CN109003344B - 一种多设备共存点名识别配对方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种多设备共存点名识别配对方法及系统，实现人、设备在初次信息录入及设备分发配对使用时，能够通过教练员分析终端呼叫、运动员手臂举手动作响应及运动员动作信息采集和处理、教练员分析终端接收信息识别分析确认一套方法；该系统包括服务器、教练员分析终端、运动员采集终端。本发明优点，在多设备共存时，能够实现快速识别运动员、数据采集设备与基础信息准确配对及设备信息导入，提高了教练员在运动监控设备分发、设备与人配对时的工作效率，降低人与设备之间配对时的工作量，同时避免人工配对不一致引起信息错误问题。

Description

一种多设备共存点名识别配对方法及系统

技术领域

本发明属于体育运动教学监控应用领域，具体是涉及一种通过点名、设备运动状态信息采集、人工确认进行人与设备之间快速设别配对方法及系统。

背景技术

在体育教学或体育运动项目中，为了方便体育教师或教练员对学生或运动员的管理及训练效果进行分析，需要每位学生佩戴运动监测采集设备，而在每次体育教学运动活动开始前，需要每位学生佩戴运动监测采集设备并进行人和设备的配对。传统的做法，对运动监测采集设备进行编号或者在设备贴上学生姓名，在每次体育教学活动开始前，由人工进行设备和学生配对及分发，此种方式不方便人和运动监测采集设备之间的配对管理。为了解决运动监测采集设备与人之间配对问题，同时结合在体育教学开始前体育教师对学生点名这一活动，利用运动监测采集设备采集信息及终端设备识别分析，有效解决运动监测采集设备与人之间配对问题。同时，利用该方法，在体育运动训练监测活动过程中，有效解决运动监测采集设备初次使用运动员和设备之间的配对问题。

一种多设备共存点名自动识别配对系统，采用传感技术、无线通信技术、数据分析技术、语音识别技术等，通过体育教师或教练员呼叫、运动员手臂举手动作响应及信息采集、处理，教练员分析终端设备信息接收及处理，能够实现人、设备、信息的自动识别、配对；避免人工配对不一致引出错误问题，同时减少体育教师或教练员工作量。

发明内容

本发明的目的是研制一种多设备共存点名识别配对方法及系统，实现人、设备在初次信息录入及设备分发配对使用时，能够通过教练员分析终端呼叫、运动员手臂举手动作响应及运动员动作信息采集和处理、教练员分析终端接收信息识别分析确认一套方法；同时对多设备共存教练员点名时，快速识别运动员、数据采集设备与基础信息准确配对，提高了教练员在运动监控设备分发、设备与人配对时的工作效率，降低人与设备之间配对时的工作量，同时避免人工配对不一致引起信息错误问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多设备共存点名识别配对系统，包括服务器、教练员分析终端、运动员采集终端；所述服务器与教练员分析终端通过移动4G网进行通信连接；所述运动员采集终端，采用移动4G通信模块时，运动员采集终端与服务器进行通信连接；所述运动员采集终端采用短距离无线通信模块时，运动员采集终端与教练员分析终端进行通信连接；

所述服务器，用于运动员训练信息、运动员信息及设备信息的数据管理、分析；

所述教练员分析终端，采用平板电脑或智能手机，用于运动员呼叫、运动员训练信息显示、运动员设备识别及配对、运动员基础信息录入管理；

所述运动员采集终端，由多台运动员采集终端组成，用于采集运动员臂部动作时运动姿态信息，经处理后通过无线将设备识别包信息传输至教练员分析终端或服务器；所述设备识别包信息，包括设备MAC地址、设备名、设备ID号。

所述运动员采集终端，安装在运动员人体臂部；所述运动员采集终端，内置有9轴传感器、微处理器、心率传感器、无线通信模块、电源模块；

所述9轴传感器、微处理器、心率传感器、无线通讯模块，设计在同一块PCB线路板上，通过PCB线路板进行电连接；

所述微处理器，采用低功耗芯片，用于对采集运动姿态信息进行处理，并输出设备识别包信息；

所述心率传感器，用于采集运动员心率信息；

所述无线通信模块，采用超低功耗无线通信模块，可以根据不同应用环境配置为不同类型无线通信模块，包括ble无线蓝牙模块、zigbee通信模块、wifi无线通信模块、移动4G通信模块；所述无线通信模块采用ble无线蓝牙模块、zigbee通信模块、wifi无线通信模块时，运动采集终端输出信息通过无线传输至教练员分析终端；所述无线通信模块采用移动4G通信模块时，运动采集终端输出信息通过移动4G通信模块传输至服务器；

所述电源模块，用于运动员采集终端各模块电能提供。

一种多设备共存点名识别配对的方法，它包含如下步骤：

①、由教练员通过教练员分析终端选择运动员信息进行点名输入，并呼叫运动员姓名；

②、运动员收到教练员呼叫后进行动作响应，运动员采集终端设备实时采集运动员臂部动作信息并通过无线传输至教练员分析终端或服务器；

③、教练员分析终端对接收设备识别包信息进行计算处理，并对运动员采集终端设备和运动员姓名进行识别、配对确认及设备信息导入；

④、按照步骤①、②、③顺序，逐个对其它所有运动员信息与运动员采集终端设备信息进行识别、配对确认。

步骤1中，所述教练员点名，在点名前由教练员与运动员通过语言沟通，确认运动员采集终端设备已按照运动员采集终端安装说明固定在运动员手臂上并处于工作状态；

所述教练员分析终端，内置有嵌入式应用软件，该软件包括点名输入模块、信息显示模块、数据处理模块、数据管理模块、通信管理模块；

所述点名输入模块，用于教练员通过教练员分析终端软件界面进行按钮点名输入，接收运动员采集终端设备识别包信息显示、设备配对连接确认；

所述信息显示模块，以数值、图形方式实时显示运动员采集终端传输的动作姿态信息、心率信息；

所述数据处理模块，用于对接收的多个运动员采集终端传输的设备识别包信息进行解析处理，并发送至点名输入模块；

所述数据管理模块，用于运动员信息添加录入、修改或删除，运动员运动训练过程中运动姿态信息、心率信息的存储管理；

所述通信管理模块，用于对连接运动员采集终端通信状态进行管理。

步骤1中，所述运动员信息，在设备使用前，由信息录入人员通过教练员分析终端对运动员信息进行录入并通过移动4G网将录入信息上传到服务器；当教练员需要查看取运动员信息时，通过教练员分析终端向服务器发送获取运动员信息指令，然后通过移动4G网从服务器下载运动员信息；

所述教练员分析终端点名，由教练员在教练员分析终端上通过软件界面选择运动员姓名按钮或编号按钮进行点名输入，点名输入后软件处于等待接收运动员采集终端发送的设备识别包信息状态；所述教练员分析终端，在等待接收运动员采集终端设备识别包信息期间，由教练员呼叫运动员姓名。

步骤2中，所述运动员，手臂上配带有运动员采集终端设备；所述运动员动作响应，在运动员收到教练员呼叫声音后，运动员将手臂从下垂状态变换为举起状态；

所述运动员采集终端设备，在运动员点名前与教练员分析终端建立无线通信连接；

所述运动员采集终端设备，在运动员点名过程中，实时采集运动员臂部动作过程中姿态方向信息，并根据采集臂部动作姿态方向信息计算判断运动员手臂是否举起；所述运动员采集终端设备设备识别包信息发送，当运动员采集终端微处理器收到9轴传感器传输臂部姿态方向信息发生反向变化时，判断为运动员手臂举起并输出运动员采集终端设备识别包信息，然后通过内置无线通信模块发送教练员分析终端或服务器。

步骤3中，所述教练员分析终端设备识别包信息接收，当运动员采集终端无线通信模块采用ble无线蓝牙模块、zigbee通信模块、wifi无线通信模块时，运动员采集终端输出设备识别包信息通过无线传输至教练员分析终端；当运动员采集终端无线通信模块采用移动4G通信模块时，运动采集终端输出信息通过移动4G通信模块传输至服务器，由服务器转发至教练员分析终端；

所述教练员分析终端接收设备识别包信息处理，在教练员分析终端点名输入后设定等待时间周期内，当收到运动员采集终端传输的设备识别包信息后，由教练员分析终端内部数据处理模块对接收信息进行解析，然后传输至点名输入模块进行设备信息显示；

所述教练员分析终端对运动员采集终端设备和运动员姓名进行识别、配对确认，在点名输入模块显示设备信息后，由教练员呼叫设备ID号，运动员收到教练员呼叫本人所带设备ID号后进行回应，教练员收到运动员的回应后确认运动员所带设备ID号，然后由教练员在教练员分析终端上对运动员信息和运动员采集终端发送设备信息进行识别、配对连接确认；

所述教练员分析终端设备信息导入，将配对后运动员信息和运动员采集终端设备识别包信息传输至教练员分析终端数据管理模块，经数据管理模块存储数据通过移动4G网实时上传至服务器。

采用上述技术方案的本发明，它具有以下优点：

(1)本发明采用传感器技术、无线传输技术、数据分析识别技术等，能够对运动员手臂状态信息进行实时采集及无线实时传输。

(2)本发明在多设备共存时，能够对运动员信息与设备采集信息实现快速识别、配对及设备信息自动导入，减少教练员或信息维护人员的信息输入工作量。

附图说明

图1为本发明的系统结构图1。

图2为本发明的系统结构图2。

图3为本发明教练员分析终端的软件结构图。

图4为本发明的信息处理流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。但是本发明并不仅仅限于这些实施例。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”“包含”等类似词语应当解释为包含的含义，而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

一种多设备共存点名识别配对系统，包括服务器、教练员分析终端、运动员采集终端；所述服务器与教练员分析终端通过移动4G网进行通信连接；

如图1所示，当运动员采集终端采用短距离无线通信模块时，运动员采集终端与教练员分析终端进行通信连接；实现方法为：教练员分析终端设备启动后通过移动4G公网向服务器获取运动员信息，教练员通过教练员分析终端进行点名输入并呼叫运动员姓名，运动员采集终端设备实时采集运动员臂部动作方向信息、计算处理后输出设备识别包信息，然后通过短距离无线通信模块将设备识别包信息传输至教练员分析终端,教练员分析终端收到运动员采集终端动作时设备识别包信息进行解析，经教练员确认运动员所带设备ID号后，通过教练员分析终端进行识别、设备配对、设备信息导入后将信息通过移动4G网发送至服务器。

如图2所示，当运动员采集终端采用移动4G通信模块时，运动员采集终端与服务器进行通信连接；实现方法为：教练员分析终端设备启动后通过移动4G公网向服务器获取运动员信息，教练员通过教练员分析终端进行点名输入并呼叫运动员姓名，运动员采集终端设备实时采集运动员臂部动作方向信息、计算处理后输出设备识别包信息，然后通过移动4G通信模块将设备识别包信息传输至服务器；服务器将接收运动员采集终端设备设备识别包信息转发教练员分析终端；教练员分析终端收到运动员采集终端动作时设备识别包信息进行解析，经教练员确认运动员所带设备ID号后，通过教练员分析终端进行识别、设备配对、设备信息导入后将信息通过移动4G网发送至服务器。

所述服务器，用于运动员训练信息、运动员信息及设备信息的数据管理、分析。

所述教练员分析终端，采用平板电脑或智能手机，用于运动员呼叫、运动员训练信息显示、运动员设备识别及配对、运动员基础信息录入管理。

所述运动员采集终端，由多台运动员采集终端组成，用于采集运动员臂部动作时运动姿态信息，经处理后通过无线将设备识别包信息传输至教练员分析终端或服务器；所述设备识别包信息，包括设备MAC地址、设备名、设备ID号。

所述运动员采集终端，安装在运动员人体臂部；所述运动员采集终端，内置有9轴传感器、微处理器、心率传感器、无线通信模块、电源模块；

所述9轴传感器、微处理器、心率传感器、无线通讯模块，设计在同一块PCB线路板上，通过PCB线路板进行电连接；

所述微处理器，采用低功耗芯片，用于对采集运动姿态信息进行处理，并输出设备识别包信息；

所述心率传感器，用于采集运动员心率信息；

所述无线通信模块，采用超低功耗无线通信模块，可以根据不同应用环境配置为不同类型无线通信模块，包括ble无线蓝牙模块、zigbee通信模块、wifi无线通信模块、移动4G通信模块；所述无线通信模块采用ble无线蓝牙模块、zigbee通信模块、wifi无线通信模块时，运动采集终端输出信息通过无线传输至教练员分析终端；所述无线通信模块采用移动4G通信模块时，运动采集终端输出信息通过移动4G通信模块传输至服务器；

所述电源模块，用于运动员采集终端各模块电能提供。

一种多设备共存点名识别配对的方法，它包含如下步骤：

①、由教练员通过教练员分析终端选择运动员信息进行点名输入，并呼叫运动员姓名；

②、运动员收到教练员呼叫后进行动作响应，运动员采集终端设备实时采集运动员臂部动作信息并通过无线传输至教练员分析终端或服务器；

③、教练员分析终端对接收设备识别包信息进行计算处理，并对运动员采集终端设备和运动员姓名进行识别、配对确认及设备信息导入；

④、按照步骤①、②、③顺序，逐个对其它所有运动员信息与运动员采集终端设备信息进行识别、配对确认。

步骤1中，所述教练员点名，在点名前由教练员与运动员通过语言沟通，确认运动员采集终端设备已按照运动员采集终端安装说明固定在运动员手臂上并处于工作状态；

如图3所示，所述教练员分析终端，内置有嵌入式应用软件，该软件包括点名输入模块、信息显示模块、数据处理模块、数据管理模块、通信管理模块；

所述点名输入模块，用于教练员通过教练员分析终端软件界面进行按钮点名输入，接收运动员采集终端设备识别包信息显示、设备配对连接确认；

所述信息显示模块，以数值、图形方式实时显示运动员采集终端传输的动作姿态信息、心率信息；

所述数据处理模块，用于对接收的多个运动员采集终端传输的设备识别包信息进行解析处理，并发送至点名输入模块；

所述数据管理模块，用于运动员信息添加录入、修改或删除，运动员运动训练过程中运动姿态信息、心率信息的存储管理；

所述通信管理模块，用于对连接运动员采集终端通信状态进行管理。

步骤1中，所述运动员信息，在设备使用前，由信息录入人员通过教练员分析终端对运动员信息进行录入并通过移动4G网将录入信息上传到服务器；当教练员需要查看取运动员信息时，通过教练员分析终端向服务器发送获取运动员信息指令，然后通过移动4G网从服务器下载运动员信息；

所述教练员分析终端点名，由教练员在教练员分析终端上通过软件界面选择运动员姓名按钮或编号按钮进行点名输入，点名输入后软件处于等待接收运动员采集终端发送的设备识别包信息状态；所述教练员分析终端，在等待接收运动员采集终端设备识别包信息期间，由教练员呼叫运动员姓名。

步骤2中，所述运动员，手臂上配带有运动员采集终端设备；所述运动员动作响应，在运动员收到教练员呼叫声音后，运动员将手臂从下垂状态变换为举起状态；

所述运动员采集终端设备，在运动员点名前与教练员分析终端建立无线通信连接；

所述运动员采集终端设备，在运动员点名过程中，实时采集运动员臂部动作过程中姿态方向信息，并根据采集臂部动作姿态方向信息计算判断运动员手臂是否举起；所述运动员采集终端设备设备识别包信息发送，当运动员采集终端微处理器收到9轴传感器传输臂部姿态方向信息发生反向变化时，判断为运动员手臂举起并输出运动员采集终端设备识别包信息，然后通过内置无线通信模块发送教练员分析终端或服务器。

步骤3中，所述教练员分析终端设备识别包信息接收，当运动员采集终端无线通信模块采用ble无线蓝牙模块、zigbee通信模块、wifi无线通信模块时，运动员采集终端输出设备识别包信息通过无线传输至教练员分析终端；当运动员采集终端无线通信模块采用移动4G通信模块时，运动采集终端输出信息通过移动4G通信模块传输至服务器，由服务器转发至教练员分析终端；

所述教练员分析终端接收设备识别包信息处理，在教练员分析终端点名输入后设定等待时间周期内，当收到运动员采集终端传输的设备识别包信息后，由教练员分析终端内部数据处理模块对接收信息进行解析，然后传输至点名输入模块进行设备信息显示；

所述教练员分析终端对运动员采集终端设备和运动员姓名进行识别、配对确认，在点名输入模块显示设备信息后，由教练员呼叫设备ID号，运动员收到教练员呼叫本人所带设备ID号后进行回应，教练员收到运动员的回应后确认运动员所带设备ID号，然后由教练员在教练员分析终端上对运动员信息和运动员采集终端发送设备信息进行识别、配对连接确认；

所述教练员分析终端设备信息导入，将配对后运动员信息和运动员采集终端设备识别包信息传输至教练员分析终端数据管理模块，经数据管理模块存储数据通过移动4G网实时上传至服务器。

如图4所示，由教练员通过分析终端进行点名输入并呼叫运动员姓名，运动员收到教练员呼叫后进行动作响应，运动员采集终端设备实时采集运动员臂部动作方向信息，经计算处理判断设备方向发生反向变化后输出设备识别包信息，然后通过无线通信模块将设备识别包信息传输至教练员分析终端或服务器；教练员分析终端收到运动员采集终端动作时设备识别包信息进行解析，经教练员确认运动员所带设备ID号后，通过教练员分析终端进行识别、设备配对、设备信息导入后将信息通过移动4G网发送至服务器；然后按照以上顺序，逐个对其它所有运动员信息与运动员采集终端设备信息识别、配对及设备信息导入。

本发明采用传感器技术、无线传输技术、数据分析识别技术等，能够对运动员手臂状态信息进行实时采集及无线实时传输。

本发明能够对运动员信息与设备采集信息实现快速识别、配对及设备信息自动导入，减少教练员或信息维护人员的信息输入工作量。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理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 (3)

1.一种多设备共存点名识别配对方法，其特征在于，它包含如下步骤：

①、由教练员通过教练员分析终端选择运动员信息进行点名输入，并呼叫运动员姓名；

②、运动员收到教练员呼叫后进行动作响应，运动员采集终端设备实时采集运动员臂部动作信息并通过无线传输至教练员分析终端或服务器；

③、教练员分析终端对接收设备识别包信息进行计算处理，并对运动员采集终端设备和运动员姓名进行识别、配对确认及设备信息导入；

④、按照步骤①、②、③顺序，逐个对其它所有运动员信息与运动员采集终端设备信息进行识别、配对确认；

步骤1中，所述教练员点名，在点名前由教练员与运动员通过语言沟通，确认运动员采集终端设备已按照运动员采集终端安装说明固定在运动员手臂上并处于工作状态；

所述教练员分析终端，内置有嵌入式应用软件，该软件包括点名输入模块、信息显示模块、数据处理模块、数据管理模块、通信管理模块；

所述点名输入模块，用于教练员通过教练员分析终端软件界面进行按钮点名输入，接收运动员采集终端设备识别包信息显示、设备配对连接确认；

所述信息显示模块，以数值、图形方式实时显示运动员采集终端传输的动作姿态信息、心率信息；

所述数据处理模块，用于对接收的多个运动员采集终端传输的设备识别包信息进行解析处理，并发送至点名输入模块；

所述数据管理模块，用于运动员信息添加录入、修改或删除，运动员运动训练过程中运动姿态信息、心率信息的存储管理；

所述通信管理模块，用于对连接运动员采集终端通信状态进行管理；

步骤1中，所述运动员信息，在设备使用前，由信息录入人员通过教练员分析终端对运动员信息进行录入并通过移动4G网将录入信息上传到服务器；当教练员需要查看取运动员信息时，通过教练员分析终端向服务器发送获取运动员信息指令，然后通过移动4G网从服务器下载运动员信息；

所述教练员分析终端点名，由教练员在教练员分析终端上通过软件界面选择运动员姓名按钮或编号按钮进行点名输入，点名输入后软件处于等待接收运动员采集终端发送的设备识别包信息状态；所述教练员分析终端，在等待接收运动员采集终端设备识别包信息期间，由教练员呼叫运动员姓名；

步骤2中，所述运动员，手臂上配带有运动员采集终端设备；所述运动员动作响应，在运动员收到教练员呼叫声音后，运动员将手臂从下垂状态变换为举起状态；

所述运动员采集终端设备，在运动员点名前与教练员分析终端建立无线通信连接；

所述运动员采集终端设备，在运动员点名过程中，实时采集运动员臂部动作过程中姿态方向信息，并根据采集臂部动作姿态方向信息计算判断运动员手臂是否举起；所述运动员采集终端设备设备识别包信息发送，当运动员采集终端微处理器收到9轴传感器传输臂部姿态方向信息发生反向变化时，判断为运动员手臂举起并输出运动员采集终端设备识别包信息，然后通过内置无线通信模块发送教练员分析终端或服务器；

步骤3中，所述教练员分析终端设备识别包信息接收，当运动员采集终端无线通信模块采用ble无线蓝牙模块、zigbee通信模块、wifi无线通信模块时，运动员采集终端输出设备识别包信息通过无线传输至教练员分析终端；当运动员采集终端无线通信模块采用移动4G通信模块时，运动采集终端输出信息通过移动4G通信模块传输至服务器，由服务器转发至教练员分析终端；

所述教练员分析终端接收设备识别包信息处理，在教练员分析终端点名输入后设定等待时间周期内，当收到运动员采集终端传输的设备识别包信息后，由教练员分析终端内部数据处理模块对接收信息进行解析，然后传输至点名输入模块进行设备信息显示；

所述教练员分析终端对运动员采集终端设备和运动员姓名进行识别、配对确认，在点名输入模块显示设备信息后，由教练员呼叫设备ID号，运动员收到教练员呼叫本人所带设备ID号后进行回应，教练员收到运动员的回应后确认运动员所带设备ID号，然后由教练员在分析终端上对运动员信息和运动员采集终端发送设备信息进行识别、配对连接确认；

所述教练员分析终端设备信息导入，将配对后运动员信息和运动员采集终端设备识别包信息传输至教练员分析终端数据管理模块，经数据管理模块存储数据通过移动4G网实时上传至服务器。

2.一种多设备共存点名识别配对系统，用于执行权利要求1所述的方法，其特征在于，它包括服务器、教练员分析终端、运动员采集终端；所述服务器与教练员分析终端通过移动4G网进行通信连接；所述运动员采集终端，采用移动4G通信模块时，运动员采集终端与服务器进行通信连接；所述运动员采集终端采用短距离无线通信模块时，运动员采集终端与教练员分析终端进行通信连接；

所述服务器，用于运动员训练信息、设备信息的数据管理、分析；

所述教练员分析终端，采用平板电脑或智能手机，用于运动员呼叫、运动员训练信息显示、运动员设备识别及配对、运动员基础信息录入管理；

所述运动员采集终端，由多台运动员采集终端组成，用于采集运动员臂部动作时运动姿态信息，经处理后通过无线将设备识别包信息传输至教练员分析终端或服务器；所述设备识别包信息，包括设备MAC地址、设备名、设备ID号。

3.根据权利要求2中所述一种多设备共存点名识别配对系统，其特征是：所述运动员采集终端，安装在运动员人体臂部；所述运动员采集终端，内置有9轴传感器、微处理器、心率传感器、无线通信模块、电源模块；

所述9轴传感器、微处理器、心率传感器、无线通讯模块，设计在同一块PCB线路板上，通过PCB线路板进行电连接；

所述微处理器，采用低功耗芯片，用于对采集运动姿态信息进行处理，并输出设备识别包信息；

所述心率传感器，用于采集运动员心率信息；

所述无线通信模块，采用超低功耗无线通信模块，可以根据不同应用环境配置为不同类型无线通信模块，包括ble无线蓝牙模块、zigbee通信模块、wifi无线通信模块、移动4G通信模块；所述无线通信模块采用ble无线蓝牙模块、zigbee通信模块、wifi无线通信模块时，运动采集终端输出信息通过无线传输至教练员分析终端；所述无线通信模块采用移动4G通信模块时，运动采集终端输出信息通过移动4G通信模块传输至服务器；

所述电源模块，用于运动员采集终端各模块电能提供。

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