CN107050823A - 一种基于lpwan的运动监测系统及运动监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于LPWAN的运动监测系统及运动监测装置，系统包括：信标、监测端、网关、服务器以及显示终端，通过信标发出的信号，实现了实时控制监测端进行检测/停止检测，从而避免了监测端长时间处于工作状态，功耗降低，续航能力增强；通过监测端进行运动信息的检测，从而不需要从视频中提取并计算运动轨迹，算法简单，容易实现，信息全面；通过网关进行数据传输，功耗低、使用场景不受运营商网络限制，并且通过网关和服务器的配合实现了定位精度的提高，在对延时要求高的比赛或训练中也能准确获取位置信息。装置包括监测端，还具有以下有益效果：通过主控芯片与信标的配合实现了对通讯装置、传感装置以及GNSS系统的自动控制。

Description

一种基于LPWAN的运动监测系统及运动监测装置

技术领域

本发明涉及运动监测领域，具体涉及一种基于LPWAN的运动监测系统及运动监测装置。

背景技术

市场经济的不断推进，促使当今社会的生活节奏越来越快，越来越多的人忽略了自身的健康状况，使身体处于一个亚健康的水平。缺乏运动锻炼，一直劳心于工作、烦心于家庭问题是出现以上情况的主要原因。

随着生活水平的提高，越来越多的人意识到了身体健康问题，希望通过运动、锻炼等体育项目提升自身的健康水平；同时对体育事项的关注程度也随之提高，诸如：四年一度的奥运会、世界杯、世锦赛，如火如荼的各国足球联赛、超级碗、篮球联赛，甚至于国内大学体育锦标赛等。这些体育比赛囊括了中长跑、足球、篮球、橄榄球、自行车等几乎所有体育项目，为人们提高竞技意识、体育常识的同时为生活增添了乐趣。

上述体育比赛一般均由专业的运动员参加，运动员都需要接收系统的训练或者具有专业的水平。在比赛和训练中，运动员或教练员希望了解运动情况，并通过对运动情况的分析，找出不符合专业指导的地方，找出运动员的局限性等以提高竞技水平，为运动员的职业生涯提高一定程度的保障。因此，针对于运动员运动行为监测的系统应运而生。

现有技术中的运动监测系统，可以通过多镜头、多角度、多方位的拍摄获取运动员在不同位置的运动状况以及运动轨迹，通过事后观看的方式对拍摄获得的视频进行分析，并根据分析结果提高竞技水平；也可以通过GPS获取定位信息，并通过2、3、4G网络进行传输，从而了解运动员的运动状况、运动轨迹。

现有技术的不足之处在于，用视频拍摄的方式来判断运动员的位置和运动轨迹，算法负责复杂，设备昂贵，且功能有限，获取到的运动员的运动信息不够全面；采用移动网络进行数据传输，功耗高、使用场景受运营商网络限制；受制于卫星定位的精度，无法对运动员进行高精度的定位；GPS长时间处于工作状态，功耗较高，待机时间短。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于LPWAN的运动监测系统及运动监测装置，以解决以上不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于LPWAN的运动监测系统，包括：信标、监测端、网关、服务器以及显示终端，

所述监测端，用以在扫描到所述信标发出的信号时，对运动员的运动行为进行检测或停止检测，并根据选择接入所述网关中的通信网关；

所述通信网关，用以对检测得到的运动信息以LPWAN通信形式进行接收和发送，同时统计各个通信网关接收到所述运动信息所需的传输时间；

所述服务器与所述通信网关连接，用以根据所述传输时间计算所述运动员的位置信息，并根据所述位置信息和所述运动信息生成辅助信息；

所述显示终端与所述服务器连接，用以对所述辅助信息进行相应的显示。

上述运动监测系统，所述信标为蓝牙信标，通过所述监测端扫描获得所述蓝牙信标发出的第一蓝牙信号时，对运动员的运动行为进行检测或停止检测。

上述运动监测系统，所述监测端，还用以发出第二蓝牙信号，通过所述第二蓝牙信号与智能设备配对连接。

上述运动监测系统，还包括计时读取装置，用以读取所述监测端发出的射频信息，并根据所述射频信息进行计时的开始与停止，同时生成所述运动员报到和离开的打卡记录。

上述运动监测系统，所述监测端，还用以根据选择接入所述网关中的LPWAN网关，所述LPWAN网关，用以对检测得到的运动信息以LPWAN通信形式进行接收和发送，并通过所述服务器根据所述运动信息生成辅助信息。

一种运动监测装置，包括监测端，所述监测端包括：主控芯片以及与所述主控芯片连接的供电装置、通讯装置、传感装置以及GNSS系统，

所述供电装置，用以为所述监测端的运作提供电能；

所述传感装置，用以根据控制信号对运动员的运动行为进行检测，生成检测信息；

所述GNSS系统，用以根据控制信号对运动员进行定位，生成定位信息；

所述通讯装置，用以周期性进行扫描，并根据控制信号以LPWAN通信方式将所述检测信息和所述定位信息向外界发出；

所述主控芯片，用以在第一次扫描到信标发出的信号时，生成所述控制信号。

上述运动监测装置，所述通讯装置包括：蓝牙通讯器、LPWAN通讯器，

所述蓝牙通讯器，用以周期性对所述蓝牙信标发出的第一蓝牙信号进行扫描；

所述LPWAN通讯器，用以以LPWAN通信方式将所述检测信息和所述定位信息向外界发出。

上述运动监测装置，还包括心率检测装置，所述蓝牙通讯器，还用以发出第二蓝牙信号；通过所述第二蓝牙信号与所述心率检测装置配对连接，用以检测获得所述运动员的心率变化。

上述运动监测装置，所述传感装置包括：加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器，

所述加速度传感器，用以周期性检测所述运动员的加速度；

所述陀螺仪，用以周期性检测所述运动员的运动方向；

所述地磁传感器，用以周期性检测所述运动员所处运动环境的地球磁场强度。

上述运动监测装置，还包括RFID射频芯片，与所述主控芯片连接，用以对周围发出射频信息。

本发明提供的一种基于LPWAN的运动监测系统，包括：信标、监测端、通信网关、LPWAN网关、服务器以及显示终端，并且按照顺序依次连接，通过信标发出的信号，实现了仅在进入比赛或训练时才控制监测端进行检测，在赛场或训练场外时控制监测端停止检测，从而避免了监测端长时间处于工作状态，功耗降低，续航能力增强；通过监测端进行运动信息的检测，从而不需要从视频中提取并计算运动轨迹，算法简单，容易实现，信息全面；通过网关进行数据传输，功耗低、使用场景不受运营商网络限制，并且通过网关还实现了定位精度的提高，在对延时要求高的比赛或训练中也能准确捕捉到运动员的位置信息。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于LPWAN的运动监测系统的结构示意图；

图2为本发明一优选实施例提供的基于LPWAN的运动监测系统的结构示意图；

图3为本发明一优选实施例提供的基于LPWAN的运动监测系统的结构示意图；

图4为本发明一优选实施例提供的基于LPWAN的运动监测系统的结构示意图；

图5为本发明一优选实施例提供的基于LPWAN的运动监测系统的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的运动监测装置的结构示意图；

图7为本发明一优选实施例提供的运动监测装置的结构示意图；

图8为本发明一优选实施例提供的运动监测装置的结构示意图；

图9为本发明一优选实施例提供的运动监测装置的结构示意图；

图10为本发明一优选实施例提供的运动监测装置的结构示意图；

图11(A)-11(D)为本发明实施例提供的监测端的电路原理图；

附图标记说明：

10、信标；20、监测端；201、主控芯片；202、供电装置；203、GNSS系统；204、传感装置；2041、加速度传感器；2042、陀螺仪；2043、地磁传感器；205、通讯装置；2051、蓝牙通讯器；2052、LPWAN通讯器；206、心率检测装置；207、RFID射频芯片；30、网关；301、通信网关；302、LPWAN网关；40、服务器；50、显示终端；60、智能设备；70、计时读取装置。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

图1为本发明实施例提供的基于LPWAN的运动监测系统的结构示意图；图5为本发明一优选实施例提供的基于LPWAN的运动监测系统的结构示意图。

本实施例中，一种基于LPWAN的运动监测系统，包括：信标10、监测端20、网关30、服务器40以及显示终端50，所述监测端20，用以在扫描到所述信标10发出的信号时，对运动员的运动行为进行检测或停止检测，并根据选择接入所述网关30中的通信网关301；所述通信网关301，用以对检测得到的运动信息以LPWAN通信形式进行接收和发送，同时统计各个通信网关301接收到所述运动信息所需的传输时间；所述服务器40与所述通信网关301连接，用以根据所述传输时间计算所述运动员的位置信息，并根据所述位置信息和所述运动信息生成辅助信息；所述显示终端50与所述服务器40连接，用以对所述辅助信息进行相应的显示。

具体的，所述信标10设置于出发点和终点处或者设置于场地周围，所述通信网关301设置于场地周围；作为本实施例中优选的实施方式，可以是当佩戴监测端20的运动员第一次经过任一信标10发出的信号范围时，表明该运动员进入场地开始比赛或训练，开始运动行为的检测；第二次经过该范围时，表明运动员离开场地结束比赛或训练，停止运动行为的检测；也可以是起点处或入场处信标10的信号范围内有佩戴监测端20的运动员经过时，开始运动行为的检测；终点处或出场处信标10的信号范围内有佩戴监测端20的运动员经过时，停止运动行为的检测。所述选择可以为人为选择、也可以为根据优先级选择，在不同的运动形式下可以选择接入不同的网关30，优选的，接入通信网关301。运动信息包括但不限于，GNSS定位信息、实时速度、加速度、方向、角速度、地球磁场强度等信息；其中GNSS定位信息在不同场景的下，由于信号、对延时要求高的项目等原因，有可能无法检测得到，因此可通过通信网关301确定运动员的位置；在室内如：篮球、网球、乒乓球等场景下，GNSS信号会比较差，而且运动员的运动仅局限在某个场地之内，需要位置精度高的信息，才能达到运动监测的目的。传输时间是指传输运动信息时，运动信息由某个监测端20到各个通信网关301所需要的时间；通过传输时间，再辅以每个监测端20接收到信号强度，通过三角定位法来判断运动员的实时位置：对各个的通信网关301加上唯一编码，与场地周围的某个位置对应，根据传输时间和恒定的传输速度可以计算获得通信网关301到监测端20的距离，通过计算获得的多个距离可以确定精度较高的运动员的位置(位置信息)。辅导信息是指对运动信息进行统计，绘制轨迹图、速度变化图、加速度变化图、跑动范围图、进攻(防守)区域图或者上述的模拟视频等，再通过显示终端50对上述图或者模拟视频进行显示，教练员或运动员可以通过显示终端50调整运动习惯、了解运动员极限等信息，并据此作出相应的针对性训练，以提高比赛时的成绩；显示终端50可以为个人pc电脑，也可以为手机，也可以为训练场地或赛场上的大屏幕显示器，也可以为现有技术中的其他显示技术。

如图5所示，进一步的，所述监测端20，还用以根据选择接入网关30中的LPWAN网关302，所述LPWAN网关302，用以对检测得到的运动信息以LPWAN通信形式进行接收和发送，并通过所述服务器40根据所述运动信息生成辅助信息。

在一些实施例中，所述选择为通过监测端20判断出运动信息中包括GNSS定位信息，则监测端20接入LPWAN网关302，通过LPWAN网关302将所述运动信息传输至服务器40；所述选择为通过监测端20判断出运动信息中不包括GNSS定位信息，则监测端20接入所述通信网关301，通过通信网关301将所述运动信息传输至服务器40。

在一些实施例中，选择为根据优先级选择，则监测端20根据优先级接入通信网关301或直接接入LPWAN网关302；所述优先级为：当监测端20检测到场地或赛道周围有通信网关301时，优先接入通信网关301；当场地或赛道周围无通信网关301时，接入LPWAN网关302。如此，在布置网关30时，仅在对延时要求高的场地或赛道周围设置通信网关301，以获取精确的位置信息，实时跟踪运动员；在对延时要求低的场地或赛道周围设置LPWAN网关302，以获取精度不高的定位信息，了解运动员的大概位置即可。

在一些实施例中，选择为人为选择，监测端20根据人为选择接入通信网关301或LPWAN网关302人为选择为：在监测端20第一次按下网关30选择按钮接入前者，第二次按下网关30选择按钮接入后者。

在一些实施例中，所述按钮为触摸虚拟按钮，在监测端20设置PCB触摸板，通过触摸PCB触摸板进行人为选择。

在一些实施例中，体育运动为中长跑、自行车、长距离帆船、赛艇等对延时要求低的项目，则通过LPWAN网关302直接进行运动信息的传输。长距离比赛由于距离过长，不需要在赛道周围布置通信网关301，仅隔较长距离布置一LPWAN网关302即可。

在一些实施例中，体育运动为足球、篮球、网球等对延时要求高的项目，则通过通信网关301将运动信息传输输至服务器40。

在一些实施例中，所述服务器40，还用以存储所述位置信息，同时根据同一个监测端20产生的多个所述位置信息绘制所述运动轨迹图，并同步至对应的显示终端50予以显示。

在一些实施例中，所述运动轨迹图或视频为足球场上的运动员的运动轨迹，教练员/运动员可通过其判断运动员的运动习惯，从而判断该运动员更适合踢哪个位置，并且能让教练员作出适合该运动员的战术布置。

在一些实施例中，所述跑动范围图或视频为网球场上的运动员的跑动范围，教练员/运动员可通过其判断运动员的活动范围，从而判断该运动员的体力情况。

在一些实施例中，所述进攻(防守)区域图或视频为篮球场上的运动员的进攻或防守习惯，从而可以判断该运动员是否适合外线/内线进攻和防守；或者可判断该运动员的习惯进攻/防守区域，从而让教练员能作出针对性的战术布置。

在一些实施例中，所述监测端20，还用以根据选择接入所述网关30中的2G/3G/4G网络基站，通过2G/3G/4G网络基站进行运动信息的传输，并将其发送至服务器40，通过服务器40根据所述运动信息生成辅助信息。

本发明提供的一种基于LPWAN的运动监测系统，包括：信标10、监测端20、通信网关301、LPWAN网关302、服务器40以及显示终端50，并且按照顺序依次连接，通过信标10发出的信号，实现了仅在进入比赛或训练时才控制监测端20进行检测，在赛场或训练场外时控制监测端20停止检测，从而避免了监测端20长时间处于工作状态，功耗降低，续航能力增强；通过监测端20进行运动信息的检测，从而不需要从视频中提取并计算运动轨迹，算法简单，容易实现，信息全面；通过网关30进行数据传输，功耗低、使用场景不受运营商网络限制，并且通过网关30还实现了定位精度的提高，在对延时要求高的比赛或训练中也能准确捕捉到运动员的位置信息。

图2为本发明一优选实施例提供的基于LPWAN的运动监测系统的结构示意图。

本实施例中，一种基于LPWAN的运动监测系统，包括：信标10、监测端20、网关30、服务器40以及显示终端50，所述监测端20，用以在扫描到所述信标10发出的信号时，对运动员的运动行为进行检测或停止检测，并根据选择接入所述网关30中的通信网关301；所述通信网关301，用以对检测得到的运动信息以LPWAN通信形式进行接收和发送，同时统计各个通信网关301接收到所述运动信息所需的传输时间；所述服务器40与所述通信网关301连接，用以根据所述传输时间计算所述运动员的位置信息，并根据所述位置信息和所述运动信息生成辅助信息；所述显示终端50与所述服务器40连接，用以对所述辅助信息进行相应的显示。作为本实施例中优选的，所述信标10为蓝牙信标10，通过所述监测端20扫描获得所述蓝牙信标10发出的第一蓝牙信号时，对运动员的运动行为进行检测或停止检测。蓝牙信标10在一定范围内发出第一蓝牙信号，当监测端20进入该范围内时，监测端20的蓝牙模块扫描获得该信号，则进行检测或停止检测；采用蓝牙通讯方式，保证了仅在小范围内才能激活或关闭监测端20，分别在起点、终点或入场、离场处设置蓝牙信标10，可以在比赛前和比赛后均关闭监测端20的耗电较多的检测装置(运动行为检测)，仅在比赛中才开启检测装置，达到了节省电能的目的；保证了监测端20的续航能力，避免了频繁需要充电的情况。

图3为本发明一优选实施例提供的基于LPWAN的运动监测系统的结构示意图。

本实施例中，一种基于LPWAN的运动监测系统，包括：信标10、监测端20、网关30、服务器40以及显示终端50，所述监测端20，用以在扫描到所述信标10发出的信号时，对运动员的运动行为进行检测或停止检测，并根据选择接入所述网关30中的通信网关301；所述通信网关301，用以对检测得到的运动信息以LPWAN通信形式进行接收和发送，同时统计各个通信网关301接收到所述运动信息所需的传输时间；所述服务器40与所述通信网关301连接，用以根据所述传输时间计算所述运动员的位置信息，并根据所述位置信息和所述运动信息生成辅助信息；所述显示终端50与所述服务器40连接，用以对所述辅助信息进行相应的显示。作为本实施例中优选的，所述监测端20，还用以发出第二蓝牙信号，通过所述第二蓝牙信号与智能设备60配对连接。以监测端20为圆心向外一定的区域内发出第二蓝牙信号，由于监测端20佩戴于运动员身上，当运动员使监测端20维持在具有接收第二蓝牙信号功能的智能设备60附近时，会与智能设备60匹配连接，并获取智能设备60上检测得到的相应信息。通过监测端20的蓝牙模块与手环、手机等智能设备60建立连接，从中获取心率、步数等信息，从而可以从更多的维度获取与运动相关的信息，并进行评估、分析，从而能够进一步提高运动员的竞技水平。

图4为本发明一优选实施例提供的基于LPWAN的运动监测系统的结构示意图。

本实施例中，一种基于LPWAN的运动监测系统，包括：信标10、监测端20、网关30、服务器40以及显示终端50，所述监测端20，用以在扫描到所述信标10发出的信号时，对运动员的运动行为进行检测或停止检测，并根据选择接入所述网关30中的通信网关301；所述通信网关301，用以对检测得到的运动信息以LPWAN通信形式进行接收和发送，同时统计各个通信网关301接收到所述运动信息所需的传输时间；所述服务器40与所述通信网关301连接，用以根据所述传输时间计算所述运动员的位置信息，并根据所述位置信息和所述运动信息生成辅助信息；所述显示终端50与所述服务器40连接，用以对所述辅助信息进行相应的显示。作为本实施例中优选的，还包括计时读取装置70，用以读取所述监测端20发出的射频信息，并根据所述射频信息进行计时的开始与停止，同时生成所述运动员报到和离开的打卡记录。计时读取装置70布置于入场处，当佩戴有监测端20的运动员第一次靠近入场处的计时读取装置70时，其中的读写器读取获得监测端20的射频信息，据其控制计时器开始计时，并据其识别监测端20的身份，生成该身份对应运动员的报到打卡记录，表明比赛开始或训练开始；当第二次靠近入场处的计时读取装置70时，其中的读写器读取获得监测端20的射频信息，据其控制计时器停止计时，并据其识别监测端20的身份，生成该身份对应运动员的离开打卡记录，表明比赛结束或训练结束。可选的，计时器设置于监测端20上，在入场处和出场处分别设置一射频读写器，当入场处的读写器读取到射频信息时，控制监测端20计时器开始计时，并生成报到打卡记录；当出场处的读写器读取到射频信息时，控制检测端计时器停止计时，并生成离开打卡记录。通过计时器对运动员训练、比赛的时间进行监测，通过打卡对运动员的出勤率进行监测，从而起到监督作用，保证运动员的训练效果。进一步的，将生成的打卡记录、训练/比赛时间同步至云端，并通过云端发送至教练员的智能端上，达到考勤的效果，并且教练员可以根据考勤情况表扬或处罚一些运动员。

图6为本发明实施例提供的运动监测装置的结构示意图。

本实施例中，一种运动监测装置，包括监测端20，所述监测端20包括：主控芯片201以及与所述主控芯片201连接的供电装置202、通讯装置205、传感装置204以及GNSS系统203，所述供电装置202，用以为所述监测端20的运作提供电能；所述传感装置204，用以根据控制信号对运动员的运动行为进行检测，生成检测信息；所述GNSS系统203，用以根据控制信号对运动员进行定位，生成定位信息；所述通讯装置205，用以周期性进行扫描，并根据控制信号以LPWAN通信方式将所述检测信息和所述定位信息向外界发出；所述主控芯片201，用以在第一次扫描到信标10发出的信号时，生成所述控制信号。

具体的，检测信息是指传感装置204检测获得的与运动行为相关的信息；定位信息是指GNSS卫星定位系统检测获得的运动员的位置；控制信号是指主控芯片201可识别的，并且可以控制传感、通讯等装置进行相应检测或传输的信号；检测信息和定位信息统称为运动信息，将该运动信息发送至服务器40进行分析，得到运动轨迹、运行速度变化等辅助信息，教练员或运动员本人通过对辅助信息的观看，了解自己的运动习惯，改进差的习惯，发挥好的习惯，从而能在比赛中取得好成绩。运动信息包括但不限于，实时速度、加速度、方向、角速度、地球磁场强度等信息。

如图11(A)所示，为通讯装置205的内部接线图，其芯片型号为：LANSI-76-050；

本领域的技术人员应当了解，如图11(B)所示，为主控芯片201的内部接线图，其芯片型号为：STM32L052C8T6；

本领域的技术人员应当了解，如图11(C)所示，为供电装置202的内部接线图，其芯片型号为：BQ24040DSQ；

本发明提供的一种运动监测装置，还具有以下有益效果：通过主控芯片201与信标10的配合实现了对通讯装置205、传感装置204以及GNSS系统203自动控制。

图7为本发明一优选实施例提供的运动监测装置的结构示意图。

本实施例中，一种运动监测装置，包括监测端20，所述监测端20包括：主控芯片201以及与所述主控芯片201连接的供电装置202、通讯装置205、传感装置204以及GNSS系统203，所述供电装置202，用以为所述监测端20的运作提供电能；所述传感装置204，用以根据控制信号对运动员的运动行为进行检测，生成检测信息；所述GNSS系统203，用以根据控制信号对运动员进行定位，生成定位信息；所述通讯装置205，用以周期性进行扫描，并根据控制信号以LPWAN通信方式将所述检测信息和所述定位信息向外界发出；所述主控芯片201，用以在第一次扫描到信标10发出的信号时，生成所述控制信号。作为本实施例中优选的，所述通讯装置205包括：蓝牙通讯器2051、LPWAN通讯器2052，所述蓝牙通讯器2051，用以周期性对所述蓝牙信标10发出的第一蓝牙信号进行扫描；所述LPWAN通讯器2052，用以以LPWAN通信方式将所述检测信息和所述定位信息向外界发出。通过蓝牙通讯器2051接收蓝牙信标10发出的第一蓝牙信号，从而可以控制传感装置204、GNSS系统203和通讯装置205按照控制信号进入相应的工作状态：首先传感装置204、GNSS系统203进行检测，获得检测信息和定位信息，再通过通讯装置205向外界发出。检测的信息不局限于肉眼能观察到的运动情况，还能检测到呼吸、加速度、环境影响等信息，从而可以进行更全方位的检测运动信息，进行更全面的分析，为提升运动员的竞技水平提供充足的条件。

图8为本发明一优选实施例提供的运动监测装置的结构示意图。

本实施例中，一种运动监测装置，包括监测端20，所述监测端20包括：主控芯片201以及与所述主控芯片201连接的供电装置202、通讯装置205、传感装置204以及GNSS系统203，所述供电装置202，用以为所述监测端20的运作提供电能；所述传感装置204，用以根据控制信号对运动员的运动行为进行检测，生成检测信息；所述GNSS系统203，用以根据控制信号对运动员进行定位，生成定位信息；所述通讯装置205，用以周期性进行扫描，并根据控制信号以LPWAN通信方式将所述检测信息和所述定位信息向外界发出；所述主控芯片201，用以在第一次扫描到信标10发出的信号时，生成所述控制信号。作为本实施例中优选的，还包括心率检测装置206，所述蓝牙通讯器2051，还用以发出第二蓝牙信号；通过所述第二蓝牙信号与所述心率检测装置206配对连接，用以检测获得所述运动员的心率变化。以监测端20为圆心向外一定的区域内发出第二蓝牙信号，由于监测端20佩戴于运动员身上，当运动员使监测端20维持在具有接收第二蓝牙信号功能的智能设备60附近时，会与智能设备60匹配连接，并获取智能设备60上检测得到的相应信息。通过监测端20的蓝牙模块与手环智能设备60建立连接，从中获取心率变化信息，可以从更多的维度获取与运动相关的信息，并进行评估、分析，从而能够进一步提高运动员的竞技水平；可选的，还可以与手机进行配对连接，同步步数信息。

图9为本发明一优选实施例提供的运动监测装置的结构示意图。

本实施例中，一种运动监测装置，包括监测端20，所述监测端20包括：主控芯片201以及与所述主控芯片201连接的供电装置202、通讯装置205、传感装置204以及GNSS系统203，所述供电装置202，用以为所述监测端20的运作提供电能；所述传感装置204，用以根据控制信号对运动员的运动行为进行检测，生成检测信息；所述GNSS系统203，用以根据控制信号对运动员进行定位，生成定位信息；所述通讯装置205，用以周期性进行扫描，并根据控制信号以LPWAN通信方式将所述检测信息和所述定位信息向外界发出；所述主控芯片201，用以在第一次扫描到信标10发出的信号时，生成所述控制信号。作为本实施例中优选的，所述传感装置204包括：加速度传感器2041、陀螺仪2042和地磁传感器2043，所述加速度传感器2041，用以周期性检测所述运动员的加速度；所述陀螺仪2042，用以周期性检测所述运动员的运动方向；所述地磁传感器2043，用以周期性检测所述运动员所处运动环境的地球磁场强度。检测获得与运动相关的加速度、运动方向、地球磁场强度信息，通过加速度判断运动员的爆发力、所处的运动阶段等，通过运动方向判断运动员的活动趋势、攻防转换意识等，通过地球磁场强度判断运动与所处的环境信息，并通过其进一步判断运动员受环境的影响程度。使检测获得的运动信息进一步完善，使教练员或运动员本人的参考信息更为丰富，从而可进一步提高运动员的竞技水平。

本领域的技术人员应当了解，如图11(D)所示，为加速度传感器2041的内部接线图，其芯片型号为：MMA8652FC。

图10为本发明一优选实施例提供的运动监测装置的结构示意图。

本实施例中，一种运动监测装置，包括监测端20，所述监测端20包括：主控芯片201以及与所述主控芯片201连接的供电装置202、通讯装置205、传感装置204以及GNSS系统203，所述供电装置202，用以为所述监测端20的运作提供电能；所述传感装置204，用以根据控制信号对运动员的运动行为进行检测，生成检测信息；所述GNSS系统203，用以根据控制信号对运动员进行定位，生成定位信息；所述通讯装置205，用以周期性进行扫描，并根据控制信号以LPWAN通信方式将所述检测信息和所述定位信息向外界发出；所述主控芯片201，用以在第一次扫描到信标10发出的信号时，生成所述控制信号。作为本实施例中优选的，还包括RFID射频芯片207，与所述主控芯片201连接，用以对周围发出射频信息。与计时读取装置70配合使用；计时读取装置70布置于入场处，当佩戴有监测端20的运动员第一次靠近入场处的计时读取装置70时，其中的读写器读取获得监测端20的射频信息，据其控制计时器开始计时，并据其识别监测端20的身份，生成该身份对应运动员的报到打卡记录，表明比赛开始或训练开始；当第二次靠近入场处的计时读取装置70时，其中的读写器读取获得监测端20的射频信息，据其控制计时器停止计时，并据其识别监测端20的身份，生成该身份对应运动员的离开打卡记录，表明比赛结束或训练结束。可选的，计时器设置于监测端20上，在入场处和出场处分别设置一射频读写器，当入场处的读写器读取到射频信息时，控制监测端20计时器开始计时，并生成报到打卡记录；当出场处的读写器读取到射频信息时，控制检测端计时器停止计时，并生成离开打卡记录。通过计时器对运动员训练、比赛的时间进行监测，通过打卡对运动员的出勤率进行监测，从而起到监督作用，保证运动员的训练效果。进一步的，将生成的打卡记录、训练/比赛时间同步至云端，并通过云端发送至教练员的智能端上，达到考勤的效果，并且教练员可以根据考勤情况表扬或处罚一些运动员。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种基于LPWAN的运动监测系统，其特征在于，包括：信标、监测端、网关、服务器以及显示终端，

所述监测端，用以在扫描到所述信标发出的信号时，对运动员的运动行为进行检测或停止检测，并根据选择接入所述网关中的通信网关；

所述通信网关，用以对检测得到的运动信息以LPWAN通信形式进行接收和发送，同时统计各个通信网关接收到所述运动信息所需的传输时间；

所述服务器与所述通信网关连接，用以根据所述传输时间计算所述运动员的位置信息，并根据所述位置信息和所述运动信息生成辅助信息；

所述显示终端与所述服务器连接，用以对所述辅助信息进行相应的显示。

2.根据权利要求1所述的运动监测系统，其特征在于，所述信标为蓝牙信标，通过所述监测端扫描获得所述蓝牙信标发出的第一蓝牙信号时，对运动员的运动行为进行检测或停止检测。

3.根据权利要求1所述的运动监测系统，其特征在于，所述监测端，还用以发出第二蓝牙信号，通过所述第二蓝牙信号与智能设备配对连接。

4.根据权利要求1所述的运动监测系统，其特征在于，还包括计时读取装置，用以读取所述监测端发出的射频信息，并根据所述射频信息进行计时的开始与停止，同时生成所述运动员报到和离开的打卡记录。

5.根据权利要求1所述的运动监测系统，其特征在于，所述监测端，还用以根据选择接入所述网关中的LPWAN网关，所述LPWAN网关，用以对检测得到的运动信息以LPWAN通信形式进行接收和发送，并通过所述服务器根据所述运动信息生成辅助信息。

6.一种运动监测装置，其特征在于，包括监测端，所述监测端包括：主控芯片以及与所述主控芯片连接的供电装置、通讯装置、传感装置以及GNSS系统，

所述供电装置，用以为所述监测端的运作提供电能；

所述传感装置，用以根据控制信号对运动员的运动行为进行检测，生成检测信息；

所述GNSS系统，用以根据控制信号对运动员进行定位，生成定位信息；

所述通讯装置，用以周期性进行扫描，并根据控制信号以LPWAN通信方式将所述检测信息和所述定位信息向外界发出；

所述主控芯片，用以在第一次扫描到信标发出的信号时，生成所述控制信号。

7.根据权利要求6所述的运动监测装置，其特征在于，所述通讯装置包括：蓝牙通讯器、LPWAN通讯器，

所述蓝牙通讯器，用以周期性对所述蓝牙信标发出的第一蓝牙信号进行扫描；

所述LPWAN通讯器，用以以LPWAN通信方式将所述检测信息和所述定位信息向外界发出。

8.根据权利要求7所述的运动监测装置，其特征在于，还包括心率检测装置，所述蓝牙通讯器，还用以发出第二蓝牙信号；通过所述第二蓝牙信号与所述心率检测装置配对连接，用以检测获得所述运动员的心率变化。

9.根据权利要求6所述的运动监测装置，其特征在于，所述传感装置包括：加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器，

所述加速度传感器，用以周期性检测所述运动员的加速度；

所述陀螺仪，用以周期性检测所述运动员的运动方向；

所述地磁传感器，用以周期性检测所述运动员所处运动环境的地球磁场强度。

10.根据权利要求6所述的运动监测装置，其特征在于，还包括RFID射频芯片，与所述主控芯片连接，用以对周围发出射频信息。