进阶跑用测试系统的制作方法

1.本发明涉及体育器材技术领域，具体的，涉及进阶跑用测试系统。


背景技术：

2.进阶折返跑，其从一标志物(起点)开始，按照要求跑至另一标志物(终点)处，用脚或用手碰到标志物后立即转身(无需绕过标志物)跑回起点，继续转身跑向终点，逐渐加速，反复在起点和终点间做若干个来回折返。进阶折返跑常用于学校测试学生的爆发力和在短时间快速启动的能力，为节约人力，市场上出现了很多用于自动测试进阶折返跑的系统，这些系统在使用时，需要在跑道上布置采集仪、无线通信装置、身份识别装置和计算机等专门设备，由于设备敷设成本高，所以往往需要统一组织所有学生进行测试，如果学生想随时进行单独的测试练习，则无法使用这套设备。


技术实现要素：

3.本发明提出进阶跑用测试系统，解决了现有技术中进阶跑用测试系统敷设成本高、无法灵活使用的问题。
4.本发明的技术方案如下：包括
5.起点测试设备，用于设置在跑道起点位置；
6.终点测试设备，用于设置在跑道终点位置，所述起点测试设备和所述终点测试设备均包括红外对射探测器；
7.手持终端，所述起点测试设备、所述终点测试设备和所述手持终端均有计时功能，且所述起点测试设备、所述终点测试设备和所述手持终端具有不同的编号；
8.存储柜，用于存放起点测试设备、终点测试设备和手持终端，所述存储柜壳体上设置有二维码，所述存储柜与服务器连接；
9.电脑终端，与服务器连接；
10.还包括如下步骤：
11.步骤s100：手持终端接收用户输入的开始指令，并保存开始时间；
12.步骤s200：起点测试设备接收到触发信号，并保存触发时刻和起点测试设备编号；
13.步骤s300：终点测试设备接收到触发信号，并保存触发时刻和终点测试设备编号；
14.步骤s400：手持终端判断是否接收到用户输入的结束指令，若否，重复执行步骤s200～s300；
15.步骤s500：保存结束时间；
16.步骤600：电脑终端读取测试数据，测试数据包括手持终端保存的开始时间和结束时间、起点测试设备保存的触发时刻和起点测试设备编号、以及终点测试设备保存的触发时刻和终点测试设备编号，对测试数据进行分析、处理，得到测试结果，并将测试结果上传至服务器。
17.进一步，对测试数据进行分析、处理，得到测试结果，具体包括
18.按照时间先后顺序对测试数据进行排序，得到测试序列；
19.根据起点测试设备编号和终点测试设备编号对测试序列进行分段，计算每个分段的时间差及总的时间差。
20.进一步，还包括多个中间测试设备，多个中间测试设备在起点和终点之间均匀设置，所述起点测试设备和终点测试设备均包括红外对射探测器，多个中间测试设备均具有计时功能，且多个中间测试设备具有不同的编号，还包括如下步骤：
21.中间测试设备接收到触发信号，并保存触发时刻和中间测试设备编号。
22.进一步，起点测试设备、终点测试设备、中间测试设备和手持终端均具有zigbee通信功能，还包括如下步骤：
23.用户终端接收用户输入的对时指令；
24.用户终端向起点测试设备、终点测试设备和中间测试设备下发广播指令，广播指令中包含有当前时间；
25.起点测试设备、终点测试设备和中间测试设备接收广播指令，更新时间为当前时间。
26.进一步，所述起点测试设备还包括与所述红外对射探测器连接的主控电路一，所述主控电路一与存储电路一连接。
27.进一步，所述红外对射探测器包括多路红外发射电路和对应的多路红外接收电路，按照从起到终点的方向，多路红外发射电路依次设置，
28.其中一路红外发射电路包括依次连接的电阻r1和红外二极管led1，所述电阻r1的一端与电源vcc连接，所述红外二极管led1的阴极接地，
29.其中一路红外接收电路包括光敏三极管q2和或门u1，所述光敏三极管q2与所述红外二极管led1对应设置，所述光敏三极管q2的集电极通过电阻r2与电源vcc连接，所述光敏三极管q2的发射极接地，所述光敏三极管q2的集电极还与或门u1的一个输入端连接，所述或门u1的输出端与所述主控电路一连接。
30.进一步，所述起点测试设备还包括光控开关电路，所述光控开关电路包括依次连接的光敏电阻rg和电位器rp1，所述光敏电阻rg的一端与电源vcc连接，所述电位器rp1的一个固定端接地，所述电位器rp1与所述光敏电阻rg的串联点与时基芯片u2的trig端连接，所述时基芯片u2的out端与继电器k1线圈的一端连接，所述继电器k1线圈的另一端与外部电源vin连接，所述继电器k1的常开触点串联接在外部电源vin和电源vcc之间。
31.进一步，所述光控开关电路还包括三极管q1，所述三极管q1的基极与所述时基芯片u2的trig端连接，所述三极管q1的集电极与外部电源vin连接，所述三极管q1的发射极与时基芯片u2的vcc端连接。
32.本发明的工作原理及有益效果为：
33.本发明中，用户通过扫描存储柜壳体上的二维码，填写用户id等信息向服务器发送测试请求，服务器审核通过后，向存储柜发送指令，存储柜自动打开，用户取出起点测试设备、终点测试设备和手持终端。
34.由用户将起点测试设备放置在起点位置、将终点测试设备放置在终点位置，然后按下手持终端上的开始按键，开始测试，手持终端保存开始时间。为方便起点测试设备和终点测试设备的安装，在跑道两侧的对应位置设置安装支架，安装支架可以长时间设置在跑
道两侧，无需反复安装和拆卸。红外对射探测器包括相对设置在跑道两侧的红外发射器和红外接收器，正常情况下，红外接收器接收红外发射器发出的红外信号，用户在折返跑的过程中，经过起点或终点时，红外发射器发出的光线受到用户的阻挡，红外接收器接收不到红外信号，此时，起点测试设备或终点测试设备保存该时刻的时间(即触发时间)。当用户按下手持终端上的结束按键时，测试结束，手持终端保存结束时间。
35.用户将起点测试设备、终点测试设备和手持终端放回存储器，锁好柜门即可离开。后台管理人员将起点测试设备、终点测试设备和手持终端中保存的数据读取到电脑终端，电脑终端对测试数据进行分析、处理，得到测试结果，并将测试结果上传至服务器，这样用户通过手机连接服务器，即可查询测试结果。
36.本发明首先将测试数据保存在起点测试设备、终点测试设备和手持终端中，然后通过对测试数据的读取和分析，得到测试结果，无需在跑道两侧布置复杂的接线和互联网设备，学生可以随时取用。
附图说明
37.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
38.图1为本发明的一个应用场景示意图；
39.图2为本发明工作流程图；
40.图3为本发明中测试数据序列的一个实施例示意图；
41.图4为本发明中测试数据序列的另一个实施例示意图；
42.图5为本发明中红外发射电路和红外接收电路原理图；
43.图6为本发明中光控开关电路原理图；
44.图中：1
‑
起点，2
‑
终点，3
‑
支架，4
‑
起点测试设备，5
‑
终点测试设备，6
‑
红外发射电路，7
‑
红外接收电路，8
‑
开关控制电路。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
46.如图1
‑
图2所示，本实施例包括
47.起点测试设备，用于设置在跑道起点位置；
48.终点测试设备，用于设置在跑道终点位置，起点测试设备和终点测试设备均包括红外对射探测器，
49.手持终端，起点测试设备、终点测试设备和手持终端均有计时功能，且起点测试设备、终点测试设备和手持终端具有不同的编号；
50.存储柜，用于存放起点测试设备、终点测试设备和手持终端，存储柜壳体上设置有二维码，存储柜与服务器连接；
51.电脑终端，与服务器连接；
52.还包括如下步骤：
53.步骤s100：手持终端接收用户输入的开始指令，并保存开始时间；
54.步骤s200：起点测试设备接收到触发信号，并保存触发时刻和起点测试设备编号；
55.步骤s300：终点测试设备接收到触发信号，并保存触发时刻和终点测试设备编号；
56.步骤s400：手持终端判断是否接收到用户输入的结束指令，若否，重复执行步骤s200～s300；
57.步骤s500：保存结束时间；
58.步骤600：电脑终端读取测试数据，测试数据包括手持终端保存的开始时间和结束时间、起点测试设备保存的触发时刻和起点测试设备编号、以及终点测试设备保存的触发时刻和终点测试设备编号，对测试数据进行分析、处理，得到测试结果，并将测试结果上传至服务器。
59.本实施例中，用户通过扫描存储柜壳体上的二维码，填写用户id等信息向服务器发送测试请求，服务器审核通过后，向存储柜发送指令，存储柜自动打开，用户取出起点测试设备、终点测试设备和手持终端。
60.由用户将起点测试设备放置在起点位置、将终点测试设备放置在终点位置，然后按下手持终端上的开始按键，开始测试，手持终端保存开始时间。为方便起点测试设备和终点测试设备的安装，在跑道两侧的对应位置设置安装支架，安装支架可以长时间设置在跑道两侧，无需反复安装和拆卸。红外对射探测器包括相对设置在跑道两侧的红外发射器和红外接收器，正常情况下，红外接收器接收红外发射器发出的红外信号，用户在折返跑的过程中，经过起点或终点时，红外发射器发出的光线受到用户的阻挡，红外接收器接收不到红外信号，此时，起点测试设备或终点测试设备保存该时刻的时间(即触发时间)。当用户按下手持终端上的结束按键时，测试结束，手持终端保存结束时间。
61.用户将起点测试设备、终点测试设备和手持终端放回存储器，锁好柜门即可离开。后台管理人员将起点测试设备、终点测试设备和手持终端中保存的数据读取到电脑终端，电脑终端对测试数据进行分析、处理，得到测试结果，并将测试结果上传至服务器，这样用户通过手机连接服务器，即可查询测试结果。
62.本实施例首先将测试数据保存在起点测试设备、终点测试设备和手持终端中，然后通过对测试数据的读取和分析，得到测试结果，无需在跑道两侧布置复杂的接线和互联网设备，学生可以随时取用。
63.进一步，对测试数据进行分析、处理，得到测试结果，具体包括
64.按照时间先后顺序对测试数据进行排序，得到测试序列；
65.根据起点测试设备编号和终点测试设备编号对测试序列进行分段，计算每个分段的时间差及总的时间差。
66.测试数据包括一一对应的时间信息和设备编号，按照时间顺序，从手持终端中保存的开始时间到结束时间之间的数据为一次完整测试的数据。首先按照先后顺序将各触发时刻在时间轴上排序，标出每个时间点对应的设备编号，假设起点测试设备的编号为b1，终点测试设备的编号为b2，绘制出从开始时间到结束时间用户经过的测试设备编号，如图3所示，测试数据为一个二维数组，其中，t1～t7为经过每个测试设备的时刻。编号b1与下一个编号b2之间为一个分段，通过计算每个分段上编号b2和编号b1对应的时间差，得到每个分段的加速度；通过计算开始时间和结束时间的差值，得到总的测试时间。
67.进一步，还包括多个中间测试设备，多个中间测试设备在起点和终点之间均匀设置，起点测试设备和终点测试设备均包括红外对射探测器，多个中间测试设备均具有计时功能，且多个中间测试设备具有不同的编号，还包括如下步骤：
68.中间测试设备接收到触发信号，并保存触发时刻和中间测试设备编号。
69.为了精确分析折返跑的整个过程，还可以在起点和终点之间均匀设置多个中间测试设备c1和c2，中间测试设备的工作原理与起点测试设备的工作原理相同，按照先后顺序将各触发时刻在时间轴上排序，标出每个时间点对应的设备编号，绘制出折返跑过程中经过的测试设备编号，如图4所示，其中t1～t13为经过每个测试设备的时间。编号b1与下一个编号b2之间为一个分段，除了计算每个分段的加速度之外，还可以通过计算编号b1和编号c1之间的时间差，得到用户在起跑段的耗时；通过计算编号c1和编号c2之间的时间差，得到用户在加速段的耗时；通过计算编号c2和编号b2之间的时间差，得到用户在减速段的耗时；从而，对用户的折返跑过程有更精细的监测，指导用户进行相应的改进。
70.进一步，起点测试设备、终点测试设备、中间测试设备和手持终端均具有zigbee通信功能，还包括如下步骤：
71.用户终端接收用户输入的对时指令；
72.用户终端向起点测试设备、终点测试设备和中间测试设备下发广播指令，广播指令中包含有当前时间；
73.起点测试设备、终点测试设备和中间测试设备接收广播指令，更新时间为当前时间。
74.用户在折返跑的过程中，时间信息依次由起点测试设备、中间测试设备、终点测试设备和手持终端保存，因此，需要各测试设备之间的时间保持同步，才能得到准确的测量结果。
75.本实施例通过zigbee通信方式，定期进行起点测试设备、终点测试设备、中间测试设备和手持终端之间的时间同步，保证测试数据中包含准确的时间信息。
76.本实施例中，起点测试设备、终点测试设备和中间测试设备的工作原理相同，下面以起点测试设备为例进行说明。
77.起点测试设备还包括与红外对射探测器连接的主控电路一，主控电路一与存储电路一连接。
78.当用户经过红外对射探测器时，红外对射探测器的输出信号发生变化，主控电路一检测到这一变化时，识别为触发信号，主控电路一将触发时刻和起点测试设备的编号保存至存储电路一。
79.进一步，如图5所示，红外对射探测器包括多路红外发射电路和对应的多路红外接收电路，按照从起到终点的方向，多路红外发射电路依次设置，
80.其中一路红外发射电路包括依次连接的电阻r1和红外二极管led1，电阻r1的一端与电源vcc连接，红外二极管led1的阴极接地，
81.其中一路红外接收电路包括光敏三极管q2和或门u1，光敏三极管q2与红外二极管led1对应设置，光敏三极管q2的集电极通过电阻r2与电源vcc连接，光敏三极管q2的发射极接地，光敏三极管q2的集电极还与或门u1的一个输入端连接，或门u1的输出端与主控电路一连接。
82.红外二极管led1通电发出红外光，在没有遮挡时，三极管q2接收到红外光，三极管q2导通，三极管q2的集电极输出低电平；当有用户经过时，受到用户的阻挡，三极管q2接收不到红外光，三极管q2关断，三极管q2的集电极输出高电平。本实施例中，红外发射电路和红外接收电路均为三路，沿起点到终点的方向依次设置，三极管q2的集电极、三极管q3的集电极和三极管q4的集电极分别接入或门u1的输入端，只要有一路为高电平，就会导致或门u1输出高电平，该高电平信号被主控电路一识别为触发信号，避免用户经过起点测试设备时，起点测试设备接收不到触发信号的问题。
83.进一步，如图6所示，起点测试设备还包括光控开关电路，光控开关电路包括依次连接的光敏电阻rg和电位器rp1，光敏电阻rg的一端与电源vcc连接，电位器rp1的一个固定端接地，电位器rp1与光敏电阻rg的串联点与时基芯片u2的trig端连接，时基芯片u2的out端与继电器k1线圈的一端连接，继电器k1线圈的另一端与外部电源vin连接，继电器k1的常开触点串联接在外部电源vin和电源vcc之间。
84.在不使用时，起点测试设备被放置在存储柜中，光敏电阻rg接收到的光线信号很弱，光敏电阻rg电阻很大，电位器rp1分压很小，时基芯片u2的trig端为低电平，时基芯片u2的out端输出高电平，继电器k1线圈不通电，继电器k1的常开触点不动作，电源vcc不能从外部电源vin得电，起点测试设备不工作；当用户将起点测试设备从存储柜取出时，光敏电阻rg接收到强光信号，光敏电阻rg电阻减小，电位器rp1分压增加，当电位器rp1分压增加一定程度后，时基芯片u2的out端输出低电平，继电器k1线圈通电，继电器k1的常开触点闭合，电源vcc与外部电源vin接通，起点测试设备开始工作。
85.本实施例中光控开关电路的设置，控制起点测试设备在不使用时自动关机、使用时自动开机，避免用户忘关电源造成的电能损耗。
86.进一步，如图6所示，光控开关电路还包括三极管q1，三极管q1的基极与时基芯片u2的trig端连接，三极管q1的集电极与外部电源vin连接，三极管q1的发射极与时基芯片u2的vcc端连接。
87.在外部电源vin和时基芯片u2的vcc端设置三极管q1，当光照不足时，光敏电阻rg电阻很大，电位器rp1分压很小，三极管q1不导通，时基芯片u2没有电能损耗；当用户将起点测试设备从存储柜中取出时，光敏电阻rg接收到强光信号，光敏电阻rg电阻减小，电位器rp1分压增加，三极管q1导通，时基芯片u2开始工作。
88.本实施例中三极管q1的设置，在起点测试设备不使用时，保持时基芯片u2为断电状态，在起点测试设备使用时，自动接通时基芯片u2的电源，有利于减小时基芯片u2的静态功耗。
89.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。