一种基于无线传感技术的辅助投篮计分系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明是基于红外技术、无线传感技术以及无线多媒体技术提出的辅助投篮计分 系统。该系统属于无线传感器技术和无线通信技术的交叉领域。
【背景技术】
[0002] 传感器是一种检测装置，能感受到被测量物体的信息，并能将感受到的信息，按一 定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、 记录和控制的要求。传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络 化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。该技术结合了无线通信技术，广泛地应用 于军事国防、生物医疗、环境检测等领域。
[0003] 红外是红外线的简称，它是一种电磁波，可以实现数据的无线传输，自被发现以 来，得到了广泛地应用。红外线传感器也随之发展起来，它是能够将红外辐射能转换成电能 的光敏元件。根据任何物质只要本身具有一定的温度（高于绝对零度-273. 16°C )，都能辐 射红外线这一特点，红外传感器实现了自动检测功能。红外传感器测量时不与被测物体直 接接触，因而不存在摩擦，并且因具有较高的灵敏度、响应快的优点，被大量地应用于军事 领域中。
[0004] 体育活动是随着人类社会的发展而逐渐形成和发展起来的。近年来，随着体育活 动的兴起，篮球成为青少年们较为热衷的运动项目之一，且篮球比赛以其对抗激烈、节奏快 的特点，成为最具观赏性的体育比赛。篮球比赛是以两队得分多少而定胜负的，观众在观 看比赛的过程中，最关心的就是两队的得分，所以在一场篮球比赛中，计分系统是必不可少 的。而如今的篮球比赛的计分依然由人工完成，计分策略过于陈旧，不仅造成了人力物力的 浪费，也引发了因计分而产生争议的现象。迄今为止，并没有一个较好计分系统和策略。
[0005] 随着无线通信技术、传感器技术、红外技术的日益发展，使开发具有自动计分功能 的投篮计分系统成为一种可能。本发明基于红外技术、无线传感技术以及无线多媒体技术， 阐述了新型的篮球比赛计分系统的研发思路，提出了辅助投篮计分系统，可以在一定程度 上解决上述问题。
【发明内容】
[0006] 技术问题：
[0007] 本发明是基于红外技术、无线传感技术以及无线多媒体技术，提出的辅助投篮计 分系统，是针对篮球比赛过程中由于人工计算得分造成的争议，以及浪费人力物力的问题 提出的。其目的是根据红外技术、无线传感技术以及无线多媒体技术来实现投篮得分后的 自动计分。
[0008] 技术方案：
[0009] 本发明是基于红外技术、无线传感技术以及无线多媒体技术，提出的辅助投篮计 分系统。该系统中的信息采集是由红外线传感器、压力传感器节点、无线多媒体节点完成 的，数据的处理由后台微型处理器来完成。
[0010] 在投篮过程中，首先由压力传感器感应到特殊力的变化，之后压力传感器节点以 无线通信方式向处理器提交相应的信息，然后，当安装在篮板上的红外线传感器探测到篮 球进入篮圈时，会向处理器发送进球消息，处理器根据红外线传感器以及压力传感器节点 提交的信息，来进行相应的计分处理。若处理器在接收到红外线传感器发送的进球消息后， 却未能接收到压力传感器节点发送来的符合条件的消息，则会向无线多媒体节点广播信 息，要求其查看在一定时间范围内的图像，据此判断出进球的具体得分，并反馈至处理器， 处理器在接收到无线多媒体节点反馈的信息后，进行相应的计分处理。
[0011] 本发明的主要实现步骤如下：
[0012] 步骤1)将篮球场地分为场地A'和场地B'，分别对应着篮球场地的两个半场。场 地A'对应于处理器A、红外线传感器ApA 2。场地B'对应于处理器B、红外线传感器BpB215
[0013] 步骤2)搭建红外线传感器与相应处理器之间的协同工作的环境。
[0014] ①搭建红外线传感器4与处理器A之间协同工作的环境，建立无线通信链路，以 便于红外线传感器4在必要时刻可以以无线通信方式传输信息至处理器A。
[0015] ②搭建红外线传感器氏与处理器B之间协同工作的环境，建立无线通信链路，以 便于红外线传感器氏在必要时刻可以以无线通信方式传输信息至处理器B。
[0016] 其中，红外线传感器A2, B2可以分别向处理器A、B发送运动战进球消息和罚球进 球消息，并且在发送运动战进球消息的同时也会发送此次投球的进球时刻。
[0017] 步骤3)分别搭建压力传感器节点与处理器A和处理器B之间协同工作的环境，并 建立无线通信链路，且对压力传感器的ID进行编号。对于感知到特定压力变化的压力传感 器节点即通过无线通信的方式直接向处理器A或处理器B传输信息。
[0018] 步骤4)搭建无线多媒体节点与处理器A和处理器B之间协同工作的环境，并建立 无线通信链路，且对无线多媒体节点的ID进行编号。处理器A或处理器B可以对无线多媒 体节点进行广播消息，要求各节点查看一定时间内采集到的信息，对于采集到特殊信息的 多媒体节点将反馈必要信息至处理器。
[0019] 步骤5)搭建各红外线传感器之间的关联。
[0020] ①搭建红外线传感器A1和红外线传感器A 2之间的关联，并建立无线通信链路；
[0021] ②搭建红外线传感器B1和红外线传感器B 2之间的关联，并建立无线通信链路。
[0022] 步骤6)在场地A'、B'两端的篮板上分别安装红外线传感器Ap A2和红外线传感 器&、B2W便于红外线传感器感应篮圈内进球情况。
[0023] 步骤7)在篮球场地布设压力传感器节点，不同半场的三分线内部和外部分别布 设不同编号的压力传感器，用以识别不同场地的得分情况。布设的压力传感器都有因运动 员特殊投篮动作中脚对地面产生作用力的感知能力。
[0024] 步骤8)在篮球场的上方同时布设无线多媒体节点，对球场内运动员投篮动作的 图像进行捕捉，该无线多媒体节点具有识别特定图像的功能，即可识别运动员的投篮动作。 场内布设的无线多媒体节点分别能够捕捉到三分线内和三分线外的场景，也是有特定编号 以用于反馈信息至处理器。
[0025] 步骤9)在进行比赛期间，当安装在篮板上的红外线传感器A1探测到篮球时，即刻 查看计时器是否超时，若超时，则不发送信息。若不超时，则立即向红外线传感器A 2发送信 息，发送信息也包括了 A1探测到篮球的时刻T lt) A2接收到A i发送的信息后并记录其时刻 T1，并且当篮球进框后，A2会记录其自身探测到篮球的时刻T 2，则红外线传感器^将会对以 下情况做出处理（若A2在随后的^时间内探测不到篮球，则不作任何处理） ：
[0026] ①当红外线传感器A2查看计时器处于非暂停状态，且有T rK t i成立时，则红外 线传感器4向处理器A发送运动战进球处理请求。
[0027] ②当红外线传感器A2查看计时器处于非暂停状态，且有T ^T2H1成立时，则红外线 传感器A2不会向处理器A发送进球消息。
[0028] ③当红外线传感器^查看到计时器处于暂停状态时，则红外线传感器八2向处理器 A发送罚球进球处理请求。
[0029] 其中&为篮球先后经过红外线传感器A JP A 2所用的最大时间。
[0030] B'端半场的工作原理同上类似
[0031] 步骤10)由于投球动作会对地面产生较明显的变化力，且其力的变化明显不同于 场内传球、运球、变向跑等活动所产生的力，场内的压力传感器便有对此类力的特殊识别功 能。在投球的同时，场内会有特定的压力传感器感知到此类力的变化，同时该压力传感器会 自动发送信息至处理器，提交其编号和感应时刻T 3。若处理器接收到红外线传感器4或B 2 发送的运动战进球消息，则处理器判断是否存在1~3使T 3-K 12成立，
[0032] ⑴若存在使T3-T1S 12成立的T 3，则
[0033] ①若仅存在一个!^使T 3_1\彡12成立，则记录该T 3对应的压力传感器的ID编号。
[0034] ②若存在多个1~3使T 3_1\彡12成立，则处理器对多个T 3进行比较，记录最小的一 个^^所对应的压力传感器的ID编号。
[0035] 处理器记录ID编号后进行运动战进球投篮计分处理，处理结束后将结果发送至 显示器上进行显示。其中时间〖 2为运动员自球出手到进球所需时间。
[0036] ⑵若不存在使T3-T1S 12成立的T 3，则执行步骤11。
[0037] 步骤11)处理器向无线多媒体节点广播消息，要求其查看在!^-^~!^时间内采集 到的信息。由于运动员投球时刻手部动作的特殊性，若识别到运动员手部投篮动作的特殊 图像，则无线多媒体节点会将其自身的ID编号以及采集到此图像的时刻1\发送给处理器， 处理器将收到的无线多媒体节点发送来的信息做出以下处理：
[0038] ⑴若仅存在一个T4，则记录该T4对应的无线多媒体节点的ID编号。
[0039] ⑵若存在多个T4，则处理器将各个1\进行比较，并记录最小T 4所对应的无线多媒 体节点的ID编号。
[0040] 处理器记录ID编号后进行运动战进球投篮计分处理，处理结束后将结果发送至 显示器上进行显示。
[0041] 有益效果
[0042] 本发明基于红外技术、无线传感技术以及无线多媒体技术，提出的辅助投篮计分 系统，阐述了篮球比赛计分系统研发的新思路，减少了人力物力的使用，并解决了由于人工 计算得分所带来的争议。
【附图说明】
[0043] 图1 :篮球场地A'端系统结构图。
[0044] 图2 :篮球场地A'端半场系统执行流程图。
[0045] 图3 :篮球从篮圈最左侧进入的平面图。
[0046] 图4 :篮球从篮圈远离篮板方向即最前端进入的平面图。
[0047] 图5 :篮球从篮圈的左侧偏前端45°与篮圈相切进入的平面图。
[0048] 图6 :篮球从篮圈的左侧偏前端45°与篮圈相切进入的坐标分析图。
[0049] 图7 :急停跳投投篮动作产生压力变化曲线。
[0050] 图8 :变向跑对地面产生压力变化曲线。<