专利名称：无线式跳绳手柄及无线式跳绳系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种跳绳手柄和跳绳系统，更具体地说是指一种采用无线通讯方式的跳绳手柄结构和跳绳系统。
背景技术：
现有技术中，针对跳绳比赛，各计数终端(即电子跳绳手柄)需要与控制台、跳绳地毯进行实时地交互通讯，比如将每个跳绳手柄上的跳绳成绩实时地传输至控制台，通过大屏幕即时地显示各运动员的成绩，如果各个计数终端(即电子跳绳手柄)通过有线方式与之连接的话，则会影响运动场上的场地环境，而且施工困难，当运动项目发生变化时，有线连接又需要重新地进行设定。并且电子跳绳手柄采用有线通讯方式也会妨碍其本身的跳绳动作。为了解决上述问题，本发明人创新地设计出一种无线式跳绳手柄及无线式跳绳系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种无线式跳绳手柄及无线式跳绳系统。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案无线式跳绳手柄，包括带有旋转头的手柄壳体，所述的手柄壳体内设有微控制器， 及与微控制器电性连接的计数开关、按钮、存储器和无线模块，所述的无线模块还连接有天线。其进一步技术方案为所述的计数开关包括三个干簧管，所述的旋转头上设有对应于干簧管的磁块。其进一步技术方案为还包括与微控制器电性连接的电源模块、蜂鸣器和指示灯， 所述的手柄壳体内还设有RF识别电路。无线式跳绳系统，包括前述的若干个无线式跳绳手柄，还包括与无线式跳绳手柄无线连接的控制台；所述的控制台包括控制器，及与控制器连接的无线通讯组件、有线通讯组件、电源模块、存储器、控制按钮和显示组件，所述的无线通讯组件与若干个无线式跳绳手柄无线连接。其进一步技术方案为还包括与控制器连接的遥控器、指示灯、蜂鸣器、SD卡接口、RF读取电路。其进一步技术方案为所述的无线通讯组件为若干个，所述的无线通讯组件包括与控制器连接的无线处理模块、与无线处理模块连接的无线模块，及与无线模块连接的天线，所述的显示组件包括与控制器连接的显示驱动电路、与显示驱动电路连接的显示屏。所述的有线通讯组件包括与控制器连接的通讯处理模块和与通讯处理模块连接的USB接口， 所述的通讯处理模块还连接有转换模块，所述的转换模块连接有串口通讯接口。
其进一步技术方案为还包括至少一个与控制台有线通讯连接的跳绳地毯装置， 所述的跳绳地毯装置包括微控制器，及与微控制器连接的无线收发模块、电源模块、控制按钮和显示组件，还包括设有与控制台电性连接的连接端口，所述的无线收发模块与外部的跳绳手柄无线通讯连接，还包括与跳绳地毯电性连接的的跳毯接口，所述的跳绳地毯上设有与跳毯接口电性连接的计数开关。无线式跳绳系统，包括前述的无线式跳绳手柄，还包括与无线式跳绳手柄无线连接的跳绳地毯装置；所述的跳绳地毯装置包括微控制器，及与微控制器连接的无线收发模块、电源模块、控制按钮和显示组件，所述的无线收发模块与跳绳手柄无线通讯连接，还包括与跳绳地毯电性连接的的跳毯接口，所述的跳绳地毯上设有与跳毯接口电性连接的计数开关。其进一步技术方案为还包括与微控制器连接的红外接收电路、指示灯和蜂鸣器； 还包括与微控制器连接的读卡接口和通讯串接口。其进一步技术方案为还包括与电源模块连接的充放管理电路，及与充放管理电路连接的电池；所述的显示组件包括显示驱动电路和显示屏，所述的显示屏包括若干个数码管。本发明与现有技术相比的有益效果是本发明无线式跳绳手柄设有无线模块，使得电子跳绳手柄上的自动计数信息可以实时通过无线方式传送至控制台，从而实现跳绳成绩的科学化管理，有利于提高跳绳运动比赛成绩的公正性。另外本发明采用三个干簧管做为计数开关，能实现更科学合理的跳绳计数，保证了计数的科学性。在手柄壳体内还可以设有RF识别电路，在使用时，每个跳绳手柄事先需要通过控制台或跳绳地毯的RF读取电路进行身份确认，从而实现跳绳手柄与控制台、跳绳地毯装置的无线通讯的配对，以便同一个控制台可以与多个跳绳手柄的无线通讯。本发明无线式跳绳系统的控制台采用无线通讯方式与若干个跳绳手柄进行通讯，其中每个天线可以与数个跳绳手柄通讯连接，每二个天线再配一个无线处理模块，从而实现无线信号的快速处理，使得同一个控制台能同时与数百个跳绳手柄同时通讯，即不会发生信息延时的情况，通过SD卡接口可以将跳绳成绩另存在SD卡中，还可以通过USB接口或串口通讯接口与计算机连接，增加了遥控器可以方便用户远距离操作控制台，设有的RF读取电路，使每个跳绳手柄通过RF感应的方式进行身份确认(也可以称之为注册登记)，进行注册登记之后，再开启控制台与该跳绳手柄的无线通讯连接。还可以进一步设有与控制台有线连接的跳绳地毯装置，同时该跳绳地毯装置还可以与跳绳手柄实现一对一的无线通讯，该跳绳地毯装置也可以设有RF读卡器(即RF读取电路)，以便于跳绳者将跳绳手柄进行注册登记，以开启其与跳绳地毯装置的无线通讯。本发明无线式跳绳系统也可以单独采用一对一的跳绳手柄和跳绳地毯的结构，二者采用无线通讯连接方式。下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
图IA为本发明无线式跳绳手柄具体实施例的方框结构图；图IB为本发明无线式跳绳手柄具体实施例的电路原理图；图2为本发明无线式跳绳系统具体实施例的方框结构图2A为本发明无线式跳绳系统之控制台具体实施例的方框结构图；图2B为本发明无线式跳绳系统之控制台具体实施例的电路原理图一(控制器部分)；图2C为本发明无线式跳绳系统之控制台具体实施例的电路原理图二(显示驱动电路和显示屏部分)；图2D为本发明无线式跳绳系统之控制台具体实施例的电路原理图三(无线通讯组件第一部分)；图2E为本发明无线式跳绳系统之控制台具体实施例的电路原理图四(无线通讯组件第二部分)；图2F为本发明无线式跳绳系统之控制台具体实施例的电路原理图五(无线通讯组件第三部分)。图2G为本发明无线式跳绳系统之跳绳地毯装置具体实施例的方框结构图；图2H为本发明无线式跳绳系统之跳绳地毯装置具体实施例的电路原理图一(控制部分一)；图21为本发明无线式跳绳系统之跳绳地毯装置具体实施例的电路原理图二(控制部分二)；图2J为本发明无线式跳绳系统之跳绳地毯装置具体实施例的电路原理图三(显示驱动电路和显示屏部分)。图3为本发明无线式跳绳系统第二具体实施例的方框结构图。附图标记说明图IA至图IB的标识
1手柄壳体11旋转头
111磁块
2微控制器
21电源模块22蜂鸣器
3计数开关31干簧管
4LED指示灯5按钮
6存储器
7无线模块71天线
图2至图3的标识
1控制器10编程接口
11电源模块12存储器
13控制按钮14跳毯连接端
15遥控器16指示灯
17蜂鸣器18SD卡接口
19RF读取电路
2无线通讯组件21无线处理模块
22无线模块23天线
3有线通讯组件31通讯处理模块
32USB 接口34串口通讯接口41显示驱动电路81微控制器83电源模块833电池85显示组852显示屏861连接端口863读卡接口871红外接收电路873蜂鸣器B跳绳地毯装置T跳绳地毯
862跳毯接口
864通讯串接口
872指示灯
A跳绳手柄
S控制台
Tl计数开关
33转换模块
4显示组件
42显示屏
82无线收发模块
832充放管理电路
84控制按钮
851显示驱动电路
具体实施例方式为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。如图IA至图IB所示，本发明无线式跳绳手柄包括带有旋转头11的手柄壳体1，手柄壳体1内设有微控制器2，及与微控制器2电性连接的计数开关3、LED指示灯4、按钮5、 存储器6和无线模块7，无线模块7还连接有天线71 (如图3中的Pl，天线可以由手柄壳体 1的一部分构成)。计数开关3包括三个干簧管31，旋转头11上设有对应于干簧管31的磁块111。旋转头11用于固定跳绳用的绳子，当绳子转动一圈时，磁块111依次触发三个干簧管31导通，从而依次产生电信号并传递至微控制器2内，实现一次计数，此种计数方式科学合理，不会因为旋转头的来回晃动而产生不正常计数。还包括与微控制器2电性连接的电源模块21、蜂鸣器22。其中的微控制器2为HT49R50A型芯片。无线模块7为RFM43!3b型芯片。存储器6为MCOl型芯片。按钮5主要可以包括模式按钮、上升按钮、下降按钮和设定按钮(在本实施例中只设有一个按钮)。电源模块包括电池(采用二节1. 5V的干电池) 和与电池电性连接的电源电路。还可以根据需要增设IXD显示屏。该跳绳手柄适合与控制台一起使用，也可以用于跳绳比赛，比赛时，每个跳绳者的计数可以通过无线通讯的方式发送至控制台。在手柄壳体内还可以设有RF识别电路(图中未示出)，一个独立的RF识别电路(即RF卡)嵌入在跳绳手柄的外端部，在使用时，每个跳绳手柄事先需要将外端部靠近控制台的RF读取电路，以此进行身份确认(即每个跳绳之前的身份登记或注册)，从而实现跳绳手柄与控制台的无线通讯的配对(控制台存储有每个跳绳手柄的RF识别码，当某一个跳绳手柄的RF识别电路与控制台的RF读取电路进行身份信息读取之后，控制台才会开启其与该跳绳手柄的无线通讯)，以便同一个控制台可以与多个跳绳手柄的无线通讯。如图2所示，本发明无线式跳绳系统，包括若干个无线式跳绳手柄A(即跳绳手柄)，及与无线式跳绳手柄A无线连接的控制台S ；还包括若干个与控制台S有线通讯连接的跳绳地毯装置B，该跳绳地毯装置B与无线式跳绳手柄A的数量相同，且一一对应。使用时，跳绳手柄A可以通过跳绳地毯装置B的RF读卡器进行注册登记，也可以通过控制台S 的RF读取电路进行注册登记，跳绳手柄A的计数信息同时发送至控制台S和与之对应的跳绳地毯装置B，跳绳地毯装置B还通过地毯上的计数开关进行计数，可以实现一跳多圈的检测。如图2A至图2F所示，本发明无线式跳绳系统的控制台，包括控制器1，及与控制器1连接的无线通讯组件2、有线通讯组件3、电源模块11、存储器12、控制按钮13和显示组件4，无线通讯组件2与若干个无线式跳绳手柄无线连接(图中未示出)，还包括与控制器1连接的跳毯连接端14(用于与跳绳用的跳毯连接)。还包括与控制器1连接的遥控器 15、指示灯16、蜂鸣器17。包括与控制器1连接的SD卡接口 18、RF读取电路19和编程接口 10。本实施例中，无线通讯组件2为9个，每个无线通讯组件2包括与控制器1连接的无线处理模块21、与无线处理模块21连接的无线模块22，及与无线模块22连接的天线23， 其中，每个无线处理模块21连接有二个无线模块22，每个无线模块22可以与1 20个无线式跳绳手柄进行通讯连接。显示组件4包括与控制器1连接的显示驱动电路41、与显示驱动电路41连接的显示屏42(本实施例中的由14个大功率数码管构成)。有线通讯组件 3包括与控制器1连接的通讯处理模块31和与通讯处理模块31连接的USB接口 32，通讯处理模块31还连接有转换模块33，转换模块33连接有串口通讯接口 34。在本实施例中， 控制器1为ATMEGA64A型芯片；无线处理模块21为ATMEGA32A型芯片，通讯处理模块31也为ATMEGA32A型芯片；显示驱动电路41包括14个设有74HC595型芯片和ULN2003型芯片的数码管驱动电路，显示屏42则包括14个大功率数码管。于其它实施例中，每个无线处理模块可以连接更多个无线模块，实现与更多的无线式跳绳手柄进行无线连接。使用时，将无线式电子跳绳手柄把(其内部嵌设有的RF识别电路，即RF识别芯片)靠近RF读取电路19，控制器读取到该跳绳手柄的识别码之后，开启无线通讯组件与该跳绳手柄的无线通讯连接。每次使用时都需要通过RF识别的方式进行确认，使控制台可以跳绳手柄的数量启用相应数量的无线通讯组件，从而优化控制器的处理速度，并能够节省用电，提高系统的稳定性。图2G至图2J所示为本发明无线式跳绳系统的跳绳地毯装置B，包括微控制器81， 及与微控制器81连接的无线收发模块82、电源模块83、控制按钮84和显示组件85，还包括设有与外部的控制台S电性连接的连接端口 861(如图中的CN3端口)，无线收发模块82与外部的跳绳手柄A无线通讯连接，还包括与跳绳地毯T电性连接的的跳毯接口 862 (如图中的CN9端口)，跳绳地毯T上设有与跳毯接口 862电性连接的计数开关Tl。还包括与微控制器81连接的红外接收电路871、指示灯872和蜂鸣器873。还包括与微控制器连接的读卡接口 863和通讯串接口 864(如图中的CN7和CN8端口)。还包括与电源模块83连接的充放管理电路832，及与充放管理电路832连接的电池833。显示组件85包括显示驱动电路 851和显示屏852，显示屏852包括若干个数码管，在本实施例中，微控制器81为ATMEGA64A 型芯片(如图中的U4)；无线收发模块82包括RFM70型芯片O. 4GHz的频率，如图中的TO) 和RFM43!3B型芯片033MHz的频率，如图中的RFl)，以便方便于产品的升级和对不同跳绳手柄的兼容；显示驱动电路851包括74HC595型芯片。在本实施例中，显示屏一共有一个四位数码管、一个二位数码管和九个一位数码管。在本实施例中，还留有CN5和CN6 二个与微控制器81联接的扩展端口。指示灯采用的是共阴双色灯，也可以按需要增设与微控制器连接的存储器。电源模块可以按需要设置有滤波电路和稳压电路。使用时，还必须配置有与读卡接口连接的读卡设备，跳绳者可以将其电子跳绳手柄靠近读卡设备，从而完成电子跳绳的注册过程，该电子跳绳才正式与电子跳毯、控制台进行无线通讯，从而实现无线式的跳绳计数。跳毯内的微控制器与控制台内的控制器是相连接的，其内部的数据可以相互共享、相互通讯。若有多个电子跳毯，则只需要第一个电子跳毯通过CN3端口与控制台进行有线的通讯联接之后，其余的电子跳绳则可以通过CN7、CN8 依次进行串接，实现多个电子跳毯与同一控制台的通讯连接。如图3所示为本发明无线式跳绳系统的另外一个实施例，该实施例中仅包括一对一的跳绳地毯装置和跳绳手柄，可以实现单一跳绳运动者的跳绳计数，并且可以通过地毯的计数开关检测和跳绳手柄的无线计数来实现一跳多圈的跳绳计数。综上所述，本发明无线式跳绳手柄设有无线模块，使得电子跳绳手柄上的自动计数信息可以实时通过无线方式传送至控制台，从而实现跳绳成绩的科学化管理，有利于提高跳绳运动比赛成绩的公正性。另外本发明采用三个干簧管做为计数开关，能实现更科学合理的跳绳计数，保证了计数的科学性。在手柄壳体内还可以设有RF识别电路，在使用时， 每个跳绳手柄事先需要通过控制台或跳绳地毯的RF读取电路进行身份确认，从而实现跳绳手柄与控制台、跳绳地毯装置的无线通讯的配对，以便同一个控制台可以与多个跳绳手柄的无线通讯。本发明无线式跳绳系统的控制台采用无线通讯方式与若干个跳绳手柄进行通讯，其中每个天线可以与数个跳绳手柄通讯连接，每二个天线再配一个无线处理模块， 从而实现无线信号的快速处理，使得同一个控制台能同时与数百个跳绳手柄同时通讯，也不会发生信息延时的情况，通过SD卡接口可以将跳绳成绩另存在SD卡中，还可以通过USB 接口或串口通讯接口与计算机连接，增加了遥控器可以方便用户远距离操作控制台，设有的RF读取电路，使每个跳绳手柄通过RF感应的方式进行身份确认(也可以称之为注册登记)，进行注册登记之后，再开启控制台与该跳绳手柄的无线通讯连接。还可以进一步设有与控制台有线连接的跳绳地毯装置，同时该跳绳地毯装置还可以与跳绳手柄实现一对一的无线通讯，该跳绳地毯装置也可以设有RF读卡器(即RF读取电路)，以便于跳绳者将跳绳手柄进行注册登记，以开启其与跳绳地毯装置的无线通讯。本发明无线式跳绳系统也可以单独采用一对一的跳绳手柄和跳绳地毯的结构，二者采用无线通讯连接方式。上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
权利要求
1.无线式跳绳手柄，包括带有旋转头的手柄壳体，其特征在于所述的手柄壳体内设有微控制器，及与微控制器电性连接的计数开关、按钮、存储器和无线模块，所述的无线模块还连接有天线。
2.根据权利要求1所述的无线式跳绳手柄，其特征在于所述的计数开关包括三个干簧管，所述的旋转头上设有对应于干簧管的磁块。
3.根据权利要求2所述的无线式跳绳手柄，其特征在于还包括与微控制器电性连接的电源模块、蜂鸣器和指示灯，所述的手柄壳体内还设有RF识别电路。
4.无线式跳绳系统，其特征在于包括权利要求1至3任一项所述的若干个无线式跳绳手柄，还包括与无线式跳绳手柄无线连接的控制台；所述的控制台包括控制器，及与控制器连接的无线通讯组件、有线通讯组件、电源模块、存储器、控制按钮和显示组件，所述的无线通讯组件与若干个无线式跳绳手柄无线连接。
5.根据权利要求4所述的无线式跳绳系统，其特征在于还包括与控制器连接的遥控器、指示灯、蜂鸣器、SD卡接口、RF读取电路。
6.根据权利要求5所述的无线式跳绳系统，其特征在于所述的无线通讯组件为若干个，所述的无线通讯组件包括与控制器连接的无线处理模块、与无线处理模块连接的无线模块，及与无线模块连接的天线，所述的显示组件包括与控制器连接的显示驱动电路、与显示驱动电路连接的显示屏。所述的有线通讯组件包括与控制器连接的通讯处理模块和与通讯处理模块连接的USB接口，所述的通讯处理模块还连接有转换模块，所述的转换模块连接有串口通讯接口。
7.根据权利要求4所述的无线式跳绳系统，其特征在于还包括至少一个与控制台有线通讯连接的跳绳地毯装置，所述的跳绳地毯装置包括微控制器，及与微控制器连接的无线收发模块、电源模块、控制按钮和显示组件，还包括设有与控制台电性连接的连接端口，所述的无线收发模块与外部的跳绳手柄无线通讯连接，还包括与跳绳地毯电性连接的的跳毯接口，所述的跳绳地毯上设有与跳毯接口电性连接的计数开关。
8.无线式跳绳系统，其特征在于包括权利要求1至3任一项所述的无线式跳绳手柄，还包括与无线式跳绳手柄无线连接的跳绳地毯装置；所述的跳绳地毯装置包括微控制器，及与微控制器连接的无线收发模块、电源模块、控制按钮和显示组件，所述的无线收发模块与跳绳手柄无线通讯连接，还包括与跳绳地毯电性连接的的跳毯接口，所述的跳绳地毯上设有与跳毯接口电性连接的计数开关。
9.根据权利要求8所述的无线式跳绳系统，其特征在于还包括与微控制器连接的红外接收电路、指示灯和蜂鸣器；还包括与微控制器连接的读卡接口和通讯串接口。
10.根据权利要求9所述的无线式跳绳系统，其特征在于还包括与电源模块连接的充放管理电路，及与充放管理电路连接的电池；所述的显示组件包括显示驱动电路和显示屏， 所述的显示屏包括若干个数码管。
全文摘要
本发明公开了无线式跳绳手柄及无线式跳绳系统。无线式跳绳手柄包括带有旋转头的手柄壳体，手柄壳体内设有微控制器，及与微控制器电性连接的计数开关、按钮、存储器和无线模块，无线模块还连接有天线。无线式跳绳系统包括前述的无线式跳绳手柄，还包括与无线式跳绳手柄无线连接的跳绳地毯装置；跳绳地毯装置包括微控制器，及与微控制器连接的无线收发模块、电源模块、控制按钮和显示组件，无线收发模块与跳绳手柄无线通讯连接，还包括与跳绳地毯电性连接的跳毯接口，跳绳地毯上设有计数开关。本发明实现了跳绳手柄与控制台、跳绳地毯的实时地无线通讯，能实现及时的跳绳计数。并通过多个无线模块实现数百个跳绳手柄与控制台的同步信息传递。
文档编号A63B71/06GK102366670SQ201110297378
公开日2012年3月7日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者林善棠, 林培林, 王天禄 申请人:林培林