一种便携式仰卧起坐陪练器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种便携式仰卧起坐陪练器，包括主机单片机、无线接收模块、RFID射频识别模块、液晶显示模块、语音播放控制模块以及键盘模块；所述RFID射频识别模块由IC读卡器、存储电路、独立键盘电路、LED连接电路以及蜂鸣器电路组成，所述语音播放控制模块包括USB电源模块；还包括第一从机单片机、单触摸键采集模块以及第一无线发送模块；还包括第二从机单片机、MPU6050采集模块以及第二无线发送模块。该便携式仰卧起坐陪练器设计简单、携带方便、成本低，具有多种锻炼模式，能很好的满足日常锻炼和仰卧起坐测试的需求。
【专利说明】一种便携式仰卧起坐陪练器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及了健身器材领域，尤其涉及了一种便携式仰卧起坐陪练器。
【背景技术】
[0002]仰卧起坐是体能锻炼的一个重要环节，它的主要作用是增强人体腹部肌肉的力量。根据由教育部、国家体育总局共同颁布的《大学生体质健康标准》(2002年7月)，仰卧起坐的正确做法如下:身体仰卧于体操垫上，膝部屈曲成90度左右，脚部平放在地上，双手交叉放于脑后；要求起坐时双肘触及双膝，仰卧时两肩胛必须触垫；当腹肌把身体向上拉起时，应该呼气，这样可确保处于腹部较深层的肌肉都同时参与工作；把身体升起离地10至20厘米后，应收紧腹部肌肉并稍作停顿，然后慢慢把身体下降恢复原位；当两肩胛触垫后，便可以开始下一个循环的动作。如果方法准确，不但可以增进腹部肌肉的弹性，而且可以达到保护背部和改善体态的效果。反之，则是浪费时间，甚至有害无益。
[0003]目前市场上主流的仰卧起坐健身器材主要分为仰卧起坐板和具有红外采集数据功能的健身器，这两类健身器均体积大、不方便携带，同时不能实现人机交互和智能控制。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的就在于提供了一种便携式仰卧起坐陪练器，以单片机为控制核心，满足计时、计数多种锻炼模式选择的要求，采取多点锻炼数据采集来提高测试精度，实现实时液晶显示和语音提示，从而完成对锻炼记录和测试成绩的智能存储和管理，同时该便携式仰卧起坐陪练器设计简单、携带方便、成本低，具有多种锻炼模式，能很好的满足日常锻炼和仰卧起坐测试的需求。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的:一种便携式仰卧起坐陪练器，包括主机单片机、无线接收模块、RFID射频识别模块、液晶显示模块、语音播放控制模块以及键盘模块，所述主机单片机与无线接收模块、RFID射频识别模块、液晶显示模块、语音播放控制模块以及键盘模块相连；所述RFID射频识别模块由IC读卡器、存储电路、独立键盘电路、LED连接电路以及蜂鸣器电路组成，所述语音播放控制模块包括USB电源模块；还包括第一从机单片机、单触摸键采集模块以及第一无线发送模块，所述第一从机单片机与单触摸键采集模块以及第一无线发送模块相连；还包括第二从机单片机、MPU6050采集模块以及第二无线发送模块，所述第二从机单片机与MPU6050采集模块以及第二无线发送模块相连。
[0006]作为一种优选方案，所述主机单片机、从机单片机采用的是MSP430系列单片机，MSP430系列单片机是一种16位超低功耗的混合信号处理器,称之为混合信号处理器。该单片机的电源电压采用1.8?3.6V低电压，RAM数据保持方式下耗电仅0.luA，活动模式耗电250pA / MIPS, 1输入端口的漏电流最大仅50nA;其具有独特的时钟系统，包括两个不同的时钟系统:基本时钟系统和DCO数字振荡器时钟系统；根据系统运行时使用的功能模块不同，芯片的功耗有明显的差异，从而将系统设计为活动模式(AM)和5种低功耗模式(LPM(TLPM4) ；MSP430系列单片机用中断请求将CPU唤醒只要6us，既以降低系统功耗，又可以对外部事件请求作出快速响应，另外系统具有强大的处理能力、高性能模拟技术及丰富的片上外围模块、稳定的工作系统、方便高效的开发环境等优点。
[0007]作为一种优选方案，所述RFID射频识别模块的IC读卡器采用MF5RC22芯片、存储电路采用AT24C02芯片。
[0008]作为一种优选方案,所述液晶显示模块为IXD12864液晶显示屏，实时进行显示仰卧起坐计数结果以及IC卡信息，方便练习者查看。
[0009]作为一种优选方案，所述语音播放控制模块为MP3 - FLASH 一 16P语音模块，该MP3 - FLASH 一 16P语音模块集成了 MP3、WAV的硬解码，同时以SPIFLASH作为存储介质即可完成语音播放等功能；另外该模块也集成了 3瓦的功放，外接喇叭即可播放，而且支持10段语音的指定触发播放和音量可调节的播放。
[0010]作为一种优选方案，所述单触摸键采集模块采用TTP223-BA6芯片，TTP223-BA6是触摸键检测1C，提供I个触摸键。触摸检测IC是为了用可变面积的键的广泛使用而设计的，具有低功耗和宽工作电压的特点，适用于低功耗的手持设备。其中，人体触摸检测稳定，在仰卧起坐便携器等人体触摸的体育器材中，可以持续，稳定的工作。另外，上电之后仅需要约0.5s的稳定时间，灵敏度可调节。因此综合成本低、小巧、性能稳定，非常适用于该便携器。
[0011]作为一种优选方案，所述MPU6050信号采集模块采用MPU6050芯片，该MPU6050芯片综合了加速度传感器以及角速度传感器。当练习者进行仰卧起坐运动时，MPU6050芯片可以采集练习者仰卧起坐时人体身体倾角及其变化速率的实时数据，作为仰卧起坐判决的依据。
[0012]作为一种优选方案，所述无线接收模块和无线发送模块采用NRF24L01芯片，所述NRF24L01芯片系统工作电压为1.9 - 3.6V，待机模式下状态为22uA，掉电模式下为900nA，最高工作速率2Mbps，高效GFSK调制，抗干扰能力强。内置专门稳压电路，使用各种电源包括DC/DC开关电源均有很好的通信效果。
[0013]作为一种优选方案，还包括外壳、锻炼腰带、锻炼臂带，所述陪练器由外壳进行封装，主机单片机、无线接收模块、存储电路、独立键盘电路、语音播放控制模块内置于外壳，IC读卡器、LED连接电路、蜂鸣器电路、USB电源模块、键盘模块、液晶显示模块设置于外壳表面；所述第一从机单片机、单触摸键采集模块、第一无线发送模块内置于锻炼腰带内，所述第二从机单片机、MPU6050采集模块、第二无线发送模块内置于锻炼臂带内。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:
[0015]1.利用传感器采集肘部和腰部人体位置数据，实现多点数据采集来提高判决准确性；
[0016]2.具有两种工作模式:练习模式和测试模式，供不同的群体使用，同时提供计数和计时多种锻炼模式选择，并采用液晶实时显示锻炼结果；
[0017]3.通过语音模块完成语音提示和音乐播放的功能，使练习者身心放松，增加锻炼趣味性，实现人机互动的目的；
[0018]4.射频识别模块具有读写IC卡的功能，能将练习者的信息及时储存，便于对练习记录和测试成绩进行管理；
[0019]5.系统能根据运动的时间和强度估算人体卡路里的消耗，使练习者对锻炼效果有更直观的了解。
[0020]6.便携式仰卧起坐陪练器体积小、质量轻、携带方便，练习者可以随时随地进行仰卧起坐练习，练习模式和测试模式适合于大多数的群体和不同场所使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的主机系统结构框图；
[0022]图2为本实用新型的从机系统结构框图；
[0023]图3为本实用新型MSP430主机模块电路原理图；
[0024]图4为本实用新型RFID射频识别模块电路原理图；
[0025]图5为本实用新型12864液晶显示模块电路原理图；
[0026]图6为本实用新型键盘模块电路原理图；
[0027]图7为本实用新型语音播放控制模块电路原理图；
[0028]图8为本实用新型USB电源模块电路原理图；
[0029]图9为本实用新型TTP223单触摸键采集模块电路原理图；
[0030]图10为本实用新型MPU6050采集模块电路原理图；
[0031]图11为本实用新型NRF24L01无线收发模块电路原理图；
[0032]图12为本实用新型产品结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步说明。
[0034]实施例:如图1、图2所示，一种便携式仰卧起坐陪练器，包括主机单片机、无线接收模块、RFID射频识别模块、液晶显示模块、语音播放控制模块以及键盘模块，所述主机单片机与无线接收模块、RFID射频识别模块、液晶显示模块、语音播放控制模块以及键盘模块相连；所述RFID射频识别模块由IC读卡器、存储电路、独立键盘电路、LED连接电路以及蜂鸣器电路组成，所述语音播放控制模块包括USB电源模块；还包括第一从机单片机、单触摸键采集模块以及第一无线发送模块，所述第一从机单片机与单触摸键采集模块以及第一无线发送模块相连；还包括第二从机单片机、MPU6050采集模块以及第二无线发送模块，所述第二从机单片机与MPU6050采集模块以及第二无线发送模块相连。
[0035]主机单片机采用的是MSP430系列单片机，其具体电路原理图如图3所示；
[0036]所述RFID射频识别模块的IC读卡器采用MF5RC22芯片、存储电路采用AT24C02芯片；所述RFID射频识别模块具体电路原理图如图4所示。
[0037]液晶显示模块为IXD12864液晶显示屏,其电路原理图如图5所示。
[0038]键盘模块的电路原理图如图6所示。
[0039]语音播放控制模块为MP3 - FLASH 一 16P语音模块，所述语音播放控制模块的电路原理图如图7所示。还包括USB电源模块,其电路原理图如图8所示。
[0040]单触摸键采集模块采用TTP223-BA6芯片，所述TTP223-BA6芯片的电路原理图如图9所示。
[0041]MPU6050信号采集模块采用MPU6050芯片，该MPU6050芯片的电路原理图如图10所示。
[0042]无线接收模块和无线发送模块采用NRF24L01芯片，其电路原理图如图11所示。
[0043]如图12所示，所述陪练器由外壳I进行封装，主机单片机、无线接收模块、存储电路、独立键盘电路、语音播放控制模块内置于外壳1，IC读卡器2、LED连接电路的指示灯3、蜂鸣器电路的扬声器4、USB电源模块的USB插孔5、键盘模块的键盘6、液晶显不模块的液晶显示屏7设置于外壳I表面；所述第一从机单片机、单触摸键采集模块、第一无线发送模块内置于锻炼腰带8内，所述第二从机单片机、MPU6050采集模块、第二无线发送模块内置于锻炼臂带9内。
[0044]具体实施时，通过按键6将待测试者的编号输入陪练器，完成练习者IC卡信息的登记；准备工作:将带有MPU6050采集模块的锻炼腰带8佩戴腰间；将带有TTP223芯片的单触摸键采集模块的锻炼臂带9佩戴于肘部。使用过程:仰卧起坐陪练器提供计数和计时两种锻炼模式，计数模式主要用于仰卧起坐练习，当练习者打开系统的电源开关和采集开关便可以进行仰卧起坐的练习，此时系统可自动报数或者播放音乐，并在液晶显示屏7显示仰卧起坐的个数，当练习者完成锻炼目标，系统将发出语音提示，并将该次锻炼结果存储于IC卡；计时模式主要用于仰卧起坐测试，可统计在规定的测试时间内完成的仰卧起坐个数，实现实报数和屏幕显示测试成绩，测试结束，将测试结果存储于IC卡。
[0045]最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种便携式仰卧起坐陪练器，其特征在于:所述陪练器包括主机单片机、无线接收模块、RFID射频识别模块、液晶显示模块、语音播放控制模块以及键盘模块，所述主机单片机与无线接收模块、RFID射频识别模块、液晶显示模块、语音播放控制模块以及键盘模块相连；所述RFID射频识别模块由IC读卡器、存储电路、独立键盘电路、LED连接电路以及蜂鸣器电路组成，所述语音播放控制模块包括USB电源模块；还包括第一从机单片机、单触摸键采集模块以及第一无线发送模块，所述第一从机单片机与单触摸键采集模块以及第一无线发送模块相连；还包括第二从机单片机、MPU6050采集模块以及第二无线发送模块，所述第二从机单片机与MPU6050采集模块以及第二无线发送模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种便携式仰卧起坐陪练器，其特征在于:所述主机单片机、第一从机单片机、第二从机单片机采用的是MSP430系列单片机。
3.根据权利要求1所述的一种便携式仰卧起坐陪练器，其特征在于:所述RFID射频识别模块的IC读卡器采用MF5RC22芯片、存储电路采用AT24C02芯片。
4.根据权利要求1所述的一种便携式仰卧起坐陪练器，其特征在于:所述液晶显示模块为IXD12864液晶显示屏。
5.根据权利要求1所述的一种便携式仰卧起坐陪练器，其特征在于:所述语音播放控制模块为MP3 - FLASH 一 16P语音模块。
6.根据权利要求1所述的一种便携式仰卧起坐陪练器，其特征在于:所述单触摸键采集模块采用TTP223-BA6芯片。
7.根据权利要求1所述的一种便携式仰卧起坐陪练器，其特征在于:所述MPU6050信号采集模块采用MPU6050芯片。
8.根据权利要求1所述的一种便携式仰卧起坐陪练器，其特征在于:所述无线接收模块、第一无线发送模块、第二无线发送模块采用NRF24L01芯片。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种便携式仰卧起坐陪练器，其特征在于:还包括外壳、锻炼腰带、锻炼臂带，所述陪练器由外壳进行封装，主机单片机、无线接收模块、存储电路、独立键盘电路、语音播放控制模块内置于外壳，IC读卡器、LED连接电路、蜂鸣器电路、USB电源模块、键盘模块、液晶显不模块设置于外壳表面；所述第一从机单片机、单触摸键采集模块、第一无线发送模块内置于锻炼腰带内，所述第二从机单片机、MPU6050采集模块、第二无线发送模块内置于锻炼臂带内。
【文档编号】A63B23/02GK204073343SQ201420336878
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】裴晓芳, 李太云, 徐斌, 曾浩, 韩敏 申请人:南京信息工程大学