一种手持式跑步智能测试棒的制作方法

一种手持式跑步智能测试棒，属于运动器材技术领域。

背景技术：

2014年，教育部印发了《国家学生体质健康标准(2014年修订)》，要求各学校每学年开展覆盖本校各年级学生的《标准》测试工作，并根据学生学年总分评定等级。只有达到良好及以上的学生，方可参加评优与评奖，而跑步测试是其中重要的测试项目。

在跑步测试中跑步又分长跑测试和短跑测试，目前，针对短跑测试常规的测试方法是起点和终点各有一个老师，起点老师负责发出起跑命令（鸣枪或用手势），终点老师负责用秒表记录学生短跑成绩，短跑的特点在于测试时间段，如果多人同时测试时，到达终点的时间相对集中，因此需要多名老师分别对学生进行成绩的记录。针对长跑测试常规的测试方法是测试者从起点出发后，跑过相应圈数之后由老师在重点进行成绩的记录，长跑测试的特点在于虽然到达终点较为分散，但是需要专门的人员对测试者跑过的圈数进行记录。因此无论短跑测试还是长跑测试，对人员数量需求较大。而在一般大学每年需要测试的人数达数万人，测试量非常大，单靠体育老师手工测试工作量非常大，测试误差难以避免，人为因素的干扰在所难免。

虽然在现有技术中，也存在有一些自动测试装置可以在一定程度上替代人进行测试，但是现有技术的测试装置还存在有如下缺陷：

（1）占用标准跑道。系统在起点和终点都固定安装了一组带指纹仪、红外线的跑道箱，跑道箱长期占据跑道，影响了体育场标准100米跑道的正常使用，所以不利于推广应用。

（2）终点急停测指纹不科学。现行系统需要学生在起点进行指纹识别，跑到终点还需要进一步用指纹进行身份识别，两次识别的时间差即为测试成绩。由此可见学生跑到终点进行冲刺时需要急停后再折返回来按指纹仪确认身份，这种急停方式对学生的身体健康不利。

（3）长距离弯道跑的作弊问题没有解决。直线跑问题解决了，但较长距离的弯道径跑，仍然无法解决“抄近路”跑的作弊问题。

因此如何摆脱繁重的手工作业，实现公平、公正、公开地进行体育达标测试，借助“互联网+”的系列技术使达标测试实现了无人化、自动化、智能化，杜绝作弊现象的发生，真正实现无人值守、无人监考的智能化全流程自主测试是广大科技工作者一直在努力解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种自动对跑步成绩进行记录，避免了现有技术的跑步测试中需要占用大量人力进行测试的手持式跑步智能测试棒。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该手持式跑步智能测试棒，其特征在于：包括棒体以及设置在棒体内部的控制电路，控制电路包括中央处理模块、用于记录测试成绩的成绩记录单元、用于进行数据通信的通信单元以及为中央处理模块、成绩记录单元以及通信单元进行供电的电源模块，成绩记录单元以及通信单元与中央处理模块的输入输出端口双向相连。

优选的，在所述的控制电路中，设置有用于进行警示的声光提醒单元，声光提醒单元包括与中央处理模块的输出端连接的指示灯模块和扬声器模块，指示灯模块和扬声器模块由电源模块实现供电。

优选的，所述的扬声器模块和指示灯模块分别通过扬声区和指示灯区实现声音和光线的传播，扬声区和指示灯区均设置在棒体的顶部，扬声区和指示灯区均为环形，其中指示灯区位于扬声区内圈，在指示灯区的内部为控制所述的电源模块通断的电源开关，在所述的棒体上还开设有电源模块的充电接口。

优选的，所述的成绩记录单元为WiFi模块，WiFi模块与中央处理模块的输入输出端口双向连接，所述的电源模块为WiFi模块供电，在测试起点或/和测试终点设置有与WiFi模块配合的WiFi信号发射器。

优选的，所述的控制电路中还设置有用于进行指纹采集的指纹采集模块，指纹采集模块与中央处理模块的信号输入端口相连。

优选的，在棒体的侧部开设有与所述的指纹采集模块配合的指纹采集口。

优选的，在所述的控制电路中还设置有用于进行测试路线记录的定位模块，定位模块与中央处理模块的信号输入端口相连。

优选的，在所述的控制电路中还设置有用于对测试者跑步姿势进行检测的重力传感模块，重力传感模块与中央处理模块的信号输入端口相连。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

1、通过本手持式跑步智能测试棒，自动对跑步成绩进行记录，避免了现有技术的跑步测试中需要占用大量人力进行测试的弊端，实现了跑步测试的无人化、自动化、智能化。

2、通过棒体中部凸起两边凹陷的形状，使测试者在测试的过程中，更利于测试者的握持，大大提高了握持的舒适性。

3、通过采用WiFi模块以及设置在测试起点或/和测试终点的WiFi信号发射器，借助WiFi信号强弱实现的定位功能，对测试成绩进行记录，当进行直线跑测试时，通过两次最强WiFi信号之间的时间差作为跑步者的测试成绩。当进行弯道跑测试时，每通过一次起点增加计圈数一次，不仅实现了自动计圈，而且可以对每一圈的成绩进行记录。因此通过WiFi模块实现对测试成绩的记录，同时解决了现有技术中占用标准跑道以及终点急停以测指纹不科学的问题。

4、通过设置指纹采集模块，由中央处理模块通过指纹信息对测试者的身份进行识别，当身份识别错误时，中央处理模块驱动扬声器模块和指示灯模块工作，发出声光报警，杜绝替考现象的发生。

5、重力传感模块用于对测试者跑步过程中的摆臂动作进行检测，当测试者跑步过程中摆臂动作异常时，表示测试者处于非正常的跑步状态，因此判断跑步者可能违规乘用交通工具，此时中央处理模块驱动扬声器模块和指示灯模块工作，发出声光报警。通过设置重力传感模块，可以在一定程度上降低测试者违规情况的发生。

6、定位模块采用常见的定位技术实现，如GPS，用于对跑步者的跑步路线进行检测，通过将跑步者的实际路线与预定路线进行比较，可以判断出跑步者在跑步过程中是否存在明显的“抄近路”的情况。

附图说明

图1为一种手持式跑步智能测试棒正视图。

图2为一种手持式跑步智能测试棒俯视图。

图3为一种手持式跑步智能测试棒控制电路原理方框图。

其中：1、棒体 2、指纹采集口 3、扬声区 4、指示灯区 5、电源开关。

具体实施方式

图1~3是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~3对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种手持式跑步智能测试棒，包括圆柱形的棒体1，棒体1中部凸起，在中部凸起的两侧变细形成凹陷，通过棒体1中部凸起两侧凹陷的形状，使测试者在测试的过程中，更利于测试者的握持，大大提高了握持的舒适性。

如图1~2所示，在棒体1的侧部设置有指纹采集口2，用于测试者指纹信息的录入。在棒体1的顶部中心位置设置有电源开关5，在电源开关5的外圈为环形的指示灯区4，在环形的指示灯区4的外圈为扬声区3，在扬声区3内开设有若干扬声孔，有助于声音的传播。在棒体1的内部设置有本手持式跑步智能测试棒的控制电路，上述的电源开关5、指示灯区4内的指示灯、扬声区3内的扬声器以及指纹采集口2内的指纹录入模块同时连接在控制电路中。

如图3所示，一种手持式跑步智能测试棒的控制电路，包括：中央处理模块、指纹采集模块、重力传感模块、定位模块、WiFi模块、扬声器模块、指示灯模块以及电源模块。其中指纹采集模块、重力传感模块、定位模块与中央处理模块的信号输入端口相连，中央处理模块的信号输出端与扬声器模块以及指示灯模块相连。WiFi模块与中央处理模块的输入输出端口双向相连。电源模块为上述的中央处理模块、指纹采集模块、重力传感模块、定位模块、WiFi模块、扬声器模块以及指示灯模块进行供电。电源模块由可充电电池实现，在棒体1上开设有为可供电池进行充电的充电端口，上述的电源开关5串联在电源模块的输出回路上，用于实现控制电源模块的接通或关闭。

上述的WiFi模块有两项功能：测试数据的传输和测试成绩的记录。

在实现测试成绩的记录时，在测试起点或/和测试终点设置与WiFi模块配合的WiFi信号发射器，借助WiFi信号强弱实现的定位功能，对测试成绩进行记录，当进行直线跑测试时，通过起点和终点的两次最强WiFi信号之间的时间差，计为跑步者的测试成绩。当进行弯道跑测试时，每通过一次起点增加计圈数一次，不仅实现了自动计圈，而且可以对每一圈的成绩进行记录。因此通过WiFi模块实现对测试成绩的记录，同时解决了现有技术中占用标准跑道以及终点急停以测指纹不科学的问题。

在实现测试数据的传输时，通过WiFi模块实现本手持式跑步智能测试棒与校园考试系统的通信，用于在测试前对测试信息进行下载以及在测试后将测试成绩进行上传。

指纹采集模块采用手机上常见的指纹采集器实现，用于采集测试者的指纹信息，测试者通过上述的指纹采集口2将手指按压在指纹采集模块上，完成指纹信息的采集，指纹采集模块将采集到的指纹信息送至中央处理模块中，由中央处理模块通过与预先存储其中的测试者指纹信息进行比对以识别测试者的身份，杜绝替考现象的发生，当身份识别错误时，中央处理模块驱动扬声器模块和指示灯模块工作，发出声光报警。扬声器模块和指示灯模块分别通过上述的扬声区3和指示灯区4实现声音和光线的传播。

重力传感模块用于对测试者跑步过程中的摆臂动作进行检测，当测试者跑步过程中摆臂动作异常时，表示测试者未处于正常的跑步状态，因此判断跑步者可能违规使用交通工具，此时中央处理模块驱动扬声器模块和指示灯模块工作，发出声光报警。通过设置重力传感模块，可以在一定程度上降低测试者违规情况的发生，重力传感模块由市售常见的重力传感器实现。

定位模块采用常见的定位技术实现，如GPS，用于对跑步者的跑步路线进行检测，通过将跑步者的实际路线与预定路线进行比较，可以判断出跑步者在跑步过程中是否存在明显的“抄近路”的情况。

具体工作过程及工作原理如下：

在进行测试之前，首先通过WiFi模块将测试信息下载到本手持式跑步智能测试棒中，测试信息包括测试项目、测试规则、测试轨迹以及测试者的信息（含指纹信息），下载完成之后由测试者手持本手持式跑步智能测试棒进行测试。

在测试时，测试者首先打开电源开关5，然后将手指按压在指纹采集口2上，通过指纹采集模块采集测试者的指纹信息，中央处理模块根据采集到的指纹信息与预先下载到其中的测试者的信息进行比对，如果指纹信息不匹配，中央处理模块驱动扬声器模块和指示灯模块工作，发出声光报警。如果指纹信息匹配成功，则中央处理模块控制扬声器模块工作，报出测试者姓名、测试项目等信息。然后中央处理器模块发出起跑指令，测试者起跑开始测试。

在进行短跑测试时，通过设置在测试起点或/和测试终点的WiFi信号发射器，借助WiFi信号强弱实现的定位功能，通过WiFi模块判断出测试者通过起点和终点的时间差，确定并记录测试成绩。特别在弯道跑测试时，每通过起点一次增加计圈一次，并自动记录每一圈的成绩以及最终的总成绩。

在测试过程中，定位模块对跑步者的跑步路线进行检测，通过将跑步者的实际路线与预定路线进行比较，可以判断出跑步者在跑步过程中是否存在明显的“抄近路”的情况。重力传感模块对测试者的摆臂动作进行检测，判断跑步者可能违规使用交通工具。当测试完成之后，通过WiFi模块将测试成绩上传至校园考试系统，完成整个测试。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。