一种多功能智能底座及其实现方法与流程

本发明属于体育运动监控应用领域，具体是涉及一种能够移动的智能充电、通信、管理等于一体的多功能智能底座。

背景技术：

在体育活动中，为了能够实时采集并查看各运动员位置、运动速度、动作姿态等信息，需要一套运动监控设备。由于在体育比赛或训练过程中，比赛、训练场地不固定，运动员数量较多，现场环境复杂等客观因素，多个运动监控设备在运动比赛或训练现场使用、管理存在一系列问题，如多种设备放置管理问题、使用过程中电量不足移动充电问题、设备使用完毕数据集中下载问题等。

为了解决上述问题，需要一种能够对运动监控设备进行设备存放、充放电管理及数据通信于一体的移动设备，以方便运动监控设备在低电量时能够及时充电，设备在使用前后的存放管理及运动监控设备使用完毕后数据集中下载等。为此，需要研发一种能够进行电源管理、通信及设备存放的移动多功能智能底座，解决体育比赛或训练过程中运动监控设备管理问题。

技术实现要素：

本发明的目的是通过研制一种多功能智能底座，解决在体育活动中，由于比赛、训练场地不固定、运动员数量多带来的多种设备存放管理、设备电量不足移动充电、设备使用完毕后数据集中下载等问题；一种多功能智能底座采用身份识别技术、无线通信技术、防插错技术、抗震动技术，能够对运动监控设备进行充电、设备身份识别、运动监控设备数据无线读取及设备存放，方便教练员对设备的管理。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多功能智能底座，它包括无线通信模块、主控板、USB-HUB模块、接口模块、电源管理模块、状态指示模块；其中接口模块分别与USB-HUB模块、外部数据采集单元相连接，USB-HUB模块分别与接口模块、主控板相连接，主控板分别与USB-HUB模块、无线通信模块、状态指示模块相连接，电源管理模块分别与无线通信模块、主控板、USB-HUB模块、接口模块相连接；

所述无线通信模块，用于外部分析终端设备建立通信连接并进行数据传输；

所述接口模块，用于外部数据采集单元充电、数据传输；

所述USB-HUB模块，用于对接口模块接收数据进行通信管理及数据传输，并将接收数据传输至主控板；

所述主控板，用于对充电状态下的数据采集单元进行充电管理，并将充电状态检测信息通过无线通信模块发送至外部分析终端设备；同时，接收外部分析终端发送传输数据指令并执行，转发数据采集单元传输数据至无线通信模块；

所述电源管理管理模块，用于输入电源转换、滤波及各设备模块电源供电管理；

所述状态指示模块，用于指示设备电源输入状态及设备工作状态。

所述多功能智能底座，安装在移动设备箱内，外部接口包括数据采集单元接口、充电输入接口、电源输出接口、状态指示及电源开关；

所述数据采集单元接口，外设30个数据采集单元接口；

所述充电输入接口，采用方形电源接口，输入电源为直流20V,用于多功能智能底座设备供电输入；

所述电源输出接口，采用圆形电源接口，提供对外部设备输出供电；

所述状态指示，采用圆形带罩LED灯进行指示；

所述电源开关，采用内嵌式非自复圆形带灯按钮电源开关。

所述接口模块，采用自锁、防插错结构设计，充电和通信连接处采用平面接触式接点；所述多功能智能充电底座共设置多个接口模块；

所述自锁、防插错结构设计，接口模块在结构上采用自锁卡槽形式，且卡槽内侧有方向定位销，当数据采集单元插错方向时将不能被插上；数据采集单元插到接口模块上以后，通过自锁卡槽将数据采集单元自动进行锁定，保证数据采集单元与接口模块紧密连接；

所述接口模块电连接处触点，采用抗氧化铜触点；

所述接口模块，每个接口通道均配置有充电接口和数据通信接口；所述充电接口与电源管理模块相连接；所述数据通信接口通过USB-HUB模块与主控板进行通信连接。

所述USB-HUB模块，由多个USB-HUB模块组成，多个USB-HUB模块之间采用级联方式进行连接。

所述主控板，采用ARM处理板或微型电脑，外置有网口、USB接口及串口。

所述无线通信模块，采用无线wifi通信模块，用于外部分析终端通信连接及数据传输。

所述电源管理模块，采用带隔离直流电源管理模块，该模块能够将输入直流20V至直流48V范围电源，转换为直流3.3V、直流5V、直流48V不同输出电压供相关设备使用。

一种多功能智能底座实现的方法，它包括如下步骤：

①、数据采集单元插接上多功能智能底座接口模块，电源管理模块对数据采集单元进行充电，同时主控板对插入设备卡槽(接口)位置及身份进行识别、管理；

②、主控板通过无线通信模块接收外部分析终端传输数据指令并转发至数据采集单元；

③、数据采集单元接收传输数据指令后，将存储数据通过接口模块、USB-HUB模块、主控板、无线通信模块发送至外部分析终端。

步骤1中，所述数据采集单元充电，当数据采集单元电源电压低于接口模块上电压时，自动对数据采集单元进行充电；

所述插入设备的卡槽(接口)位置识别,通过USB总线上每个节点都有唯一编号与接口位置一一对应方 法进行识别；

所述主控板对插入设备识别，通过接口模块与数据采集单元建立通信连接，并通过网络ID进行设备识别；所述每个接口模块均分配有唯一网络ID，当主控板与数据采集单元建立通信连接后，通过网络ID对数据采集单元进行管理；

所述主控板，接收数据采集单元充电状态检测数据，并将充电状态检测数据转发至外部分析终端进行实时显示。

步骤2中，所述无线通信模块为无线wifi模块；

所述数据采集单元，均配置有不同的设备识别号；所述数据采集单元设备识别号，在系统中采用统一分配方式，数据采集单元在设备使用前预先进行设备识别号的配置；所述分析终端读取数据终端数据时，通过读取数据采集单元设备识别号进行身份确认，然后读取数据采集单元存储数据；

所述分析终端对数据采集单元身份确认，通过读取数据采集单元的设备识别号与分析终端数据配置的设备识别号一致性进行判别；同时，分析终端通过对设备识别号与接口位置的综合识别，判断设备是否插入正确位置。

步骤3中，所述数据采集单元接收传输数据指令后，将存储数据发送至主控板，主控板通过无线wifi模块将数据发送至分析终端。

采用上述技术方案的本发明，它具有以下优点：

(1)本发明采用身份识别技术、无线通信技术、防插错技术、抗震动技术，能够对运动监控设备进行充电、设备身份识别及运动监控设备数据无线读取，方便用户对运动监控设备的日常使用。

(2)本发明能够对运动监控设备分类存放，方便教练员对设备的管理。

附图说明

图1为本发明实施例的多功能智能底座结构示意图。

图2为本发明的USB-HUB连接结构示意图。

图3为本发明的数据流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。但是本发明并不仅仅限于这些实施例。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”“包含”等类似词语应当解释为包含的含义，而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，一种多功能智能底座，它包括无线通信模块、主控板、USB-HUB模块、接口模块、 电源管理模块、状态指示模块；其中接口模块分别与USB-HUB模块、外部数据采集单元相连接，USB-HUB模块分别与接口模块、主控板相连接，主控板分别与USB-HUB模块、无线通信模块、状态指示模块相连接，电源管理模块分别与无线通信模块、主控板、USB-HUB模块、接口模块相连接；

当外部数据采集单元连接到接口模块时，电源管理模块通过接口模块对外部数据采集单元进行充电，同时数据采集单元通过接口模块通信连接点与USB-HUB模块建立通信连接；当外部分析终端读取数据采集单元数据时，通过内置无线wifi模块发送数据读取指令至多功能智能底座，多功能智能底座通过无线通信模块接收外部分析终端发送数据指令并转发至主控板，主控板经处理后通过USB-HUB模块、接口模块将数据指令转发至对应的数据采集单元，数据采集单元收到发送数据指令后，将存储数据经多功能智能底座无线传输至外部分析终端。

所述多功能智能底座，安装在移动设备箱内，外部接口包括数据采集单元接口、充电输入接口、电源输出接口、状态指示及电源开关；

所述数据采集单元接口，外设30个数据采集单元接口；

所述充电输入接口，采用方形电源接口，用于多功能智能底座设备供电输入；

所述电源输出接口，采用圆形电源接口，提供对外部设备输出供电；

所述状态指示，采用圆形带罩LED灯进行指示，输入电源为直流20V,用于指示设备电源输入状态及设备工作状态；

所述电源开关，采用内嵌式非自复圆形带灯按钮电源开关。

所述接口模块，采用自锁、防插错结构设计，充电和通信连接处采用平面接触式接点；所述多功能智能充电底座共设置多个接口模块；

所述自锁、防插错结构设计，接口模块在结构上采用自锁卡槽形式，且卡槽内侧有方向定位销，当数据采集单元插错方向时将不能被插上；数据采集单元插到接口模块上以后，通过自锁卡槽将数据采集单元自动进行锁定，保证数据采集单元与接口模块紧密连接；

所述接口模块电连接处触点，采用抗氧化铜触点；

所述接口模块，每个接口通道均配置有充电接口和数据通信接口；所述充电接口与电源管理模块相连接；所述数据通信接口通过USB-HUB模块与主控板进行通信连接。

如图2所示，所述USB-HUB模块，由多个USB-HUB模块组成，多个USB-HUB模块之间采用级联方式进行连接。具体连接如下：

接口模块1、接口模块2、接口模块3、接口模块4、接口模块5、接口模块6、接口模块7与USB-HUB模块1相连接；

接口模块10、接口模块11、接口模块12、接口模块13、接口模块14、接口模块15与USB-HUB模块2相连接；

USB-HUB模块1、接口模块8、接口模块9、USB-HUB模块2与USB-HUB模块5相连接；

接口模块16、接口模块17、接口模块18、接口模块19、接口模块20、接口模块21、接口模块22与USB-HUB模块3相连接；

接口模块25、接口模块26、接口模块27、接口模块28、接口模块29、接口模块30与USB-HUB模块4相连接；

USB-HUB模块3、接口模块23、接口模块24、USB-HUB模块4与USB-HUB模块6相连接；

USB-HUB模块5、USB-HUB模块6与主控板相连。

所述主控板，采用ARM处理板或微型电脑，外置有网口、USB接口及串口。

所述无线通信模块，采用无线wifi通信模块，用于外部分析终端通信连接及数据传输。

所述电源管理模块，用于输入电源转换、滤波及各设备模块电源供电管理；所述电源管理模块，采用带隔离直流电源管理模块，该模块能够将输入直流20V至直流48V范围电源，转换为直流3.3V、直流5V、直流48V不同输出电压供相关设备使用。

如图3所示，分析终端发送数据读取指令通过无线方式传输至多功能智能底座无线通信模块，无线通信模块将接收数据指令转发至主控板进行处理，主控板对接收数据指令进行分析、判断后，通过USB-HUB模块、接口模块传输至数据采集单元，数据采集单元接收传输数据指令后，将存储数据依次通过接口模块、USB-HUB模块、主控板、无线通信模块发送至分析终端。

一种多功能智能底座实现的方法，它包括如下步骤：

①、数据采集单元插接上多功能智能底座接口模块，电源管理模块对数据采集单元进行充电，同时主控板对插入设备卡槽(接口)位置及身份进行识别、管理；

②、主控板通过无线通信模块接收外部分析终端传输数据指令并转发至数据采集单元；

③、数据采集单元接收传输数据指令后，将存储数据通过接口模块、USB-HUB模块、主控板、无线通信模块发送至外部分析终端。

步骤1中，所述数据采集单元充电，当数据采集单元电源电压低于接口模块上电压时，自动对数据采集单元进行充电；

所述插入设备的卡槽(接口)位置识别,通过USB总线上每个节点都有唯一编号与接口位置一一对应方法进行识别；

所述主控板对插入设备识别，通过接口模块与数据采集单元建立通信连接，并通过网络ID进行设备识别；所述每个接口模块均分配有唯一网络ID，当主控板与数据采集单元建立通信连接后，通过网络ID对数据采集单元进行管理；

所述主控板，接收数据采集单元充电状态检测数据，并将充电状态检测数据转发至外部分析终端进行实时显示。

步骤2中，所述无线通信模块为无线wifi模块；

所述数据采集单元，均配置有不同的设备识别号；所述数据采集单元设备识别号，在系统中采用统一分配方式，数据采集单元在设备使用前预先进行设备识别号的配置；所述分析终端读取数据终端数据时，通过读取数据采集单元设备识别号进行身份确认，然后读取数据采集单元存储数据；

所述分析终端对数据采集单元身份确认，通过读取数据采集单元的设备识别号与分析终端数据配置的设备识别号一致性进行判别；同时，分析终端通过对设备识别号与接口位置的综合识别，判断设备是否插入正确位置,以提示用户进行处理。

步骤3中，所述数据采集单元接收传输数据指令后，将存储数据发送至主控板，主控板通过无线wifi模块将数据发送至分析终端。

本发明采用身份识别技术、无线通信技术、防插错技术、抗震动技术，能够对运动监控设备进行充电、设备身份识别及运动监控设备数据无线读取，方便用户对运动监控设备的日常使用。

本发明能够对运动监控设备分类存放，方便教练员对设备的管理。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。