一种折返跑运动监测与评估系统的制作方法
【专利摘要】一种折返跑运动监测与评估系统，分析终端与无线移动基站通过wifi无线通信方式相连接；所述无线移动基站与运动采集终端通过802.15.4无线通信方式相连接；所述运动采集终端通过蓝牙无线方式与心率传感器相连接；所述心率传感器，用于采集运动员心率信息并发送至运动采集终端；所述运动采集终端，用于采集运动员的速度信息、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，并通过无线方式发送至无线移动基站；所述分析终端，用于接收无线移动基站转发的运动采集终端的原始采集数据，并对原始数据进行解析、分析处理，最后以数值、图形方式进行实时显示。本实用新型采用传感器技术、检测技术、无线传输技术、数据分析技术，能够对运动员的折返跑运动训练过程中的速度、折返点、加速度、角速度、运动方向、运动距离、心率等信息进行实时监测及分析。
【专利说明】
一种折返跑运动监测与评估系统
技术领域
[0001]本实用新型属于体育运动监控应用领域，具体是涉及一种折返跑运动监测与评估系统。
【背景技术】
[0002]折返跑运动，是一项广泛的体育基础运动项目，可以锻炼运动员的腿部短距爆发力、短距加速的提升、肌肉耐久和身体的灵活度，同时又能提高变换方向的能力，是一项很有价值的锻炼项目。在大多球类、体育游戏中经常用到，还是竞技体育项目的训练重要内容之一，现折返跑已在各个地区都有专业的比赛，并列入《国家学生体质健康标准》的考核项目。传统的折返跑运动训练、成绩计算和评估，通过人工的方式(教练员)查看运动员的动作、折返过程总时间进行成绩计算和评估，不能根据运动员实际动作轨迹数据进行准确判断。因此，如何通过科学的技术手段，结合系统化训练提高运动员腿部短距爆发力、短距加速、肌肉耐久和身体的灵活度及提高变换方向的能力，是解决折返跑运动、训练关键技术所在。
[0003]国际上，通过不同的专项设备对运动员的折返跑训练进行量化和分析成为一种必然趋势。在国内，由于早期国家在体育产业投入不足，广泛的体育训练往往靠教练员一双眼睛一支笔和辅助器材进行判断，无法准确判断运动员当前实际状态，不利于运动员能力提升和运动训练效果评价;伴随着体育产业的发展得到国家各个层面的高度重视，以及科学技术的快速发展，国内高技术体育设备的研发处于加速追赶状态，特别是对运动员训练信息采集、记录及分析逐渐受到重视。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是通过研制一种折返跑运动监测与评估系统，实现运动员在折返跑运动过程中全程自动实时采集并记录运动员运动轨迹、速度、加速度、角速度、方向、位置及心率等信息，并通过监测信息自动对运动员折返跑训练的开始时间、结束时间、折返跑次数及每次折返的时间进行分析评估;另外，通过全力折返跑测试，可以对比不同人在相同折返次数和距离下所用的时间，分析不同运动员的耐力水平，从而方便教练员对运动员管理，制定针对性训练计划，提高运动训练效果。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]—种折返跑运动监测与评估系统，它包括运动采集终端、心率传感器、分析终端、无线移动基站;所述分析终端与无线移动基站通过wifi无线通信方式相连接;所述无线移动基站与运动采集终端通过802.15.4无线通信方式相连接;所述运动采集终端通过蓝牙无线方式与心率传感器相连接；
[0007]所述心率传感器，用于采集运动员心率信息并发送至运动采集终端；
[0008]所述运动采集终端，用于采集运动员的速度信息、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，并通过无线方式发送至无线移动基站；
[0009]所述分析终端，用于接收无线移动基站转发的运动采集终端的原始采集数据，并对原始数据进行解析、分析处理，最后以数值、图形方式进行实时显示。
[0010]所述的运动采集终端，包括处理器、存储模块、无线通讯模块、电源管理模块、时钟模块、加速度传感器、运动传感器、磁感应传感器、蓝牙模块、USB接口模块;其中存储模块、无线通讯模块、电源管理模块、蓝牙模块、USB接口模块、加速度传感器、运动传感器、磁感应传感器分别与处理器相连接;蓝牙模块与外部心率传感器相连接;USB接口模块在设备存储数据导出时，通过USB线缆与外部分析终端相连接;无线通讯模块通过无线方式与外部无线移动基站相连接；
[0011 ]所述蓝牙模块，用于接收心率传感器发送的心率信息并发送至处理器；
[0012]所述加速度传感器，用于采集运动员的加速度信息并传输至处理器；
[0013]所述磁感应传感器，用于采集运动员的动作方向信息并传输至处理器；
[0014]所述运动传感器，用于采集运动员的角速度信息并传输至处理器；
[0015]所述处理器，用于接收蓝牙模块、加速度传感器、运动传感器、磁感应传感器发送的信号并进行处理，经处理后数据写入存储模块，同时通过无线通讯模块将采集到的信息发送至无线移动基站；
[0016]所述存储模块，用于存储运动员折返运动过程中采集的原始数据；
[0017]所述USB接口模块，用于存储数据导出；
[0018]所述电源管理模块，用于设备内部各模块电源供电管理、电池供电；
[0019]所述无线通讯模块，用于接收处理器发送数据并发送至无线移动基站。
[0020]所述的运动采集终端，是一种小型化便携式设备，通过背带固定在人体某个部位。[0021 ]所述无线通讯模块，采用802.15.4通信模块;所述无线通讯模块天线为内置天线，天线采用PCB布线方式。
[0022]所述电源管理模块，包含电池、电源放电管理;其中电池用于设备供电，电源放电管理用于设备各模块放电控制和管理。
[0023]所述加速度传感器采用三轴加速度传感器，测量人体运动空间矢量的加速度;所述运动传感器为三轴陀螺仪;所述磁感应传感器采用三轴磁感应传感器。
[0024]所述心率传感器，内置有蓝牙通信模块，心率传感器与运动采集终端通过蓝牙无线方式预先配对使用。
[0025]所述分析终端，采用平板电脑，内置有无线wifi通信模块与无线移动基站建立连接。
[0026]所述无线移动基站，内置有电源模块，支持外部交流220V供电和直流12V供电。
[0027]采用上述技术方案的本实用新型，它具有以下优点:
[0028](I)本实用新型采用传感器技术、光电心率检测技术、无线传输技术、数据分析技术，能够对运动员的折返跑运动训练过程中的速度、折返点、加速度、角速度、运动方向、运动距离、心率等信息进行实时监测。
[0029](2)本实用新型能够对折返运动进行全程数据进行实时监测、分析，方便教练员对运动员管理、分析和评估，制定针对性训练计划，提高折返跑运动训练效果。
【附图说明】
[0030]图1为本实用新型的系统结构图。
[0031]图2为本实用新型的折返运动轨迹示意图。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】做进一步的详细说明。但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。
[0033]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。
[0034]在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0035]如图1所示，一种折返跑运动监测与评估系统，主要包括心率传感器101、运动采集终端102、无线移动基站103、分析终端104;其中运动采集终端包括处理器110、存储模块111、无线通讯模块112、电源管理模块108、时钟模块109、加速度传感器106、运动传感器114、磁感应传感器107、蓝牙模块105、USB接口模块113;所述分析终端104与无线移动基站103通过wifi无线通信方式进行连接，无线移动基站103与运动采集终端102通过802.15.4无线通信方式进行连接，所述运动采集终端102通过蓝牙无线方式与心率传感器101相连接;所述的运动采集终端102，其中存储模块111、无线通讯模块112、电源管理模块108、蓝牙模块105、USB接口模块113、加速度传感器106、运动传感器114、磁感应传感器107分别与处理器110相连接，蓝牙模块105与外部心率传感器101相连接，USB接口模块113在设备存储数据导出时通过USB线缆与外部分析终端104相连接，无线通讯模块112通过无线方式与外部无线移动基站103相连接；
[0036]所述心率传感器101，用于采集运动员心率信息并发送至运动采集终端102;
[0037]所述运动采集终端102，用于采集运动员的速度信息、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，并通过无线方式发送至无线移动基站103;
[0038]所述蓝牙模块105，用于接收心率传感器101发送的心率信息并发送至处理器110;
[0039]所述加速度传感器106，用于采集运动员的加速度信息并传输至处理器110;
[0040]所述运动传感器114，用于采集运动员的角速度信息并传输至处理器；
[0041]所述磁感应传感器107，用于采集运动员的动作方向信息并传输至处理器110;
[0042]所述处理器110，用于接收蓝牙模块105、加速度传感器106、磁感应传感器107发送的信号并进行处理，经处理后数据写入存储模块111，同时通过无线通讯模块112将采集到的信息发送至分析终端104;
[0043]所述存储模块111，用于存储运动员折返运动过程中采集的原始数据；
[0044]所述USB接口模块113，用于存储数据导出和设备充电；
[0045]所述电源管理模块108，用于设备内部各模块电源供电管理、电池供电；
[0046]所述时钟模块108，用于设备提供时钟信息；
[0047]所述无线通讯模块112，用于接收处理器110发送数据并发送至无线移动基站103;
[0048]所述分析终端104，用于接收无线移动基站103转发的运动采集终端102的原始采集数据，并对原始数据进行解析、分析处理，最后以数值、图形方式进行实时显示。
[0049]所述的运动采集终端102，是一种小型化便携式设备，通过背带固定在人体某个部位。
[0050]所述无线通讯模块112，采用802.15.4通信模块;所述无线通讯模块112天线为内置天线，天线采用PCB布线方式。
[0051 ] 所述电源管理模块108，包含电池、电源放电管理;其中电池用于设备供电，电源放电管理用于设备各模块放电控制和管理。
[0052]所述加速度传感器106采用三轴加速度传感器，测量人体运动空间矢量的加速度；所述运动传感器114为三轴陀螺仪;所述磁感应传感器107采用三轴磁感应传感器。
[0053]所述心率传感器101，内置有蓝牙通信模块，心率传感器101与运动采集终端102通过蓝牙无线方式配对使用。
[0054]所述分析终端104，采用平板电脑，内置有无线wifi通信模块与无线移动基站103
建立连接。
[0055]所述无线移动基站103，内置有电源模块，支持外部交流220V供电和直流12V供电。
[0056]如图2所示，折返跑测定时，在平直跑道上，受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前，当听到“跑”的口令后，全力跑向正前方的折返线，运动采集终端自动记录采集数据同时开始计时;受试者到达折返线时，用手触摸折返线处的物体，再转身跑向起点终点线，当胸部到达起点终点线的垂直面时，运动采集终端完成数据采集记录，所用时间即为“折返跑”的成绩。
[0057]本实用新型采用传感器技术、光电心率检测技术、无线传输技术、数据分析技术，能够对运动员的折返跑运动训练过程中的速度、折返点、加速度、角速度、运动方向、运动距离、心率等信息进行实时监测。
[0058]本实用新型能够对折返运动进行全程数据进行实时监测、分析，方便教练员对运动员管理、分析和评估，制定针对性训练计划，提高折返跑运动训练效果。
[0059]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。
【主权项】
1.一种折返跑运动监测与评估系统，其特征在于:它包括运动采集终端、心率传感器、分析终端、无线移动基站;所述分析终端与无线移动基站通过wifi无线通信方式相连接;所述无线移动基站与运动采集终端通过802.15.4无线通信方式相连接;所述运动采集终端通过蓝牙无线方式与心率传感器相连接； 所述心率传感器，用于采集运动员心率信息并发送至运动采集终端； 所述运动采集终端，用于采集运动员的速度信息、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，并通过无线方式发送至无线移动基站； 所述分析终端，用于接收无线移动基站转发的运动采集终端的原始采集数据，并对原始数据进行解析、分析处理，最后以数值、图形方式进行实时显示。2.根据权利要求1所述一种折返跑运动监测与评估系统，其特征在于:所述的运动采集终端，包括处理器、存储模块、无线通讯模块、电源管理模块、时钟模块、加速度传感器、运动传感器、磁感应传感器、蓝牙模块、USB接口模块;其中存储模块、无线通讯模块、电源管理模块、蓝牙模块、USB接口模块、加速度传感器、运动传感器、磁感应传感器分别与处理器相连接;蓝牙模块与外部心率传感器相连接;USB接口模块在设备存储数据导出时，通过USB线缆与外部分析终端相连接;无线通讯模块通过无线方式与外部无线移动基站相连接； 所述蓝牙模块，用于接收心率传感器发送的心率信息并发送至处理器； 所述加速度传感器，用于采集运动员的加速度信息并传输至处理器； 所述磁感应传感器，用于采集运动员的动作方向信息并传输至处理器； 所述运动传感器，用于采集运动员的角速度信息并传输至处理器； 所述处理器，用于接收蓝牙模块、加速度传感器、运动传感器、磁感应传感器发送的信号并进行处理，经处理后数据写入存储模块，同时通过无线通讯模块将采集到的信息发送至无线移动基站； 所述存储模块，用于存储运动员折返运动过程中采集的原始数据； 所述USB接口模块，用于存储数据导出； 所述电源管理模块，用于设备内部各模块电源供电管理、电池供电； 所述无线通讯模块，用于接收处理器发送数据并发送至无线移动基站。3.根据权利要求1所述一种折返跑运动监测与评估系统，其特征在于:所述的运动采集终端，是一种小型化便携式设备，通过背带固定在人体某个部位。4.根据权利要求1所述一种折返跑运动监测与评估系统，其特征在于:所述无线通讯模块，采用802.15.4通信模块;所述无线通讯模块天线为内置天线，天线采用PCB布线方式。5.根据权利要求1所述一种折返跑运动监测与评估系统，其特征在于:所述电源管理模块，包含电池、电源放电管理;其中电池用于设备供电，电源放电管理用于设备各模块放电控制和管理。6.根据权利要求1所述一种折返跑运动监测与评估系统，其特征在于:所述加速度传感器采用三轴加速度传感器，测量人体运动空间矢量的加速度;所述运动传感器为三轴陀螺仪;所述磁感应传感器采用三轴磁感应传感器。7.根据权利要求1所述一种折返跑运动监测与评估系统，其特征在于:所述心率传感器，内置有蓝牙通信模块，心率传感器与运动采集终端通过蓝牙无线方式预先配对使用。8.根据权利要求1所述一种折返跑运动监测与评估系统，其特征在于:所述分析终端，采用平板电脑，内置有无线Wifi通信模块与无线移动基站建立连接。9.根据权利要求1所述一种折返跑运动监测与评估系统，其特征在于:所述无线移动基站，内置有电源模块，支持外部交流220V供电和直流12V供电。
【文档编号】A63B71/06GK205672504SQ201620489244
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月25日 公开号201620489244.5, CN 201620489244, CN 205672504 U, CN 205672504U, CN-U-205672504, CN201620489244, CN201620489244.5, CN205672504 U, CN205672504U
【发明人】常智杰, 冯勇, 张贺辉, 孙赞峰, 董雷, 朱喆
【申请人】郑州动量科技有限公司