一种能够实时掌握运动员运动数据的训练系统的制作方法

本实用新型属于体育运动装备领域，尤其涉及到一种能够实时掌握运动员运动数据的训练系统。

背景技术：

近年来随着MEMS传感器技术、低功耗技术、GNSS定位技术、无线传输技术的发展，智能可穿戴设备的功能越来越强大，体积逐渐减小，待机时间增长。在体育训练领域，教练希望能够实时掌握运动员的运动数据，例如：心率、步频、步幅、跑频姿态数据、运动动作模式识别(如站立、走、跑、跳等)、速度、配速、定位信息轨迹图、定位信息热力图等，然后有针对性地进行训练安排。

传统的体育训练方法是教练拿着秒表，边计时边观察运动员的训练状态，这种方法教练需要紧盯运动员肢体，人员多了需要消耗教练很大精力，另外也无法做到很精确。目前较为先进的基于可穿戴的实现方法，一种是通过穿戴传感器采集数据，训练结束后通过USB同步数据到服务器，这种方式只能训练后分析数据，无法在训练时获得数据，有一定局限性；另一种是通过GSM网络将传感器数据传到服务器，教练的监控设备访问服务器获取运动员数据。这种方式受GSM网络信号强度、基站拥塞程度、广域网延时等影响，数据延时较大，甚至会达到几十秒，对于心率、定位信息等实时性要求高的数据，显然不能够胜任。并且GSM电路功耗较大，穿戴设备体积和待机时间都不够理想。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种结构简单、实用的能够实时掌握运动员运动数据的训练系统。

本实用新型是通过如下方式实现的：

一种能够实时掌握运动员运动数据的训练系统，其特征在于：包括心率带或光心率手环1、身体监测器2、智能鞋垫3、无线基站4、移动终端5，所述心率带或光心率手环1、身体监测器2分别穿戴于运动员身体上，所述智能鞋垫3设于运动员的运动鞋内；所述无线基站4设于运动区域的四周；所述心率带或光心率手环1、智能鞋垫3通过蓝牙BLE与身体监测器2相连接；所述身体监测器2通过无线基站4与移动终端5无线连接。

所述心率带或光心率手环1包括心率电极检测单元或心率光电检测单元11、控制及BLE单元12、电源管理单元13、电池14，所述心率电极检测单元或心率光电检测单元11通过电极或光电检测人体心率数据，并将数据传输给控制及BLE单元12，控制及BLE单元12将心率数据通过蓝牙BLE技术发送给身体监测器2；所述电池14提供电源给电源管理单元13，电源管理单元13提供电源给心率电极检测单元或心率光电检测单元11、控制及BLE单元12。

所述身体监测器2包括GNSS单元21、控制及BLE/WIFI单元22、监测器电源管理单元23、监测器电池24、动作识别单元25，所述GNSS单元21将定位到的运动员的地理位置信息传输给控制及BLE/WIFI单元22，所述动作识别单元25将运动员的运动动作模式相关数据传输给控制及BLE/WIFI单元22，控制及BLE/WIFI单元22将信息通过WiFi技术发送给无线基站4；所述监测器电池24提供电源给监测器电源管理单元23，所述监测器电源管理单元23提供电源给GNSS单元21、控制及BLE/WIFI单元22、动作识别单元25。

所述智能鞋垫3包括压力检测单元31、鞋垫控制及BLE单元32、鞋垫电源管理单元33、鞋垫电池34、鞋垫加速度检测单元35，所述压力检测单元31检测运动员脚掌触地时的数据，并将数据传输给鞋垫控制及BLE单元32，鞋垫加速度检测单元35将运动员的运动加速度信息传输给鞋垫控制及BLE单元32，鞋垫控制及BLE单元32将信息通过蓝牙BLE技术发送给身体监测器2；所述鞋垫电池34为鞋垫电源管理单元33提供电源，所述鞋垫电源管理单元33为压力检测单元31、鞋垫控制及BLE单元32、鞋垫加速度检测单元35提供电源。

本实用新型的优点在于：能够实时掌握运动员心率、步频、步幅、跑频姿态数据、运动动作模式识别(如站立、走、跑、跳等)、速度、配速、定位信息轨迹图、定位信息热力图等数据的训练系统，为体育训练提供了极大的帮助。实时采集运动员心率、步频、步幅、跑频姿态数据、运动动作模式识别(如站立、走、跑、跳等)、速度、配速、定位信息轨迹图、定位信息热力图等多种运动数据；实时同步上传运动员的运动数据；移动终端实时分析并呈现运动员运动数据。

附图说明

图1本实用新型结构示意图；

图2本实用新型心率带或光心率手环结构框图；

图3本实用新型身体监测器结构框图；

图4本实用新型智能鞋垫结构框图。

具体实施方式

现结合附图，详述本实用新型具体实施方式：

如图1所示，一种能够实时掌握运动员运动数据的训练系统，包括心率带或光心率手环1、身体监测器2、智能鞋垫3、无线基站4、移动终端5，心率带或光心率手环1、身体监测器2分别穿戴于运动员身体上，智能鞋垫3设于运动员的运动鞋内；无线基站4设于运动区域的四周；心率带或光心率手环1、智能鞋垫3通过蓝牙BLE与身体监测器2相连接；身体监测器2通过无线基站4与移动终端5无线连接。

如图2所示，本实用新型心率带或光心率手环1包括心率电极检测单元或心率光电检测单元11、控制及BLE单元12、电源管理单元13、电池14，心率电极检测单元或心率光电检测单元11通过电极或光电检测人体心率数据，并将数据传输给控制及BLE单元12，控制及BLE单元12将心率数据通过蓝牙BLE技术发送给身体监测器2；电池14提供电源给电源管理单元13，电源管理单元13提供电源给心率电极检测单元或心率光电检测单元11、控制及BLE单元12。

如图3所示，本实用新型身体监测器2包括GNSS单元21、控制及BLE/WIFI单元22、监测器电源管理单元23、监测器电池24、动作识别单元25，GNSS单元21将定位到的运动员的地理位置信息传输给控制及BLE/WIFI单元22，动作识别单元25将运动员的运动动作模式相关数据传输给控制及BLE/WIFI单元22，控制及BLE/WIFI单元22将信息通过WiFi技术发送给无线基站4；监测器电池24提供电源给监测器电源管理单元23，监测器电源管理单元23提供电源给GNSS单元21、控制及BLE/WIFI单元22、动作识别单元25。

如图4所示，本实用新型智能鞋垫3包括压力检测单元31、鞋垫控制及BLE单元32、鞋垫电源管理单元33、鞋垫电池34、鞋垫加速度检测单元35，压力检测单元31检测运动员脚掌触地时的数据，并将数据传输给鞋垫控制及BLE单元32，鞋垫加速度检测单元35将运动员的运动加速度信息传输给鞋垫控制及BLE单元32，鞋垫控制及BLE单元32将信息通过蓝牙BLE技术发送给身体监测器2；鞋垫电池34为鞋垫电源管理单元33提供电源，鞋垫电源管理单元33为压力检测单元31、鞋垫控制及BLE单元32、鞋垫加速度检测单元35提供电源。

每个运动员配备心率带或光心率手环1、智能鞋垫3、身体监测器2(安装于定制运动背心上)；心率带或光心率手环1实时采集运动员心率数据，通过蓝牙低功耗BLE技术，将数据发给身体监测器2；智能鞋垫3能采集运动员跑步姿态数据，通过蓝牙低功耗BLE技术，将数据发给身体监测器2。

GNSS单元21用于定位运动员地理位置，可用于计算运动员的移动轨迹、移动速度等，动作识别单元25检测运动员运动时的加速度、角度、方向等数据，可用于识别运动员运动动作模式，如站立、走、跑、跳等，控制及BLE/WIFI单元22通过BLE收集心率带或光心率手环1、智能鞋垫3的数据，然后通过WIFI发送给运动场四周的无线基站4，再通过无线基站4发送给移动终端5。

无线基站4安装于运动场四周，信号覆盖整个运动场保证能接受到运动场上任意一个身体监测器2发送的数据。移动终端5呈现设备，可以是安装有配套应用程序的手机、PAD、笔记本电脑，通过WIFI连接无线基站4，收集各个身体监测器2发送的数据，并通过移动终端5呈现给教练。教练可以通过移动终端5，查看任意一个运动员的运动数据及整个运动场的热力图。

心率带或光心率手环1在不佩戴的情况下，处于休眠低功耗状态；智能鞋垫3未放入鞋子穿起来，没检测到压力的情况下，处于休眠低功耗状态；身体监测器2有休眠/唤醒按键，连续按3次，可使其进入休眠低功耗状态；无线基站4是便携式的，并配有可充电便携电源，可以现场部署。

使用时，无线基站4部署于运动场四周，天线朝向运动场对角线交点方向。移动终端5呈现设备连接上WIFI无线网络；运动员佩戴心率带或光心率手环1，穿上有智能鞋垫3的运动鞋即可唤醒其工作，长按身体监测器2休眠/唤醒按键5秒，身体监测器2可以搜索到配套的心率带或光心率手环1、智能鞋垫3，并自动连接上事先已配置好的无线网络。在空旷场地，身体监测器2在30秒内可以搜到GNSS卫星，相应指示灯会提示搜星成功，然后将身体监测器2放入配套运动背心，至此该训练系统即可开始正常使用。

心率带或光心率手环1、智能鞋垫3及身体监测器2采用可更换或可充电电池，其中身体监测器2采用可充电电池，其收纳箱同时也是充电器，每个身体监测器2一个充电槽位。无线基站4的配套便携电源也是可充电的，充一次电至少可用8小时。