CN106110629B - 一种智能训练管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种智能训练管理系统，包括智能终端、充电器、无线光电装置、中控盒子和智能心率手环；所述无线光电装置包含有LED灯、储存器、第一控制器、传感器功能集成模块、通讯模块和RTC计时模块；所述传感器功能集成模块包含有光线传感器、红外传感器、喇叭、陀螺仪传感器和重力传感器；所述通讯模块是基于ZigBee的低功耗近距离无线组网通讯，具有星状通讯能力、网状通讯能力和树状通讯能力，能够适应不同的训练场地，辅助实现无线光电装置、智能终端和智能心率手环之间的通讯；所述中控盒子包含有天线、第一显示屏、电池、蓝牙模块、WiFi模块、ZigBee无线通讯模块和第二控制器；该智能训练管理系统可以记录训练中所产生的数据。

Description

一种智能训练管理系统
技术领域
本发明涉及一种智能训练管理系统。
背景技术
训练是有计划有步骤地通过学习和辅导掌握某种技能。有意识地使受训者发生生理反应，从而改变受训者素质、能力的活动。和教育一样，训练也是培养人的一种手段。
但是目前在训练中训练信息和数据缺乏管理，导致训练者难以了解自己的训练情况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以记录训练中所产生的数据的智能训练管理系统。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种智能训练管理系统，包括智能终端、充电器、无线光电装置、中控盒子和智能心率手环；
所述无线光电装置包含有LED灯、储存器、第一控制器、传感器功能集成模块、通讯模块和RTC计时模块；
所述传感器功能集成模块包含有光线传感器、红外传感器、喇叭、陀螺仪传感器和重力传感器；
所述通讯模块是基于ZigBee的低功耗近距离无线组网通讯，具有星状通讯能力、网状通讯能力和树状通讯能力，能够适应不同的训练场地，辅助实现无线光电装置、智能终端和智能心率手环之间的通讯；
所述中控盒子包含有天线、第一显示屏、电池、蓝牙模块、WiFi模块、ZigBee无线通讯模块和第二控制器。
作为优选，所述智能心率手环上设置有第二显示屏和开关键，只在使用时开启，节约用电。
作为优选，所述LED灯为RGB-LED灯，所述RGB-LED灯设置有一个以上，具备不同颜色、混色以及多组颜色参数的设置，第一控制器能够按照需要来变换RGB-LED灯的光色。
作为优选，所述智能终端为手机或平板电脑。
作为优选，所述无线光电装置上设置有磁性充电接口，充电方便灵活。
作为优选，所述无线光电装置侧面设置有橡胶缓冲垫，可以有效防止无线光电装置损坏。
作为优选，所述第一控制器和第二控制器均为单片机，处理功能强，速度快。
作为优选，所述中控盒子上设置有电源开关和连接搜索按钮，可以方便使用者使用。
作为优选，所述第一显示屏为电子墨水屏，耗电量低，显示效果好。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种智能训练管理系统的管理方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
包括以下步骤：
1）在智能终端上根据训练编写数据管理分析APP并将课程植入APP；
2）使用数据管理分析APP读取智能心率手环的MAC地址，使学员信息与智能心率手环绑定；
3）根据训练员的训练项目将无线光电装置放置到训练场上，当训练员接近无线光电装置时，无线光电装置与智能心率手环连接，使无线光电装置接收到智能心率手环广播的MAC地址；
4）无线光电装置将收集到的运动数据、心率值和MAC地址捆绑，然后通过中控盒子发送到智能终端的数据管理分析APP上；
5）数据管理分析APP将收到的数据再与学员信息进行匹配并保存。
光和声音可以起到指引训练员的作用，红外传感器、陀螺仪传感器和重力传感器配合RTC计时模块用来采集时间，时间精确到0.01-0.03秒，能够精确的识别感应时刻值，并把采集的时刻值存储在储存器中，能实时反馈到智能终端，数据管理分析APP可以对光线传感器、红外传感器、喇叭、陀螺仪传感器和重力传感器的工作参数进行设定，在运动中动作的反馈信息可以作为运动员的训练数据被捕捉和记录。
陀螺仪传感器可以通过数据管理分析APP对灵敏触碰感应进行分级设置，以适应不同的训练要求。
RTC计时模块可精准计时，达毫秒级，以准确记录每次被感应的时钟时刻。
储存器能够储存大容量flash，能够实时记录训练过程中的各种信息数据，方便数据管理分析APP进行训练数据的评估分析。
第一控制器能够独立运算及自动执行指令，并独立完成数据接收和发送。
光线传感器的感应距离可调节，可以根据训练要求把感应距离任意调节。
中控盒子相当于整个系统的网络中枢，在整个网络中充当第一控制器的角色，每个盒子可以支持连接10-25个无线光电装置。中控盒子与无线光电装置之间的通讯距离为50-100米，无线光电装置与无线光电装置之间的通讯距离为25-50米，以保证距离内数据传输的稳定性。中控盒子与智能终端之间的通讯方式为蓝牙或者WiFi；中控盒子与无线光电装置之间的通讯方式为ZigBee无线通讯；无线光电装置与无线光电装置之间的通讯方式同样为ZigBee无线通讯。
中控盒子上的第一显示屏显示无线光电装置的数量和电量等信息。
智能心率手环具备时间显示功能，并且在发送心率值的同时，把采集心率的时间也发送到无线光电装置。
智能心率手环采集心率的时间间隔为3-5秒一次。
智能心率手环的ID、时间和心率值，每100-150ms广播一次。
智能心率手环在广播时不同距离有信号的强弱，无线光电装置通过过滤信号强度，只接收在无线光电装置半径两米内的手环数据。
智能心率手环的心率采集连续使用时间在8-10小时，使用对象是学生时，会充分考虑学生配戴的方便和舒适性。
充电器解决智能心率手环的充电问题，充电器一次可以给10-20个智能心率手环充电。
本发明的有益效果为：通过与移动开发技术相结合，把课程植入到软件中，形成灵活、安全的新型智能训练课堂模式，通过标准化课程设置，能够提升锻炼运动技巧和运动效率，而且使用了无线光电装置获取全程的运动数据，用于监测和分析运动员一段时间的进展或在训练中提供即时数据并保存，能够将不同运动员的训练数据进行对比分析和排名，有效的利用了每个训练员的训练数据，实现将运动员训练过程的主观判断转变为运动员训练过程的数据化，将运动员的训练效果的好坏直接体现在数据上，这是智能化数据化训练过程的一大飞跃，此外，智能心率手环上设置有第二显示屏和开关键，只在使用时开启，节约用电，LED灯为RGB-LED灯，所述RGB-LED灯设置有一个以上，具备不同颜色、混色以及多组颜色参数的设置，第一控制器能够按照需要来变换RGB-LED灯的光色，无线光电装置上设置有磁性充电接口，充电方便灵活，无线光电装置侧面设置有橡胶缓冲垫，可以有效防止无线光电装置损坏，第一控制器和第二控制器均为单片机，处理功能强，速度快，中控盒子上设置有电源开关和连接搜索按钮，可以方便使用者使用，中控盒子上设置有电源开关和连接搜索按钮，可以方便使用者使用，第一显示屏为电子墨水屏，耗电量低，显示效果好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明一种智能训练管理系统的连接示意图；
图2为本发明一种智能训练管理系统的无线光电装置的电子设备连接框图；
图3为本发明一种智能训练管理系统的中控盒子的电子设备连接框图。
具体实施方式
实施例1
如图1-3所示，一种智能训练管理系统，包括智能终端1、充电器（未图示）、无线光电装置2、中控盒子3和智能心率手环4；
所述无线光电装置2包含有LED灯、储存器、第一控制器、传感器功能集成模块、通讯模块和RTC计时模块；
所述传感器功能集成模块包含有光线传感器、红外传感器、喇叭、陀螺仪传感器和重力传感器；
所述通讯模块是基于ZigBee的低功耗近距离无线组网通讯，具有星状通讯能力、网状通讯能力和树状通讯能力，能够适应不同的训练场地，辅助实现无线光电装置2、智能终端1和智能心率手环4之间的通讯；
所述中控盒子3包含有天线、第一显示屏、电池、蓝牙模块、WiFi模块、ZigBee无线通讯模块和第二控制器。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种智能训练管理系统的管理方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
包括以下步骤：
1）在智能终端上根据训练编写数据管理分析APP并将课程植入APP；
2）使用数据管理分析APP读取智能心率手环的MAC地址，使学员信息与智能心率手环绑定；
3）根据训练员的训练项目将无线光电装置放置到训练场上，当训练员接近无线光电装置时，无线光电装置与智能心率手环连接，使无线光电装置接收到智能心率手环广播的MAC地址；
4）无线光电装置将收集到的运动数据、心率值和MAC地址捆绑，然后通过中控盒子发送到智能终端的数据管理分析APP上；
5）数据管理分析APP将收到的数据再与学员信息进行匹配并保存。
光和声音可以起到指引训练员的作用，红外传感器、陀螺仪传感器和重力传感器配合RTC计时模块用来采集时间，时间精确到0.01，能够精确的识别感应时刻值，并把采集的时刻值存储在储存器中，能实时反馈到智能终端，数据管理分析APP可以对光线传感器、红外传感器、喇叭、陀螺仪传感器和重力传感器的工作参数进行设定，在运动中动作的反馈信息可以作为运动员的训练数据被捕捉和记录。
陀螺仪传感器可以通过数据管理分析APP对灵敏触碰感应进行分级设置，以适应不同的训练要求。
RTC计时模块可精准计时，达毫秒级，以准确记录每次被感应的时钟时刻。
储存器能够储存大容量flash，能够实时记录训练过程中的各种信息数据，方便数据管理分析APP进行训练数据的评估分析。
第一控制器能够独立运算及自动执行指令，并独立完成数据接收和发送。
光线传感器的感应距离可调节，可以根据训练要求把感应距离任意调节。
中控盒子相当于整个系统的网络中枢，在整个网络中充当第一控制器的角色，每个盒子可以支持连接10个无线光电装置。中控盒子与无线光电装置之间的通讯距离为50米，无线光电装置与无线光电装置之间的通讯距离为25米，以保证距离内数据传输的稳定性。中控盒子与智能终端之间的通讯方式为蓝牙或者WiFi；中控盒子与无线光电装置之间的通讯方式为ZigBee无线通讯；无线光电装置与无线光电装置之间的通讯方式同样为ZigBee无线通讯。
中控盒子上的第一显示屏显示无线光电装置的数量和电量等信息。
智能心率手环具备时间显示功能，并且在发送心率值的同时，把采集心率的时间也发送到无线光电装置。
智能心率手环采集心率的时间间隔为3秒一次。
智能心率手环的ID、时间和心率值，每100ms广播一次。
智能心率手环在广播时不同距离有信号的强弱，无线光电装置通过过滤信号强度，只接收在无线光电装置半径两米内的手环数据。
智能心率手环的心率采集连续使用时间在8小时，使用对象是学生时，会充分考虑学生配戴的方便和舒适性。
充电器解决智能心率手环的充电问题，充电器一次可以给10个智能心率手环充电。
本发明的有益效果为：通过与移动开发技术相结合，把课程植入到软件中，形成灵活、安全的新型智能训练课堂模式，通过标准化课程设置，能够提升锻炼运动技巧和运动效率，而且使用了无线光电装置获取全程的运动数据，用于监测和分析运动员一段时间的进展或在训练中提供即时数据并保存，能够将不同运动员的训练数据进行对比分析和排名，有效的利用了每个训练员的训练数据，实现将运动员训练过程的主观判断转变为运动员训练过程的数据化，将运动员的训练效果的好坏直接体现在数据上，这是智能化数据化训练过程的一大飞跃。
实施例2
如图1-3所示，一种智能训练管理系统，包括智能终端1、充电器（未图示）、无线光电装置2、中控盒子3和智能心率手环4；
所述无线光电装置2包含有LED灯、储存器、第一控制器、传感器功能集成模块、通讯模块和RTC计时模块；
所述传感器功能集成模块包含有光线传感器、红外传感器、喇叭、陀螺仪传感器和重力传感器；
所述通讯模块是基于ZigBee的低功耗近距离无线组网通讯，具有星状通讯能力、网状通讯能力和树状通讯能力，能够适应不同的训练场地，辅助实现无线光电装置2、智能终端1和智能心率手环4之间的通讯；
所述中控盒子3包含有天线、第一显示屏、电池、蓝牙模块、WiFi模块、ZigBee无线通讯模块和第二控制器。
所述智能心率手环4上设置有第二显示屏（未图示）和开关键（未图示），只在使用时开启，节约用电。
所述LED灯为RGB-LED灯，所述RGB-LED灯设置有一个以上，具备不同颜色、混色以及多组颜色参数的设置，第一控制器能够按照需要来变换RGB-LED灯的光色。
所述智能终端1为平板电脑，灵活方便。
所述无线光电装置2上设置有磁性充电接口（未图示），充电方便灵活。
所述无线光电装置2侧面设置有橡胶缓冲垫，可以有效防止无线光电装置2损坏。
所述第一控制器和第二控制器均为单片机，处理功能强，速度快。
所述中控盒子3上设置有电源开关（未图示）和连接搜索按钮（未图示），可以方便使用者使用。
所述第一显示屏为电子墨水屏，耗电量低，显示效果好。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种智能训练管理系统的管理方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
包括以下步骤：
1）在智能终端上根据训练编写数据管理分析APP并将课程植入APP；
2）使用数据管理分析APP读取智能心率手环的MAC地址，使学员信息与智能心率手环绑定；
3）根据训练员的训练项目将无线光电装置放置到训练场上，当训练员接近无线光电装置时，无线光电装置与智能心率手环连接，使无线光电装置接收到智能心率手环广播的MAC地址；
4）无线光电装置将收集到的运动数据、心率值和MAC地址捆绑，然后通过中控盒子发送到智能终端的数据管理分析APP上；
5）数据管理分析APP将收到的数据再与学员信息进行匹配并保存。
光和声音可以起到指引训练员的作用，红外传感器、陀螺仪传感器和重力传感器配合RTC计时模块用来采集时间，时间精确到0.03秒，能够精确的识别感应时刻值，并把采集的时刻值存储在储存器中，能实时反馈到智能终端，数据管理分析APP可以对光线传感器、红外传感器、喇叭、陀螺仪传感器和重力传感器的工作参数进行设定，在运动中动作的反馈信息可以作为运动员的训练数据被捕捉和记录。
陀螺仪传感器可以通过数据管理分析APP对灵敏触碰感应进行分级设置，以适应不同的训练要求。
RTC计时模块可精准计时，达毫秒级，以准确记录每次被感应的时钟时刻。
储存器能够储存大容量flash，能够实时记录训练过程中的各种信息数据，方便数据管理分析APP进行训练数据的评估分析。
第一控制器能够独立运算及自动执行指令，并独立完成数据接收和发送。
光线传感器的感应距离可调节，可以根据训练要求把感应距离任意调节。
中控盒子相当于整个系统的网络中枢，在整个网络中充当第一控制器的角色，每个盒子可以支持连接25个无线光电装置。中控盒子与无线光电装置之间的通讯距离为100米，无线光电装置与无线光电装置之间的通讯距离为50米，以保证距离内数据传输的稳定性。中控盒子与智能终端之间的通讯方式为蓝牙或者WiFi；中控盒子与无线光电装置之间的通讯方式为ZigBee无线通讯；无线光电装置与无线光电装置之间的通讯方式同样为ZigBee无线通讯。
中控盒子上的第一显示屏显示无线光电装置的数量和电量等信息。
智能心率手环具备时间显示功能，并且在发送心率值的同时，把采集心率的时间也发送到无线光电装置。
智能心率手环采集心率的时间间隔为5秒一次。
智能心率手环的ID、时间和心率值，每150ms广播一次。
智能心率手环在广播时不同距离有信号的强弱，无线光电装置通过过滤信号强度，只接收在无线光电装置半径两米内的手环数据。
智能心率手环的心率采集连续使用时间在10小时，使用对象是学生时，会充分考虑学生配戴的方便和舒适性。
充电器解决智能心率手环的充电问题，充电器一次可以给20个智能心率手环充电。
本发明的有益效果为：通过与移动开发技术相结合，把课程植入到软件中，形成灵活、安全的新型智能训练课堂模式，通过标准化课程设置，能够提升锻炼运动技巧和运动效率，而且使用了无线光电装置获取全程的运动数据，用于监测和分析运动员一段时间的进展或在训练中提供即时数据并保存，能够将不同运动员的训练数据进行对比分析和排名，有效的利用了每个训练员的训练数据，实现将运动员训练过程的主观判断转变为运动员训练过程的数据化，将运动员的训练效果的好坏直接体现在数据上，这是智能化数据化训练过程的一大飞跃，智能心率手环上设置有第二显示屏和开关键，只在使用时开启，节约用电，LED灯为RGB-LED灯，所述RGB-LED灯设置有一个以上，具备不同颜色、混色以及多组颜色参数的设置，第一控制器能够按照需要来变换RGB-LED灯的光色，无线光电装置上设置有磁性充电接口，充电方便灵活，无线光电装置侧面设置有橡胶缓冲垫，可以有效防止无线光电装置损坏，第一控制器和第二控制器均为单片机，处理功能强，速度快，中控盒子上设置有电源开关和连接搜索按钮，可以方便使用者使用，中控盒子上设置有电源开关和连接搜索按钮，可以方便使用者使用，第一显示屏为电子墨水屏，耗电量低，显示效果好。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能训练管理系统，其特征在于：包括智能终端、充电器、无线光电装置、中控盒子和智能心率手环；
所述无线光电装置包含有LED灯、储存器、第一控制器、传感器功能集成模块、通讯模块和RTC计时模块；
所述传感器功能集成模块包含有光线传感器、喇叭、陀螺仪传感器和重力传感器；
所述中控盒子包含有天线、第一显示屏、电池、蓝牙模块、WiFi模块、ZigBee无线通讯模块和第二控制器；
所述智能终端和中控盒子连接，所述中控盒子还和无线光电装置连接，所述无线光电装置还和智能心率手环连接；
所述的智能训练管理系统的管理方法，包括以下步骤：
1）在智能终端上根据训练课程编写数据管理分析APP，并将课程植入APP；
2）使用数据管理分析APP读取智能心率手环的MAC地址，使学员信息与智能心率手环绑定；
3）根据训练员的训练项目将无线光电装置放置到训练场上，当训练员接近无线光电装置时，无线光电装置与智能心率手环连接，使无线光电装置接收到智能心率手环广播的MAC地址；
4）无线光电装置将收集到的运动数据、心率值和MAC地址捆绑，然后通过中控盒子发送到智能终端的数据管理分析APP上；
5）数据管理分析APP将收到的数据再与学员信息进行匹配并保存。
2.根据权利要求1所述的智能训练管理系统，其特征在于：所述智能心率手环上设置有第二显示屏和开关键。
3.根据权利要求2所述的智能训练管理系统，其特征在于：所述LED灯为RGB-LED灯。
4.根据权利要求3所述的智能训练管理系统，其特征在于：所述智能终端为手机或平板电脑。
5.根据权利要求4所述的智能训练管理系统，其特征在于：所述无线光电装置上设置有磁性充电接口。
6.根据权利要求5所述的智能训练管理系统，其特征在于：所述无线光电装置侧面设置有橡胶缓冲垫。
7.根据权利要求6所述的智能训练管理系统，其特征在于：所述第一控制器和第二控制器均为单片机。
8.根据权利要求7所述的智能训练管理系统，其特征在于：所述中控盒子上设置有电源开关和连接搜索按钮。
9.根据权利要求8所述的智能训练管理系统，其特征在于：所述第一显示屏为电子墨水屏。
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