CN106908059A - 一种体育训练用球的嵌入式组件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种体育训练用球的嵌入式组件，所述核心控制单元通过RS485接口与组合惯性测量单元连接，所述核心控制单元的输入端与球压检测模块的输出端电性连接，所述核心控制单元的输入端与时钟模块的输出端电性连接。本发明以为STM32 ARM控制器为核心控制单元，通过球压检测模块能够监测球压的大小，核心控制单元接收到的球压检测模块传递的球压信号，通过内设定标准球压的大小来确定是否控制蜂鸣报警器报警，且组合惯性测量单元的三轴陀螺仪和三轴加速度传感器能够实时将信息传递给姿态角信息融合滤波电路，进而将信号传递给核心控制单元，然后把信息通过蓝牙模块将信息传递外接设备或者智能手环，因而能够监测球的运动情况。

Description

一种体育训练用球的嵌入式组件及其制备方法
技术领域
本发明属于体育器材技术领域，涉及一种体育训练用球的嵌入式组件，更具体地说，尤其涉及一种体育训练用球的嵌入式组件的制备方法。
背景技术
随着通信技术的发展，在体育用球(比如篮球、足球和排球等)领域出现了各种智能球类以更好的实现人和球的不同层次的互动。然而，在现有的智能体育用球中，存在着诸多技术问题。
技术问题一：解决传感器的能量供给，传统的方式是采用无线充电的方式给传感器进行供电，这种方式的弊端是每次打球之前都要进行充电，操作不便，无法做到随用随拿的效果，另外，在打球的过程中，如果传感器的供电不足，需要重新充电，致使打球中断。
技术问题二：数据传输问题，传统的方式，采用有线的方式来进行数据导出，实时性上大打折扣。
技术问题三：篮球中植入传感器，球体的重量会同正常的篮球有所偏差，而且在各种角度上都会造成这种偏差，造成球体飞行过程中不是正常篮球的轨迹，失去篮球本身的意义。
技术问题四：球体数次接触地面，会进行震动，造成信号偏差及传感器周边器件损坏，维修不便。
技术问题五：球体植入传感器，会在球体表面形成凹痕或凸痕，拍球的过程中凸痕(凹痕)接触地面，使得篮球不按照正常的轨道弹起。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种体育训练用球的嵌入式组件及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种体育训练用球的嵌入式组件，包括核心控制单元、组合惯性测量单元和电源，所述电源分别给组合惯性测量单元和核心控制单元供电，所述核心控制单元通过RS485接口与组合惯性测量单元连接，所述核心控制单元的输入端与球压检测模块的输出端电性连接，所述核心控制单元的输出端与蓝牙模块的输入端电性连接，所述核心控制单元的输出端与蜂鸣报警器的输入端电性连接，所述核心控制单元的输入端与时钟模块的输出端电性连接。
优选的，所述组合惯性测量单元包括三轴陀螺仪、三轴加速度传感器和姿态角信息融合滤波电路，所述三轴陀螺仪和三轴加速度传感器的输出端与姿态角信息融合滤波电路的输入端电性连接，所述姿态角信息融合滤波电路与RS485接口电性连接。
优选的，所述核心控制单元为STM32 ARM控制器。
优选的，所述球压检测模块为胎压传感器。
本发明还提供一种体育训练用球的嵌入式组件的制备方法，包括如下步骤：
S1、将组合惯性测量单元、核心控制单元、蜂鸣报警器、球压检测模、蓝牙模块、时钟模块和电源焊接到PCB线路板上；
S2、将焊接有组合惯性测量单元、核心控制单元、蜂鸣报警器、球压检测模、蓝牙模块、时钟模块和电源的PCB线路板放置到模具中；
S3、将熔融的环氧树脂灌注到步骤S2的所述模具中；
S4、常温放置5-7小时，待所述环氧树脂固化，将固化后的环氧树脂块从所述模具中取出；
S5、将所述环氧树脂块置入到体育用球的球皮内部；
S6、将所述体育用球球皮贴牢，制作完成。
优选的，所述环氧树脂块含有焊接有组合惯性测量单元、核心控制单元、蜂鸣报警器、球压检测模、蓝牙模块、时钟模块和电源的PCB线路板。
本发明的技术效果和优点：本发明提供的一种体育训练用球的嵌入式组件及其制备方法，与技术相比，本发明以为STM32 ARM控制器为核心控制单元，通过球压检测模块能够监测球压的大小，然后把数据传递给核心控制单元，核心控制单元接收到的球压检测模块传递的球压信号，通过内设定标准球压的大小来确定是否控制蜂鸣报警器报警，且组合惯性测量单元的三轴陀螺仪和三轴加速度传感器能够实时将信息传递给姿态角信息融合滤波电路，进而将信号传递给核心控制单元，核心控制单元将信号处理后，然后把信息通过蓝牙模块将信息传递外接设备或者智能手环，因而能够监测球的运动情况。
附图说明
图1为本发明的模块示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
一种体育训练用球的嵌入式组件，包括核心控制单元、组合惯性测量单元和电源，核心控制单元为STM32 ARM控制器，所述电源分别给组合惯性测量单元和核心控制单元供电，所述核心控制单元通过RS485接口与组合惯性测量单元连接，所述组合惯性测量单元包括三轴陀螺仪、三轴加速度传感器和姿态角信息融合滤波电路，所述三轴陀螺仪和三轴加速度传感器的输出端与姿态角信息融合滤波电路的输入端电性连接，所述姿态角信息融合滤波电路与RS485接口电性连接，所述核心控制单元的输入端与球压检测模块的输出端电性连接，球压检测模块为胎压传感器，所述核心控制单元的输出端与蓝牙模块的输入端电性连接，所述核心控制单元的输出端与蜂鸣报警器的输入端电性连接，所述核心控制单元的输入端与时钟模块的输出端电性连接。
本发明还提供一种体育训练用球的嵌入式组件的制备方法，包括如下步骤：
S1、将组合惯性测量单元、核心控制单元、蜂鸣报警器、球压检测模、蓝牙模块、时钟模块和电源焊接到PCB线路板上；
S2、将焊接有组合惯性测量单元、核心控制单元、蜂鸣报警器、球压检测模、蓝牙模块、时钟模块和电源的PCB线路板放置到模具中；
S3、将熔融的环氧树脂灌注到步骤S2的所述模具中；
S4、常温放置5-7小时，待所述环氧树脂固化，将固化后的环氧树脂块从所述模具中取出；
S5、将所述环氧树脂块置入到体育用球的球皮内部；
S6、将所述体育用球球皮贴牢，制作完成。
综上所述：本发明提供的一种体育训练用球的嵌入式组件及其制备方法，与技术相比，本发明以为STM32 ARM控制器为核心控制单元，通过球压检测模块能够监测球压的大小，然后把数据传递给核心控制单元，核心控制单元接收到的球压检测模块传递的球压信号，通过内设定标准球压的大小来确定是否控制蜂鸣报警器报警，且组合惯性测量单元的三轴陀螺仪和三轴加速度传感器能够实时将信息传递给姿态角信息融合滤波电路，进而将信号传递给核心控制单元，核心控制单元将信号处理后，然后把信息通过蓝牙模块将信息传递外接设备或者智能手环，因而能够监测球的运动情况。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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。

Claims (6)

1.一种体育训练用球的嵌入式组件，包括核心控制单元、组合惯性测量单元和电源，其特征在于：所述电源分别给组合惯性测量单元和核心控制单元供电，所述核心控制单元通过RS485接口与组合惯性测量单元连接，所述核心控制单元的输入端与球压检测模块的输出端电性连接，所述核心控制单元的输出端与蓝牙模块的输入端电性连接，所述核心控制单元的输出端与蜂鸣报警器的输入端电性连接，所述核心控制单元的输入端与时钟模块的输出端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种体育训练用球的嵌入式组件，其特征在于：所述组合惯性测量单元包括三轴陀螺仪、三轴加速度传感器和姿态角信息融合滤波电路，所述三轴陀螺仪和三轴加速度传感器的输出端与姿态角信息融合滤波电路的输入端电性连接，所述姿态角信息融合滤波电路与RS485接口电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种体育训练用球的嵌入式组件，其特征在于：所述核心控制单元为STM32 ARM控制器。
4.根据权利要求1所述的一种体育训练用球的嵌入式组件，其特征在于：所述球压检测模块为胎压传感器。
5.一种权利要求1所述的体育训练用球的嵌入式组件的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、将组合惯性测量单元、核心控制单元、蜂鸣报警器、球压检测模、蓝牙模块、时钟模块和电源焊接到PCB线路板上；
S2、将焊接有组合惯性测量单元、核心控制单元、蜂鸣报警器、球压检测模、蓝牙模块、时钟模块和电源的PCB线路板放置到模具中；
S3、将熔融的环氧树脂灌注到步骤S2的所述模具中；
S4、常温放置5-7小时，待所述环氧树脂固化，将固化后的环氧树脂块从所述模具中取出；
S5、将所述环氧树脂块置入到体育用球的球皮内部；
S6、将所述体育用球球皮贴牢，制作完成。
6.根据权利要求5所述的一种体育训练用球的嵌入式组件的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂块含有焊接有组合惯性测量单元、核心控制单元、蜂鸣报警器、球压检测模、蓝牙模块、时钟模块和电源的PCB线路板。
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