CN104048673A - 一种精确测算运动密度的仪器及使用方法 - Google Patents

一种精确测算运动密度的仪器及使用方法 Download PDF

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刘鑫
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    • G01C23/00—Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration

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Abstract

本发明公开了一种精确测算运动密度的仪器及使用方法，该精确测算运动密度的仪器是由以下部件组成：监控端和监控终端，所述监控端包括三轴加速度传感器、陀螺仪、第一微处理器和无线传输模块；所述三轴加速度传感器、陀螺仪、第一微处理器和无线传输模块依次相连；所述监控终端包括无线接收模块、第二微处理器、电容式触摸屏、电源电路、存储单元和显示单元；所述无线接收模块、第二微处理器和电容式触摸屏依次相连；所述存储单元和显示单元与电容式触摸屏相连；所述无线接收模块和无线传输模块通过蓝牙相连。本发明是提供一种精确测算运动密度的仪器及使用方法，既能实时反应学生是否在正确运动，又能精准测算学生正确运动的总时间。

Description

一种精确测算运动密度的仪器及使用方法
技术领域
本发明涉及一种精确测算运动密度的仪器及使用方法。
背景技术
运动密度是指一节课中，运动时间与实际上课的总时间的比例。在当前的体育教学中，合理的运动密度是衡量体育课教学质量的一个重要因素，是检验是否能够增强学生体质和运动技能效果的指标之一。从体育教学特点来看，运动密度直接反应了学生的运动量，学生有个正确的运动量有着重要的作用，运动密度过小达不到锻炼的效果，运动密度过大会出现安全问题，会导致伤病甚至出现生命危险，因此为了保险起见，许多老师和教练员一般都安排比安全临界线小得多的运动密度，这样做实际上就降低了体育锻炼的效果。
目前体育教学中教师和教练员每节课预先安排运动课内容，大致安排好运动时间和休息时间，测算运动密度主要是采用电子秒表计算每节课的时间运动时间与上课总时间的比值得出运动密度的结果。但是在实际上课中由于教师教学经验和教学条件不同，实践中难免会出现不合理的讲解、提问、示范、演示教具，以及组织措施和不必要的休息等方面的缺点，从而产生不合理运用的时间影响了运动密度，因此，很难确定统一的标准数据。
运动密度并不是一个孤立存在的指标，它与诸多因素有着内在的联系。如何科学的，准确的测定运动密度，就成为提高体育教学质量的关键。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种精确测算运动密度的仪器。
为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：一种精确测算运动密度的仪器，该精确测算运动密度的仪器是由以下部件组成：监控端和监控终端，所述监控端包括三轴加速度传感器、陀螺仪、第一微处理器和无线传输模块；所述三轴加速度传感器、陀螺仪、第一微处理器和无线传输模块依次相连；所述监控终端包括无线接收模块、第二微处理器、电容式触摸屏、电源电路、存储单元和显示单元；所述无线接收模块、第二微处理器和电容式触摸屏依次相连；所述存储单元和显示单元与电容式触摸屏相连；所述无线接收模块和无线传输模块通过蓝牙相连。
进一步的，所述无线传输模块为2.4G无线传输模块。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种精确测算运动密度的仪器的使用方法。
为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：包括以下步骤：
（1）三轴加速度传感器、陀螺仪和第一微处理器嵌入到穿戴式的设备上，实时采集使用者活动的三轴加速度和角速度数据；
（2）无线传输模块通过蓝牙将运动数据发送给监控终端的无线接收模块；
（3）监控终端无线接收模块接收运动数据，第二微处理器依据接收到的运动数据，自动计算对应的合加速度和偏转角；并通过第二微处理器内部的运动状态分辨算法来识别并记录正确运动时间；
此算法设置了不同使用者三轴的合加速度的阈值范围和偏转角的阈值范围；当合加速度在合加速度的阈值范围，且偏转角在偏转角阈值范围，则判断为使用者在正确运动，此时监控终端将记录下使用者整个的正确运动时间。
进一步的，所述当偏转角出现如下数据时：
(1)合加速度在合速度的阈值范围内，而偏转角不在偏转角阈值范围内；
(2)合加速度不在合加速度的阈值范围内,而偏转角在偏转角阈值范围内；
(3)合加速度不在合加速度的阈值范围内，偏转角也不在偏转角阈值范围内；
此三种情况不视为正确运动，监控终端将不做时间记录。
进一步的，所述监控终端记录下来的正确运动时间与课程安排的总时间的比值得出运动密度的最终值，运动密度的最终值输出给监控终端的存储单元和显示单元。
本发明的有益效果是：
1，能实时反应学生是否在正确运动；
2，能精准测算学生正确运动的总时间；
3，监控端根据收到的采集到的数据测算运动密度,结合学生的身体状况,教练员或者老师可以掌握学生最佳的运动密度数据；
4，根据运动密度数据,教练员和老师可以合理安排课程。
附图说明
图1为本发明一种精确测算运动密度的仪器的原理框图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，一种精确测算运动密度的仪器是由以下部件组成：监控端和监控终端，所述监控端包括三轴加速度传感器、陀螺仪、第一微处理器和无线传输模块；所述三轴加速度传感器、陀螺仪、第一微处理器和无线传输模块依次相连；所述监控终端包括无线接收模块、第二微处理器、电容式触摸屏、电源电路、存储单元和显示单元；所述无线接收模块、第二微处理器和电容式触摸屏依次相连；所述存储单元和显示单元与电容式触摸屏相连；所述无线接收模块和无线传输模块通过蓝牙相连。所述电源电路在该精确测算运动密度的设备之间依次相连。所述无线传输模块为2.4G无线传输模块。
该精确测算运动密度的仪器的使用方法，包括以下步骤：
（1）三轴加速度传感器、陀螺仪和第一微处理器嵌入到穿戴式的设备上，实时采集使用者活动的三轴加速度和角速度数据；
（2）无线传输模块通过蓝牙将运动数据发送给监控终端的无线接收模块；
（3）监控终端无线接收模块接收运动数据, 第二微处理器依据接收到的运动数据，自动计算对应的合加速度和偏转角；并通过第二微处理器内部的运动状态分辨算法来识别并记录正确运动时间；
此算法设置了不同使用者三轴的合加速度的阈值范围和偏转角的阈值范围；当合加速度在合加速度的阈值范围，且偏转角在偏转角阈值范围，则判断为使用者在正确运动；此时监控终端将记录下使用者整个的正确运动时间。
所述当偏转角出现如下数据时：
(1)合加速度在合速度的阈值范围内，而偏转角不在偏转角阈值范围内；
(2)合加速度不在合加速度的阈值范围内,而偏转角在偏转角阈值范围内；
(3)合加速度不在合加速度的阈值范围内，偏转角也不在偏转角阈值范围内；
此三种情况不视为正确运动，监控终端将不做时间记录。
所述监控终端记录下来的正确运动时间与课程安排的总时间的比值得出运动密度的最终值。运动密度的最终值输出给监控终端的存储单元和显示单元。
本发明的有益效果是：
1，能实时反应学生是否在正确运动；
2，能精准测算学生正确运动的总时间；
3，监控端根据收到的采集到的数据测算运动密度,结合学生的身体状况,教练员或者老师可以掌握学生最佳的运动密度数据；
4，根据运动密度数据,教练员和老师可以合理安排课程；
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下得出的其他任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种精确测算运动密度的仪器及使用方法，其特征在于：该精确测算运动密度的仪器是以下部件组成：监控端和监控终端，所述监控端包括三轴加速度传感器、陀螺仪、第一微处理器和无线传输模块；所述三轴加速度传感器、陀螺仪、第一微处理器和无线传输模块依次相连；所述监控终端包括无线接收模块、第二微处理器、电容式触摸屏、电源电路、存储单元和显示单元；所述无线接收模块、第二微处理器和电容式触摸屏依次相连，所述存储单元和显示单元与电容式触摸屏相连；所述无线接收模块和无线传输模块通过蓝牙相连。
2.根据权利要求1所述精确测算运动密度的仪器，其特征在于：所述无线传输模块为2.4G无线传输模块。
3.一种如权利要求1所述的精确测算运动密度的仪器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将三轴加速度传感器、陀螺仪和第一微处理器嵌入到穿戴式的设备上，实时采集使用者活动的三轴加速度和角速度数据；
（2）无线传输模块通过蓝牙将运动数据发送给监控终端的无线接收模块；
（3）无线接收模块接收运动数据，第二微处理器依据接收到的运动数据，自动计算对应的合加速度和偏转角；并通过第二微处理器内部的运动状态分辨算法来识别并记录正确运动时间；
此算法设置了不同使用者三轴的合加速度的阈值范围和偏转角的阈值范围；当合加速度在合加速度的阈值范围，且偏转角在偏转角阈值范围，则判断为使用者在正确运动；此时监控终端将记录下使用者整个的正确运动时间。
4.根据权利要求3所述的一种精确测算运动密度的仪器使用方法，其特征在于，当偏转角出现如下数据时：
 (1)合加速度在合速度的阈值范围内，而偏转角不在偏转角阈值范围内；
(2)合加速度不在合加速度的阈值范围内,而偏转角在偏转角阈值范围内；
(3)合加速度不在合加速度的阈值范围内，偏转角也不在偏转角阈值范围内；
此三种情况不视为正确运动，监控终端将不做时间记录。
5.根据权利要求3所述的一种精确测算运动密度的仪器使用方法，其特征在于：所述监控终端记录下来的正确运动时间与课程安排的总时间的比值得出运动密度的最终值，运动密度的最终值输出给监控终端的存储单元和显示单元。
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