CN105963953A - 一种智能感应装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能感应装置，包括装置本体、光线传感器、压力传感器、处理器和通信模块。采用本申请实施例提供的智能感应装置，在运动和训练时，运动人员可以通过肢体或使用其他运动装备靠近或触压智能感应装置上的感应结构，使光线传感器或压力传感器生成相应的电信号，并得到时刻信息，可以准确的了解到运动人员到达该智能感应装置所在位置的具体时刻。在跑动路线复杂的训练使用场景中，通过设置多个智能感应装置，可以记录下运动人员到达每一个智能感应装置的具体时刻，方便对每一段跑动路线的用时进行计量。装置结构简单，安装使用简便，计量结果精确，能够满足日常训练过程中多样化的需求。

Description

一种智能感应装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体而言，涉及一种智能感应装置。

背景技术

运动人员在运动或训练过程中，经常需要进行不同形式的运动来提高运动人员的身体素质，或者通过不同形式的运动来评估运动人员的运动能力。例如，在一些跑动训练中，通过直线折返跑、斜线折返跑、侧滑步折返跑等不同形式的跑动训练，来提高运动人员在跑动中的反应能力。但在这些形式多样的跑动训练中，如果需要对运动人员的身体素质进行评估的话，只能对从起点到终点之间的时间进行计量，不能对每一段路线运动用时进行统计。而且日常训练过程中，如果通过人工利用秒表进行计时，计时结果不精确，误差大。如果使用精确的计时设备进行计时，计时设备的调试安装繁琐，使用成本高，不能满足日常训练过程中多样化的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种智能感应装置，能够解决上述问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种智能感应装置，包括装置本体、光线传感器、压力传感器、处理器和通信模块，其中：

所述装置本体包括感应结构和与所述感应结构的一个端面相连接的连接支架；

所述光线传感器设置在所述感应结构远离所述连接支架的端面上，用于在感应到外部物体时生成第一电信号；

所述压力传感器设置在所述感应结构远离所述连接支架的端面上，用于在感应到外部压力超过预设压力阈值时生成第二电信号；

所述时钟芯片设置在所述感应结构内部；

所述处理器分别与所述光线传感器、压力传感器和时钟芯片相连接，用于通过所述时钟芯片获得生成所述第一电信号或第二电信号的时刻信息；

所述通信模块与所述处理器相连接，用于将所述第一电信号或第二电信号时刻信息发送给外部分析设备。

进一步的，所述连接支架通过连接转轴与所述感应结构的一个端面相连接，所述连接转轴的一端与所述感应结构固定连接，所述连接转轴的另一端与所述连接支架活动连接，其中：

所述连接支架为中空锥形筒，所述连接转轴与所述中空锥形筒横截面半径小的一端活动连接，所述中空锥形筒横截面半径大的一端开口。

进一步的，所述光线传感器包括光线发射单元、光线接收单元和光电转换单元，其中：

所述光线发生单元用于发射检测光束；

所述光线接收单元用于接收经其他物体反射后的所述检测光束；

所述光电转换单元与所述光线接收单元相连接，当所述光线接收单元接收到将其他物体反射后的所述检测光束后，所述光电转换单元生成所述第一电信号。

进一步的，所述压力传感器包括压力感应单元、压力比较单元和压电转换单元，

所述压力感应单元所述压力感应单元与所述感应结构远离所述连接支架的端面固定连接，用于感应施加在所述感应结构远离所述连接支架的端面上的外部压力；

所述压力比较单元与所述压力感应单元相连接，用于比较所述外部压力与预设压力阈值的大小；

所述压电转换单元，用于当所述外部压力大于预设压力阈值时，生成所述第二电信号。

进一步的，还包括光线发生器，所述光线发生器设置在所述感应结构远离所述连接支架的端面上，与所述处理器相连接，用于根据预设光线控制信号发出提示光线。

进一步的，还包括扬声器，所述扬声器与所述处理器相连接，用于根据预设声音控制信号发出提示声音。

进一步的，还包括：与所述处理器相连接，用于存储所述时刻信息的存储模块。

进一步的，还包括：与所述处理器相连接，用于与外部存储设备连接的连接接口。

进一步的，还包括：与所述处理器相连接，用于供电的电源模块。

进一步的，还包括：分别与所述光线传感器和压力传感器相连接，用于将所述第一电信号或第二电信号放大的信号放大模块。

与现有技术相比，采用本申请实施例提供的智能感应装置，在运动和训练时，运动人员可以通过肢体或使用其他运动装备靠近或触压智能感应装置上的感应结构，使光线传感器或压力传感器生成相应的电信号，并得到时刻信息，可以准确的了解到运动人员到达该智能感应装置所在位置的具体时刻。在跑动路线复杂的训练使用场景中，通过设置多个智能感应装置，可以记录下运动人员到达每一个智能感应装置的具体时刻，方便对每一段跑动路线的用时进行计量。装置结构简单，安装使用简便，计量结果精确，能够满足日常训练过程中多样化的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的智能感应装置的外部结构示意图。

图2为本发明实施例提供的智能感应装置的感应结构和连接支架分离开的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的智能感应装置的功能模块连接示意图。

图4为本发明实施例提供的智能感应装置的另一种功能模块连接示意图。

其中，附图标号汇总如下：

装置本体101；光线传感器102；压力传感器103；时钟芯片104；处理器105；通信模块106；光线发生器107；扬声器108；存储模块109；连接接口110；电源模块111；信号放大模块112；感应结构1011；连接支架1012。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部件实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部件实施例。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，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

本申请实施例提供了一种智能感应装置，如图1至图3所示，包括：装置本体101、光线传感器102、压力传感器103、时钟芯片104、处理器105和通信模块106。

所述装置本体包括感应结构1011和与所述感应结构1011的一个端面活动连接的连接支架1012。

所述连接支架1012可以通过连接转轴与感应结构1011相连接，连接转轴的一端与感应结构1011固定连接，例如可以通过螺栓螺旋连接。连接转轴的另一端与连接支架1012活动连接。通过控制连接转轴的转动角度，可以控制感应结构1011与连接支架1012的相对位置，方便安置在不同的使用场景中。

连接支架1012可以是一中空的锥形筒，通过这样的结构可以直接套设在雪糕桶或其他物品的顶端，方便设置和取用。连接支架1012还可以是一圆柱，连接转轴设置在圆柱的一个底面上，在实际使用中，连接支架1012可以采用密度较大的材料制成，使连接支架1012的重量大于感应结构1011的重量，在安放使用时，可以放置的更稳固，工作状态更稳定。

光线传感器102设置在所述感应结构1011的另一个端面，用于在感应到外部光线强度变化超过预设光强变化阈值时生成第一电信号。具体的，所述光线传感器102包括光线发射单元、光线接收单元和光电转换单元，其中：所述光线发生单元用于发射检测光束；所述光线接收单元用于接收经其他物体反射后的所述检测光束；所述光电转换单元与所述光线接收单元相连接，当所述光线接收单元接收到将其他物体反射后的所述检测光束后，所述光电转换单元生成所述第一电信号。

通过光线传感器102可以将光信号转变为电信号，外部环境中物体接近到光线传感器102时，会导致检测光束被反射，并且使反射后的检测光束被光线接收单元接收到，在训练运动的使用场景中，一般是人体的手或者脚来触发光线传感器102。例如，人体的手部靠近感应结构1011设置光线传感器102的端面时，手部将光线发生单元发出的检测光束遮挡住，一部分检测光束被手部反射后进入到光线接收单元，此时，光电转换单元就可以生成第一电信号，表明有外部物体进入到了光线传感器102的检测范围。人体的脚部同样可以通过接近感应结构1011，触发光线传感器102生成电信号。

压力传感器103设置在所述感应结构1011远离所述连接支架1012的另一个端面上，用于在感应到外部压力超过预设压力阈值时生成第二电信号。

所述压力感应单元与所述感应结构1011远离所述连接支架1012的端面固定连接，用于感应施加在所述感应结构1011远离所述连接支架1012的端面上的外部压力的大小；所述压力比较单元与所述压力感应单元相连接，用于判断所述外部压力是否大于预设压力阈值；所述压电转换单元，用于当所述外部压力大于预设压力阈值时，生成所述第二电信号。

压力传感器103可以采用微机电压力传感器103，压力传感器103中的压力感知部分即压力感应单元与感应结构1011远离连接之间的端面固定连接，施加在该端面上的压力会传递到压力感应单元上，压力感应单元即可感应到外部压力的大小，并通过压力比较单元对压力大小和预设压力阈值进行比较，当外部压力超过预设压力阈值时，即通过压电转换单元生成第二电信号。表明有较大的外部压力施加在了感应结构1011的端面上。在训练运动的使用场景中，如上所述，可以通过人体上的部分肢体或使用其他运动装备接近光线传感器102实现第一电信号的生成。例如，可以及使用球拍、足球、篮球等运动装备。还可以通过手拍或者脚踏的动作，向智能感应装置的感应结构1011上施加一定的压力，以生成第二电信号。在训练运动实际使用中，生成第一电信号和第二电信号的目的是表明有人体到达了智能感应装置的所在位置。

时钟芯片104设置在所述感应结构1011内部，用于生成时钟信号。如上所述，可以通过光线传感器102和压力传感器103表明有人体到达了该智能感应装置所在的位置，本申请通过设置时钟芯片104还可以提供时刻信息，时钟芯片104可以通过预设好时间信息，使时钟芯片104的时间与智能感应装置所在位置的当地时间相同，例如可以通过无线电信号与当地的授时无线电信号对时，也可以在每次使用时，根据实际情况设定。时钟芯片可以采用RTC(Real-Time Clock实时时钟)芯片。

处理器105分别与所述光线传感器102、压力传感器103和时钟芯片104相连接，用于确定生成所述第一电信号或第二电信号的时刻信息。

在实际使用中，可以只获取第一电信号或者第二电信号中的一种，例如在同一时刻得到了第一电信号和第二电信号，表明人体在该时刻同时接近了智能感应装置的感应结构1011的光线传感器102，在接近的同时还向感应结构1011设置压力传感器103的端面上施加了一个大于预设压力阈值的压力，造成在同一时刻生成了第一电信号和第二电信号。

在实际使用中，如果分别确定两个电信号的生成时刻，实际上是多余的，因为其中一个电信号即可表明人体到达智能感应装置所在位置的时刻。或者在时间间隔较短的两个时刻也分别生成了第一电信号和第二电信号，由于这两个生成时刻的间隔很短，在实际中不可能是两个不同的人员造成的。所以，在本申请实施例中，可以设置一时间间隔阈值，如果一个第一电信号和一个第二电信号的生成时刻的时间间隔小于时间间隔阈值的话，那么就认定是同一人员的动作造成的第一电信号或第二电信号的生成，此时只确定两个电信号中任意一个电信号的时刻信息即可。同样的道理，如果两个第一电信号的生成时刻的时间间隔小于预设时间间隔的话，只确定其中一个第一电信号的时刻信息。或者，如果两个第二电信号的生成时刻的时间间隔小于预设时间间隔的话，只确定其中一个第二电信号的时刻信息。

进一步的，还可以预先设定一屏蔽时间间隔，在生成某一个电信号后的屏蔽时间间隔内，屏蔽光线传感器102或者压力传感器103的信号生成，在屏蔽时间间隔结束后，处理器105才继续接受光线传感器102或压力传感器103的信号。假设在某一时刻，光线传感器102生成了第一电信号，此时，屏蔽时间间隔开始计时，在屏蔽时间间隔内，即使光线传感器102或压力传感器103继续生成了第一电信号或第二电信号，处理器105都不会对屏蔽时间间隔内生成的信号进行时刻信息的确定。这样也能保证在一定时间间隔内，只确定一个第一电信号或一个第二电信号的时刻信息。不会发生针对一个人员的到达而生成多个时刻信息的情况，扰乱训练或运动结果。

通信模块106与所述处理器105相连接，用于将所述时刻信息发送出去。处理器105根据时间传感器提供的时刻确定了第一电信号或第二电信号的时刻信息后，还可以通过通信模块106将时刻信息传输出去，利用其它终端设备接收时刻信息，以随时了解到达某一个智能感应装置的人员的时刻。

在实际使用中，可以在一训练场地上布置一个或多个智能感应装置，并通过授时设定，使多个智能感应装置内的时钟芯片104的走时一致。训练开始前，可以确定运动路线，在每一段路线的终点设置一智能感应装置。训练开始后，训练人员通过跑动或其他运动方式沿预设的运动路线运动，到达某一个智能感应装置所在位置后，通过肢体或使用其他运动装备接近或按压智能感应装置的感应结构1011的动作触发光线传感器102生成第一电信号或触发压力传感器103生成第二电信号，表明该人员已经到达该智能感应装置的所在位置。智能感应装置通过处理器105结合时钟芯片104提供的时刻，确定第一电信号或第二电信号的时刻信息，并通过通信模块106将时刻信息发送出去，在其他终端上进行展示。即可实时了解运动人员到达某一智能感应装置所在位置的准确时刻，并可以通过简单的时间运算，得到运动人员在两个智能感应装置之间的运动时长，了解运动人员的运动能力。

本申请实施例中的光线传感器102、压力传感器103的感应灵敏度都可以通过预先设定，方便在不同使用场景中使用。

进一步的，如图4所示，还包括光线发生器107，与所述处理器105相连接，用于根据预设光线控制信号发出提示光线。

在实际使用中，智能感应装置一般设置在较空旷的运动场地中，智能感应装置的体积较小，由于运动训练过程的活动范围较大，如果直接摆放在地面上，很可能使运动人员在快速的运动过程中，不能准确的确定智能感应装置的具体位置，影响运动过程。即使将智能感应装置设置在其他物体上，也可能不能被准确的发现，并且如果在一块场地上设置多个智能感应装置，期望实现复杂的跑动训练，如折返跑等活动，运动人员需要在跑动过程中，在多个不同的智能感应装置之间运动，很可能造成混淆。

通过设置光线发生器107，可以发出提示光线，不仅可以将智能感应装置的具体位置标示出来，还可以对训练形成光线提示。如运动人员需要运动到多个智能感应装置的其中一个，那么这一个智能感应装置上的光线发生器107就可以根据预设光线控制信号发出光线，而其他的智能感应装置上的光线发生器107保持熄灭状态，提示运动人员需要运动到发出光的智能感应装置所在位置。

另外，光线发生器107的点亮或熄灭还可以根据光线传感器102或压力传感器103的信号而动作。例如，一智能感应装置的光线发生器107发出某一颜色光线，提示运动人员需要运动到该智能感应装置所在位置，当运动人员的肢体或使用其他运动装备接近了该智能感应装置上的光线传感器102，使光线传感器102生成了第一电信号，表明运动人员到达了智能感应装置的所在位置。此时，该智能感应装置上的光线发生器107就可以熄灭，完成对运动人员的光线提示。在多个智能感应装置组成的运动系统中，可以通过不同智能感应装置依次序点亮或熄灭，实现对运动路线的提示和运动计划的展现。

本申请实施例中的光线发生器107可以采用四色LED灯，可以发出不同颜色的光线，可以通过预设光线控制信号控制发出预设颜色的光线，还可以进行闪动、熄灭等光线动作。一场运动活动中，多个智能感应装置的发光顺序、发光颜色可以根据运动需要进行预先设置。为了保证光线发生器107对光线传感器102不会形成干扰，在实际使用中，光线发生器107发出的光线和光线传感器102采用的检测光束设置为不同波长的光线，避免干扰情况的发生。

更进一步的，还包括扬声器108，扬声器108与所述处理器105相连接，用于根据预设声音控制信号发出提示声音。

与光线发生器107的提示功能类似，还可以通过扬声器108进行声音提示。通过扬声器108发出预先声音信号设定的声音，由于人体通过视觉接收光线发生器107发出的光线可以准确的确定一智能感应装置的具体位置，但通过声音不能精确确定智能感应装置的具体位置，只能确定声音来源的大致方位。所以通过扬声器108更多的是对运动方式的提示。如在多个智能感应装置组成的运动训练系统中，通过光线发生器107亮灭的顺序标示出运动路线，当运动人员运动到某一个智能感应装置所在位置并通过光线传感器102或压力传感器103生成了电信号后，扬声器108即可发出声音，如“继续向前”“左转”“折返”等等声音，对运动人员进行下一步运动路线的提示。预设声音控制信号可以根据实际情况进行预先设定。

更进一步的，还包括：与所述处理器105相连接，用于存储所述时刻信息的存储模块109。通过设置存储模块109，可以将相关的时刻信息和其他数据进行存储，方便查询调用。

另外，还包括：与所述处理器105相连接，用于与外部存储设备连接的连接接口110。在本申请实施例中，连接接口110可以是存储卡插糟，通过在存储卡插糟充插入存储卡，扩展智能感应装置的存储空间，以存储数据量更大的时刻信息。连接接口110也已是常规的USB连接接口110，通过连接接口110可以与其他设备连接，将存储模块109内部存储的时刻信息导出。

另外，该智能感应装置还包括：与所述处理器105相连接，用于供电的电源模块111。通过电源模块111可以为这个装置的正常工作提供电能，电源模块111可以采用充电电池，在一次充电后可以进行长时间的使用。另外，处理器105还可以控制光线发生器107显示电源模块111的电能。如通过预先设置，连续按压感应结构1011设置压力传感器103的端面多次，即可通过光线发生器107显示不同光线而表示电源模块111的电量多少。

在本申请实施例中，智能感应装置还包括：分别与所述光线传感器102和压力传感器103相连接，用于将所述第一电信号或第二电信号放大的信号放大模块112。通过设置信号放大模块112可以将第一电信号或第二电信号放大，以方便处理器105进行处理，获取更准确的处理结果。

综上所述，采用本申请实施例提供的智能感应装置，在运动和训练时，运动人员可以通过肢体或使用其他运动装备靠近或触压智能感应装置上的感应结构，使光线传感器或压力传感器生成相应的电信号，并得到时刻信息，可以准确的了解到运动人员到达该智能感应装置所在位置的具体时刻。在跑动路线复杂的训练使用场景中，通过设置多个智能感应装置，可以记录下运动人员到达每一个智能感应装置的具体时刻，方便对每一段跑动路线的用时进行计量。装置结构简单，安装使用简便，计量结果精确，能够满足日常训练过程中多样化的需求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语。

Claims (10)

1.一种智能感应装置，其特征在于，包括装置本体、光线传感器、压力传感器、处理器和通信模块，其中：

所述装置本体包括感应结构和与所述感应结构的一个端面相连接的连接支架；

所述光线传感器设置在所述感应结构远离所述连接支架的端面上，用于在感应到外部物体时生成第一电信号；

所述压力传感器设置在所述感应结构远离所述连接支架的端面上，用于在感应到外部压力超过预设压力阈值时生成第二电信号；

所述时钟芯片设置在所述感应结构内部；

所述处理器分别与所述光线传感器、压力传感器和时钟芯片相连接，用于通过所述时钟芯片获得生成所述第一电信号或第二电信号的时刻信息；

所述通信模块与所述处理器相连接，用于将所述第一电信号或第二电信号时刻信息发送给外部分析设备。

2.根据权利要求1所述的智能感应装置，其特征在于，所述连接支架通过连接转轴与所述感应结构的一个端面相连接，所述连接转轴的一端与所述感应结构固定连接，所述连接转轴的另一端与所述连接支架活动连接，其中：

所述连接支架为中空锥形筒，所述连接转轴与所述中空锥形筒横截面半径小的一端活动连接，所述中空锥形筒横截面半径大的一端开口。

3.根据权利要求1所述的智能感应装置，其特征在于，所述光线传感器包括光线发射单元、光线接收单元和光电转换单元，其中：

所述光线发生单元用于发射检测光束；

所述光线接收单元用于接收经其他物体反射回来的检测光束；

所述光电转换单元与所述光线接收单元相连接，当所述光线接收单元接收到将其他物体反射回来的检测光束后，生成所述第一电信号。

4.根据权利要求1所述的智能感应装置，其特征在于，所述压力传感器包括压力感应单元、压力比较单元和压电转换单元，

所述压力感应单元所述压力感应单元与所述感应结构远离所述连接支架的端面固定连接，用于感应施加在所述感应结构远离所述连接支架的端面上的外部压力；

所述压力比较单元与所述压力感应单元相连接，用于比较所述外部压力与预设压力阈值的大小；

所述压电转换单元，用于当所述外部压力大于预设压力阈值时，生成所述第二电信号。

5.根据权利要求1所述的智能感应装置，其特征在于，还包括光线发生器，所述光线发生器设置在所述感应结构远离所述连接支架的端面上，与所述处理器相连接，用于根据预设光线控制信号发出提示光线。

6.根据权利要求1所述的智能感应装置，其特征在于，还包括扬声器，所述扬声器与所述处理器相连接，用于根据预设声音控制信号发出提示声音。

7.根据权利要求1所述的智能感应装置，其特征在于，还包括：与所述处理器相连接，用于存储所述时刻信息的存储模块。

8.根据权利要求7所述的智能感应装置，其特征在于，还包括：与所述处理器相连接，用于与外部存储设备连接的连接接口。

9.根据权利要求1所述的智能感应装置，其特征在于，还包括：与所述处理器相连接，用于供电的电源模块。

10.根据权利要求1所述的智能感应装置，其特征在于，还包括：

分别与所述光线传感器和压力传感器相连接，用于将所述第一电信号或第二电信号放大的信号放大模块。