于采集運動員的角速度信息并傳輸至處理器；
[0015]所述處理器，用于接收藍(lán)牙模塊、加速度傳感器、運動傳感器、磁感應(yīng)傳感器發(fā)送的信號并進(jìn)行處理，經(jīng)處理后數(shù)據(jù)寫入存儲模塊，同時通過無線通訊模塊將采集到的信息發(fā)送至無線移動基站；
[0016]所述存儲模塊，用于存儲運動員折返運動過程中采集的原始數(shù)據(jù)；
[0017]所述USB接口模塊，用于存儲數(shù)據(jù)導(dǎo)出；
[0018]所述電源管理模塊，用于設(shè)備內(nèi)部各模塊電源供電管理、電池供電；
[0019]所述無線通訊模塊，用于接收處理器發(fā)送數(shù)據(jù)并發(fā)送至無線移動基站。
[0020]所述的運動采集終端，是一種小型化便攜式設(shè)備，通過背帶固定在人體某個部位。[0021 ]所述無線通訊模塊，采用802.15.4通信模塊;所述無線通訊模塊天線為內(nèi)置天線，天線采用PCB布線方式。
[0022]所述電源管理模塊，包含電池、電源放電管理;其中電池用于設(shè)備供電，電源放電管理用于設(shè)備各模塊放電控制和管理。
[0023]所述加速度傳感器采用三軸加速度傳感器，測量人體運動空間矢量的加速度;所述運動傳感器為三軸陀螺儀;所述磁感應(yīng)傳感器采用三軸磁感應(yīng)傳感器。
[0024]所述心率傳感器，內(nèi)置有藍(lán)牙通信模塊，心率傳感器與運動采集終端通過藍(lán)牙無線方式預(yù)先配對使用。
[0025]所述分析終端，采用平板電腦，內(nèi)置有無線wifi通信模塊與無線移動基站建立連接。
[0026]所述無線移動基站，內(nèi)置有電源模塊，支持外部交流220V供電和直流12V供電。
[0027]采用上述技術(shù)方案的本實用新型，它具有以下優(yōu)點:
[0028](I)本實用新型采用傳感器技術(shù)、光電心率檢測技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠?qū)\動員的折返跑運動訓(xùn)練過程中的速度、折返點、加速度、角速度、運動方向、運動距離、心率等信息進(jìn)行實時監(jiān)測。
[0029](2)本實用新型能夠?qū)φ鄯颠\動進(jìn)行全程數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測、分析，方便教練員對運動員管理、分析和評估，制定針對性訓(xùn)練計劃，提高折返跑運動訓(xùn)練效果。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖2為本實用新型的折返運動軌跡示意圖。
【具體實施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但是本實用新型并不僅僅限于這些實施例。
[0033]除非上下文明確要求，否則整個說明書和權(quán)利要求書中的“包括”“包含”等類似詞語應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義，而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包括但不限于”的含義。
[0034]在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0035]如圖1所示，一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)，主要包括心率傳感器101、運動采集終端102、無線移動基站103、分析終端104;其中運動采集終端包括處理器110、存儲模塊111、無線通訊模塊112、電源管理模塊108、時鐘模塊109、加速度傳感器106、運動傳感器114、磁感應(yīng)傳感器107、藍(lán)牙模塊105、USB接口模塊113;所述分析終端104與無線移動基站103通過wifi無線通信方式進(jìn)行連接，無線移動基站103與運動采集終端102通過802.15.4無線通信方式進(jìn)行連接，所述運動采集終端102通過藍(lán)牙無線方式與心率傳感器101相連接;所述的運動采集終端102，其中存儲模塊111、無線通訊模塊112、電源管理模塊108、藍(lán)牙模塊105、USB接口模塊113、加速度傳感器106、運動傳感器114、磁感應(yīng)傳感器107分別與處理器110相連接，藍(lán)牙模塊105與外部心率傳感器101相連接，USB接口模塊113在設(shè)備存儲數(shù)據(jù)導(dǎo)出時通過USB線纜與外部分析終端104相連接，無線通訊模塊112通過無線方式與外部無線移動基站103相連接；
[0036]所述心率傳感器101，用于采集運動員心率信息并發(fā)送至運動采集終端102;
[0037]所述運動采集終端102，用于采集運動員的速度信息、加速度信息、角速度信息、方向信息、位移信息、折返信息及心率信息，并通過無線方式發(fā)送至無線移動基站103;
[0038]所述藍(lán)牙模塊105，用于接收心率傳感器101發(fā)送的心率信息并發(fā)送至處理器110;
[0039]所述加速度傳感器106，用于采集運動員的加速度信息并傳輸至處理器110;
[0040]所述運動傳感器114，用于采集運動員的角速度信息并傳輸至處理器；
[0041]所述磁感應(yīng)傳感器107，用于采集運動員的動作方向信息并傳輸至處理器110;
[0042]所述處理器110，用于接收藍(lán)牙模塊105、加速度傳感器106、磁感應(yīng)傳感器107發(fā)送的信號并進(jìn)行處理，經(jīng)處理后數(shù)據(jù)寫入存儲模塊111，同時通過無線通訊模塊112將采集到的信息發(fā)送至分析終端104;
[0043]所述存儲模塊111，用于存儲運動員折返運動過程中采集的原始數(shù)據(jù)；
[0044]所述USB接口模塊113，用于存儲數(shù)據(jù)導(dǎo)出和設(shè)備充電；
[0045]所述電源管理模塊108，用于設(shè)備內(nèi)部各模塊電源供電管理、電池供電；
[0046]所述時鐘模塊108，用于設(shè)備提供時鐘信息；
[0047]所述無線通訊模塊112，用于接收處理器110發(fā)送數(shù)據(jù)并發(fā)送至無線移動基站103;
[0048]所述分析終端104，用于接收無線移動基站103轉(zhuǎn)發(fā)的運動采集終端102的原始采集數(shù)據(jù)，并對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、分析處理，最后以數(shù)值、圖形方式進(jìn)行實時顯示。
[0049]所述的運動采集終端102，是一種小型化便攜式設(shè)備，通過背帶固定在人體某個部位。
[0050]所述無線通訊模塊112，采用802.15.4通信模塊;所述無線通訊模塊112天線為內(nèi)置天線，天線采用PCB布線方式。
[0051 ] 所述電源管理模塊108，包含電池、電源放電管理;其中電池用于設(shè)備供電，電源放電管理用于設(shè)備各模塊放電控制和管理。
[0052]所述加速度傳感器106采用三軸加速度傳感器，測量人體運動空間矢量的加速度；所述運動傳感器114為三軸陀螺儀;所述磁感應(yīng)傳感器107采用三軸磁感應(yīng)傳感器。
[0053]所述心率傳感器101，內(nèi)置有藍(lán)牙通信模塊，心率傳感器101與運動采集終端102通過藍(lán)牙無線方式配對使用。
[0054]所述分析終端104，采用平板電腦，內(nèi)置有無線wifi通信模塊與無線移動基站103
建立連接。
[0055]所述無線移動基站103，內(nèi)置有電源模塊，支持外部交流220V供電和直流12V供電。
[0056]如圖2所示，折返跑測定時，在平直跑道上，受試者以站立式起跑姿勢站在起點終點線前，當(dāng)聽到“跑”的口令后，全力跑向正前方的折返線，運動采集終端自動記錄采集數(shù)據(jù)同時開始計時;受試者到達(dá)折返線時，用手觸摸折返線處的物體，再轉(zhuǎn)身跑向起點終點線，當(dāng)胸部到達(dá)起點終點線的垂直面時，運動采集終端完成數(shù)據(jù)采集記錄，所用時間即為“折返跑”的成績。
[0057]本實用新型采用傳感器技術(shù)、光電心率檢測技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠?qū)\動員的折返跑運動訓(xùn)練過程中的速度、折返點、加速度、角速度、運動方向、運動距離、心率等信息進(jìn)行實時監(jiān)測。
[0058]本實用新型能夠?qū)φ鄯颠\動進(jìn)行全程數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測、分析，方便教練員對運動員管理、分析和評估，制定針對性訓(xùn)練計劃，提高折返跑運動訓(xùn)練效果。
[0059]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明可以有各種改動和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)，其特征在于:它包括運動采集終端、心率傳感器、分析終端、無線移動基站;所述分析終端與無線移動基站通過wifi無線通信方式相連接;所述無線移動基站與運動采集終端通過802.15.4無線通信方式相連接;所述運動采集終端通過藍(lán)牙無線方式與心率傳感器相連接； 所述心率傳感器，用于采集運動員心率信息并發(fā)送至運動采集終端； 所述運動采集終端，用于采集運動員的速度信息、加速度信息、角速度信息、方向信息、位移信息、折返信息及心率信息，并通過無線方式發(fā)送至無線移動基站； 所述分析終端，用于接收無線移動基站轉(zhuǎn)發(fā)的運動采集終端的原始采集數(shù)據(jù)，并對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、分析處理，最后以數(shù)值、圖形方式進(jìn)行實時顯示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)，其特征在于:所述的運動采集終端，包括處理器、存儲模塊、無線通訊模塊、電源管理模塊、時鐘模塊、加速度傳感器、運動傳感器、磁感應(yīng)傳感器、藍(lán)牙模塊、USB接口模塊;其中存儲模塊、無線通訊模塊、電源管理模塊、藍(lán)牙模塊、USB接口模塊、加速度傳感器、運動傳感器、磁感應(yīng)傳感器分別與處理器相連接;藍(lán)牙模塊與外部心率傳感器相連接;USB接口模塊在設(shè)備存儲數(shù)據(jù)導(dǎo)出時，通過USB線纜與外部分析終端相連接;無線通訊模塊通過無線方式與外部無線移動基站相連接； 所述藍(lán)牙模塊，用于接收心率傳感器發(fā)送的心率信息并發(fā)送至處理器； 所述加速度傳感器，用于采集運動員的加速度信息并傳輸至處理器； 所述磁感應(yīng)傳感器，用于采集運動員的動作方向信息并傳輸至處理器； 所述運動傳感器，用于采集運動員的角速度信息并傳輸至處理器； 所述處理器，用于接收藍(lán)牙模塊、加速度傳感器、運動傳感器、磁感應(yīng)傳感器發(fā)送的信號并進(jìn)行處理，經(jīng)處理后數(shù)據(jù)寫入存儲模塊，同時通過無線通訊模塊將采集到的信息發(fā)送至無線移動基站； 所述存儲模塊，用于存儲運動員折返運動過程中采集的原始數(shù)據(jù)； 所述USB接口模塊，用于存儲數(shù)據(jù)導(dǎo)出； 所述電源管理模塊，用于設(shè)備內(nèi)部各模塊電源供電管理、電池供電； 所述無線通訊模塊，用于接收處理器發(fā)送數(shù)據(jù)并發(fā)送至無線移動基站。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)，其特征在于:所述的運動采集終端，是一種小型化便攜式設(shè)備，通過背帶固定在人體某個部位。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)，其特征在于:所述無線通訊模塊，采用802.15.4通信模塊;所述無線通訊模塊天線為內(nèi)置天線，天線采用PCB布線方式。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)，其特征在于:所述電源管理模塊，包含電池、電源放電管理;其中電池用于設(shè)備供電，電源放電管理用于設(shè)備各模塊放電控制和管理。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)，其特征在于:所述加速度傳感器采用三軸加速度傳感器，測量人體運動空間矢量的加速度;所述運動傳感器為三軸陀螺儀;所述磁感應(yīng)傳感器采用三軸磁感應(yīng)傳感器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)，其特征在于:所述心率傳感器，內(nèi)置有藍(lán)牙通信模塊，心率傳感器與運動采集終端通過藍(lán)牙無線方式預(yù)先配對使用。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)，其特征在于:所述分析終端，采用平板電腦，內(nèi)置有無線Wifi通信模塊與無線移動基站建立連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種折返跑運動監(jiān)測與評估系統(tǒng)，其特征在于:所述無線移動基站，內(nèi)置有電源模塊，支持外部交流220V供電和直流12V供電。
【文檔編號】A63B71/06GK205672504SQ201620489244
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月25日 公開號201620489244.5, CN 201620489244, CN 205672504 U, CN 205672504U, CN-U-205672504, CN201620489244, CN201620489244.5, CN205672504 U, CN205672504U
【發(fā)明人】常智杰, 馮勇, 張賀輝, 孫贊峰, 董雷, 朱喆
【申請人】鄭州動量科技有限公司