专利名称：短距离径赛起跑反应时判读系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电类，是一种基于加速度传感技术的短距离径赛起跑反应时判读系统，应用于高水平体育赛事或高水平运动训练。
背景技术：
反应时间是指从刺激作用发生到引起机体外部反应开始动作之间的时间间隔，又称反应时或反应的潜伏期。生理学家实验研究已证实人类的反应时间极限为0.1秒，即人类从接收到外界刺激到做出动作反应，至少需要花费0. 1秒以上的时间。
国际田联规定在国际赛事中，所有400米(含)以下的径赛项目，必须采用蹲踞式起跑和使用起跑器。起跑犯规探测器发明于上世纪八十年代初，其设计是通过将探测器测得的反应时间与人类的反应极限时间O. l秒作比较，低于0.1秒则会被视为抢跑犯规。另外，在每轮比赛中，对于首次起跑犯规的运动员将会受到警告而不被取消比赛资格，但之后无论是谁起跑犯规都会被直接取消比赛资格，所以，从运动成绩的提高和竞赛战略战术的角度考虑，起跑反应时的强化训练在现代短距离径赛类项目中一直都占有十分重要的地位。
目前，我国对运动员反应时间或能力的测定大都是通过简单的声光反应时测定仪或计算机模拟测定仪来实现，在实际运动训练中的强化训练大都也是仅仅依靠经验进行反复的练习，缺乏必要的能够实时测试和反馈的训练设备。短距离竞赛起跑经常会出现电子设备判断失灵的现象，这对于发展体育运动、提高竞技水平和体现公平性是一个严重的问题，因此，研制精确、稳定的起跑反应时判读系统就显得越来越重要了。
实用新型内容
本实用新型的目的是通过声音传感器和加速度传感器判断短跑运动员是否起跑违例，达到0.01秒的精度。
本实用新型的创新点在于 一，可以同时对8-10名运动员进行起跑监测；二，采用基于晶体压电效应的加速度传感器三，即时显示运动员起跑信息；四，包括有线型系统和无线型系统两种类型。该起跑反应时测定主要是实现(听觉)神经——起跑这一简单动作反应时间的测定，设计思路是通过声音传感器检测发令枪的声音，用加速度传感器检测运动员起跑的时刻，单片机通过对上述两个信号的判别计算出运动员听到发令枪到起跑所需要的时间，通过单片机串口发送到转发盒，再由RS—232C接口传送到PC机进行记录和显示；同时单片机还对该时间的值同0.1秒进行比较以判别是否抢跑，如果测得的值小于O.l秒，则蜂鸣器会发出报警声以示抢跑。
整个系统包括发令枪检测部分、起跑动作检测部分、单片机控制检测小系统、蜂鸣器、转发盒和PC机以及起跑信息显示牌，其特征是用于发令枪检测的声音传感器、用于起跑动作检测的加速度传感器、蜂鸣器和起跑信息显示牌直接连接单片机，单片机通过转发控制盒连接PC机。发令枪检测部分的声音传感器采用了MAX9075比较器，起跑动作检测部分采用了ADXL105加速度传感器。单片机接受到声音传感器的信号后启动计时模块，所述计时模块在各加速度传感器的信号传入后分别计时并做出判断，同时将各时间值和所做判断传向电子显示牌。发令枪响后所述单片机启动终点计时设备，若有抢跑现象被检出，警报器则鸣响同时发送停机清零信号给终点计时设备，若无抢跑现象检出则可对所采集判断的数据进行存储、调
用、数据打印或者远程共享。短距离径赛起跑反应时判读系统，包括有线型系统和无线型系统两种类型，其区别在于数据的传输是有线传输的还是无线传输的。
本实用新型通过单片机对声音传感器和加速度传感器信号的识别，检测出运动员听到发令枪到起跑所需要的时间，根据反应时记录进行处理和绘制成反应时曲线，能够直观地了解运动员反应时的变化及趋势，强化运动员起跑反应时的本体感觉，合理縮短起跑反应时间。
本实用新型兼容多种打印机，提供了 USB和并行口两种打印接口，在单机使用的情况下，可以存储测试记录，也可以打印测试报告、在线测试、远程数据共享，测试数据库具有个案的调用、同一被测试者不同时间阶段测试结果对比的功能。
图1短距离径赛起跑反应时判读系统结构示意图
1发令枪声音检测传感器2起跑器加速度传感器图2发令枪声音信号检测电路图3发令枪起跑反应时检测单片机软件流程图图4加速度传感检测电路具体实施方式
如说明书附图之图l所示，将电容声传感器固定在发令枪上，加速度传感器安放在每个起跑器的U型槽内，然后将两者连接到单片机上，单片机和微型计算机相连，再通过微型计算机的扩展口连接起跑信息显示牌和终点计时设备。
首先通过电容声传感器和加速度传感器，分别实现了对发令枪信号和运动员起跑信号的拾取，经过阈值比较后，再由单片机进行判读计时，最后得到运动员的起跑反应时间，与此同时判断其是否抢跑，如果发生抢跑，则单片机驱动蜂鸣器发出抢跑报蝥声，同时将各个运动员的起跑反应时间传向电子显示牌，若无抢跑现象检出则将数据通过串口发送给计算机，可对所采集判断的数据进行存储、调用、数据打印或者远程共享。
本实用新型将精确判断和实时显示结合起来，发令枪响后几乎是瞬间，显示牌就给出每个运动员的起跑反应时间，抢跑运动员的号码旁就会亮起红灯。若有红灯亮起，报瞀器就会鸣响，同时，终点计时装置回零。单独使用所述电子起跑器，还可对测试数据进行记录，结合运动员自己的感觉，进行分析，以便提高运动员的起跑反应能力。
权利要求1. 一种短距离径赛起跑反应时判读系统，包括发令枪检测部分、起跑动作检测部分、单片机控制检测小系统、蜂鸣器、转发盒和PC机以及起跑信息显示牌，其特征是用于发令枪检测的声音传感器、用于起跑动作检测的加速度传感器、蜂鸣器和起跑信息显示牌直接连接单片机，单片机通过转发控制盒连接PC机。
2. 按照权利要求1所述的短距离径赛起跑反应时判读系统，其特征在于发令枪检测部分的声音传感器采 用了MAX9075比较器，起跑动作检测部分采用了 ADXL105加速度传感器。
3. 按照权利要求1所述的短距离径赛起跑反应时判读系统，其特征在于单片机接受到声音传感器的信号 后启动计时模块，所述计时模块在各加速度传感器的信号传入后分别计时并做出判断，同时将各时间 值和所做判断传向电子显示牌。
4. 按照权利要求1所述的短距离径赛起跑反应时判读系统，其特征在于发令枪响后所述单片机启动终点 计时设备，若有抢跑现象被检出，警报器则鸣响同时发送停机清零信号给终点计时设备，若无抢跑现 象检出则可对所采集判断的数据进行存储、调用、数据打印或者远程共享。
5. 按照权利要求1所述的短距离径赛起跑反应时判读系统，包括有线型系统和无线型系统两种类型，其 区别在于数据的传输是有线传输的还是无线传输的。
专利摘要一种短距离径赛起跑反应时判读系统，包括发令枪检测部分、起跑动作检测部分、单片机控制检测小系统、蜂鸣器、转发盒和PC机以及起跑信息显示牌，其特征是声音传感器、加速度传感器、蜂鸣器和起跑信息显示牌直接连接单片机，单片机通过转发控制盒连接PC机。单片机对声音传感器和加速度传感器信号的识别，检测出运动员听到发令枪到起跑所需要的时间，根据反应时记录进行处理和绘制成反应时曲线，能够直观地了解运动员反应时的变化及趋势。发令枪响后所述单片机启动终点计时设备，若有抢跑现象被检出，警报器鸣响同时发送停机清零信号给终点计时设备，若无抢跑现象检出，则将数据通过串口发送给PC机。
文档编号A61B5/16GK201267476SQ200820127128
公开日2009年7月8日 申请日期2008年6月24日 优先权日2008年6月24日
发明者王培勇 申请人:王培勇