专利名称：运动加速度测量腰带的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种运动加速度测量腰带，属于运动学、力学、电子学的测量仪器技术领域。
背景技术：
将加速度传感器应用于体育运动之中，可以用于获取运动员的速度和力量等信息，可以对运动员的反应能力和加速度进行测定，对运动员的训练有很大的帮助作用。以前对运动员反应能力的测定，大多是通过简单的对声光反应时间的测定方法， 或者是通过计算机模拟测定的方法对运动员进行反应能力的测试。但是这些测试方法受外界环境和人的主观心理因素的影响较大，误差较大，不能准确客观地反映运动员在运动中的神经反应的能力。本运动加速度测量腰带，可通过对运动员听到发令后的运动加速度的测量，掌握每一个运动员的神经和运动反应的情况，以提高运动员听发令枪后的起跑速度。本实用新型采用了较先进的加速度传感器，结合声音检测和单片机控制系统，不但可以在运动场上直接、精确地测定运动员的起跑反应和加速度，而且还可以对加速度进行分析和综合，能促进运动员加速度的研究以及提高运动员的训练水平，为运动员的选材和训练提供科学的参考依据。同时本实用新型也适用于力学、电子学等课程的实验领域。
实用新型内容本实用新型针对现有测量仪器的不足，提出结合了腰带、加速度传感器和单片机控制电路的运动加速度测量腰带，运动加速度测量腰带上设置有加速度测量电路盒和腰带粘贴，加速度测量电路盒内具有加速度传感器、声音检测电路、发射电路和单片机控制电路。本实用新型采用加速度传感器是AnalogDevices公司研制的单轴加速度传感器 ADXL105，它具有模拟输出、高性能、高准确度的特点，其带宽和噪声抑制的性能优于所有目前使用的同类芯片。ADXL105内部包含一个多硅表面微处理传感器和BIMOS信号控制电路， 故可形成开环加速度测量结构。与其它加速度计相比，ADXL105可以在很大程度上提高了工作带宽，并大幅度降低噪声影响，Og偏差和温度漂移也相对较低。它的测量范围为-5 +5g ；且分辨率很高，该器件可以分辨出低于2mg的加速度。ADXL105可通过产生的一个模拟输出电压来测量动态或者静态加速度，且功耗极低(电流只有2mA)；最大可以容忍IOOOg 的加速度，其输出的比例因子可以用内置的运算放大器和外部电阻调节，且在低频段具有很好的线性度。本实用新型采用以LM358芯片为主的声音检测电路，声音检测电路在没有检测到声音时，其输出端为高电平，当麦克风接收到一定强度的声音信号时，其输出端变为低电平电路输出信号接到单片机。声音检测电路用来检测发令枪的声音，作为对加速度传感器测量的起始。声音检测电路设计的重点和难点是滤除噪音信号，当检测到发令枪枪声时产生一个脉冲信号，单片机识别后计数器开始计数。模块的电路和相关参数由多次实验确定。本实用新型以nRFMLOl无线模块和低功耗单片机PC9S12XS128为核心组成高速无线传输系统。系统具有工作稳定可靠、传输速率高、体积小、成本低、功耗低等特点。 nRF24L01是一款新型单片射频收发器件，工作于2. 4GHz 2. 5GHz的频段，内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，并融合了增强型SiockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低，在以_6dBm的功率发射时，工作电流也只有9mA，芯片拥有掉电模式和空闲模式，供电电压低。PC9S12XS128单片机的PORTBO P0RTB5配置成通用I/O引脚，分别与nRFMLOl 的IRQ、CE、CSN、SCK, MOSI, MISO连接，控制nRFMLOl的工作方式，并采用SPI接口进行通
图1是运动加速度测量腰带，其中的1是腰带粘贴粘面，2是腰带粘贴毛面，3是加速度测量电路盒。图2是声音检测电路。图3是加速度检测电路。图4是数据发送电路。
具体实施方式
声音检测电路的灵敏度可以进行调节，调节电位器RP5，当环境噪声比较大时，应降低灵敏度，当环境噪声比较小时，可以提高灵敏度。ADXL105的Aqut从UCA的同向端输入，UCA的输出口直接连到反向端，构成一个电压跟随器。电压跟随器的显著特点就是，输入阻抗高，而输出阻抗低。如果后级电路的输入阻抗比较小，那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。此时，电压跟随器来从中进行缓冲，起到承上启下的作用。ADXL105有两个接地引脚COM 4和COM 7，它们应直接相连并接地。Aott是加速度的输出端，提供一个250mV/g的比例放大系数(VDD = 5V时)。Aout是高阻抗输出端，在Aqut 和A/D转换装置间常需要添加缓冲器。程序设计的部分代码有void Spi_ByteWrite(unsigned char send) //SPI 写字节函数 sprintf(TxRxBuf, "%d, %d, %d, %d, %d, %d", speed, setspeed, mid, count, dif, numm); TxRxBuf
RF2401—TxPacket(TxRxBuf) {
Spi_ByteWrite(TxAddress[i]);
Spi_ByteWrite(TxBufIi]); }
void TX_SendID( uchar ch)//数据的通信 {
CE_2P4 = 0;
SPI_Write _Buf (WriteReg + TxAddr, Txaddress, ’ TxAdr_Width)；
SPI_Write _Buf( WrTxPload, TxBuf, TxPload_Width)； SPI_RW_Reg( WriteReg + RfCh, ch)； SPI_RW_Reg( WriteReg + Config ’ OxOE)；
CE—2P4 = 1; }
权利要求1.一种运动加速度测量腰带，其特征是运动加速度测量腰带上设置有加速度测量电路盒和腰带粘贴，加速度测量电路盒内具有加速度传感器、声音检测电路、发射电路和单片机控制电路。
2.根据权利要求1所述的运动加速度测量腰带，其特征是腰带粘贴采用粘扣带的结构，分成粘面和毛刺面。
3.根据权利要求1所述的运动加速度测量腰带，其特征是加速度传感器采用单轴加速度传感器ADXL105。
4.根据权利要求1所述的运动加速度测量腰带，其特征是声音检测电路所采用主芯片为LM358。
5.根据权利要求1所述的运动加速度测量腰带，其特征是发射电路所采用主芯片为 nRF24L01。
6.根据权利要求1所述的运动加速度测量腰带，其特征是单片机控制电路所采用主芯片为 PC9S12XSU8。
专利摘要本实用新型涉及一种运动加速度测量腰带，运动加速度测量腰带上设置有加速度测量电路盒和腰带粘贴，加速度测量电路盒内具有加速度传感器、声音检测电路、发射电路和单片机控制电路，本加速度测量腰带通过对加速度信号的获取、调制和发射，实现了稳定、方便的加速度测量。加速度测量腰带结构合理，稳定可靠，适合于对运动员的加速度测量和大专院校的力学、电子学等课程的教学实验。
文档编号A61B5/16GK202146309SQ20112025921
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月21日 优先权日2011年7月21日
发明者谭晓川 申请人:谭晓川