CN109091849A - 乒乓球自助智能计分系统 - Google Patents

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张涛
王英志
付海峰
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Abstract

本发明涉及一种乒乓球自助智能计分系统，该系统的采集及显示子系统包括采集装置和与采集装置无线连接的显示装置；采集装置包括第一控制器、第一无线传输模块、红外线收发模块A和红外线收发模块B，且第一无线传输模块、红外线收发模块A和红外线收发模块B分别与第一控制器连接；显示装置包括第二控制器、显示模块和第二无线传输模块，显示模块和第二无线传输模块分别与第二控制器连接，且第二控制器通过第二无线传输模块和第一无线传输模块与第一控制器通信。本发明所提出的乒乓球自助智能计分系统可用于对乒乓球比赛结果的实时显示与统计，当进球时，参赛者或者裁判只需用手在采集装置附近遮挡一下，便可实现自动计分。

Description

乒乓球自助智能计分系统
技术领域
本发明涉及健身器材技术领域，特别是涉及一种乒乓球自助智能计分系统。
背景技术
乒乓球是国际公认的体育项目，其基本的比赛规则为：双方参赛者分别立于球桌两侧，比赛前由抽签等方式决定首轮发球方，接着双方轮流发球让对方回接。打球过程中，若有一方未能将球击回对方桌面，则视为失球，对方得一分。比赛一般采用七局四胜，每局11分每球得分制，先得到11分的一方获胜。若双方比分为10：10，需某一方超过对手2分才算取胜。
目前乒乓球的比赛计分都是由裁判凭肉眼观察，再将结果加以记录显示。但该方法需人力较多，而且仅凭人为判断有失公正性，特别是在平常的业余练习中，经常会缺少裁判裁决，仅凭参赛者自行打分记录，既分神又容易引起主观判断受争议的不良情况，十分不便。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中存在的问题，提供一种乒乓球自助智能计分系统。
为解决上述问题，本发明采取如下的技术方案：
一种乒乓球自助智能计分系统，包括两套相同的采集及显示子系统，所述采集及显示子系统包括采集装置和与所述采集装置无线连接的显示装置；
所述采集装置包括第一控制器和第一无线传输模块，还包括用于检测遮挡物运动方向的红外线收发模块A和红外线收发模块B，且所述第一无线传输模块、所述红外线收发模块A和所述红外线收发模块B分别与所述第一控制器连接；
所述显示装置包括第二控制器、显示模块和第二无线传输模块，所述显示模块和所述第二无线传输模块分别与所述第二控制器连接，且所述第二控制器通过所述第二无线传输模块和所述第一无线传输模块与所述第一控制器通信；
当所述遮挡物的运动方向为从所述红外线收发模块A至所述红外线收发模块B时，所述红外线收发模块A和所述红外线收发模块B依次向所述第一控制器发送加分信号，所述第一控制器将所述加分信号发送至所述第二控制器，所述第二控制器根据所述加分信号驱动所述显示模块，以使所述显示模块做加一分显示；当所述遮挡物的运动方向为从所述红外线收发模块B至所述红外线收发模块A时，所述红外线收发模块B和所述红外线收发模块A依次向所述第一控制器发送减分信号，所述第一控制器将所述减分信号发送至所述第二控制器，所述第二控制器驱动所述显示模块，以使所述显示模块做减一分显示。
本发明所提出的乒乓球自助智能计分系统可用于对乒乓球比赛结果的实时显示与统计，当进球时，参赛者或者裁判只需用手在采集装置附近遮挡一下，便可实现自动计分。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)该计分系统不仅具有自动加分功能，还可以在不小心误加分数时，通过反向操作及时减分归位，使得比赛计分更加便捷、准确；
(2)采集装置与显示装置之间采用无线传输的方式，避免了用导线相连时，有时需过长布线带来的资源浪费和被线绊倒或阻碍的风险；
(3)通过这一计分系统的自动计分功能，可以使参赛者不必分神数着进球数，注意力完全投入到运动当中，极大的提高运运动效率，也使裁判等工作人员便捷记录比分，和观看比赛的大众能实时了解战况，便利了大众。
附图说明
图1为本发明乒乓球自助智能计分系统的使用状态图；
图2为本发明乒乓球自助智能计分系统的结构示意图；
图3为本发明乒乓球自助智能计分系统中第一控制器的结构示意图；
图4为本发明乒乓球自助智能计分系统中第二控制器的结构示意图；
图5为本发明乒乓球自助智能计分系统中显示模块的结构示意图；
图6为本发明乒乓球自助智能计分系统中红外线收发模块A和红外线收发模块B检测遮挡物的示意图；
图7为本发明乒乓球自助智能计分系统的工作流程图。
具体实施方式
本发明所提出的乒乓球自助智能计分系统包括两套结构完全相同的采集及显示子系统，两套采集及显示子系统可以分置于乒乓球台5的两侧，如图1所示，从而方便参赛者在平时的训练或者比赛过程中进行自助式计分。在正式比赛时，两套采集及显示子系统可均交由裁判手中，由裁判进行计分。当参赛的某一方进球时，参赛者或者裁判只需用手或者其他不透明物体在采集及显示子系统中的采集装置的上方遮挡一下，便可以实现对应进球方的自动加分，并且在不小心误操作加分时可通过反向操作及时减分归位，使得比赛计分更加便捷、准确，同时，该系统可以一并显示本场比赛结果和整场比赛情况，十分便捷。下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
在其中一个实施例中，如图1所示，一种乒乓球自助智能计分系统，包括两套相同的采集及显示子系统，每一采集及显示子系统均包括采集装置1和显示装置2，并且采集装置1与显示装置2之间无线连接。采集及显示子系统主要由采集装置1和显示装置2两个部分组成，采集装置1和显示装置2中均含有控制器，控制器中包括单片机和其相应的控制电路，以及开关电路等；两个单片机之间靠无线传输模块相连。本实施例中两套采集及显示子系统可以分立设置在乒乓球台5的两侧，也可以同时设置在乒乓球台5的同侧，同时本实施例不对两套采集及显示子系统中的采集装置1和显示装置2相对于乒乓球台5的位置进行限定，本领域技术人员可根据实际需要适当调整采集装置1和显示装置2相对于乒乓球台5的位置。
具体地，在本实施例中，如图2所示，采集装置1除包括第一控制器1-1和第一无线传输模块1-2之外，还包括红外线收发模块A 1-3和红外线收发模块B 1-4，红外线收发模块A 1-3和红外线收发模块B 1-4用于检测遮挡物3的运动方向，并且第一无线传输模块1-2、红外线收发模块A 1-3和红外线收发模块B 1-4分别与第一控制器1-1连接。
进一步地，本实施例中的第一控制器1-1包括第一单片机1-1-1、晶振电路1-1-2、模式设置电路1-1-3、复位电路1-1-4、下载电路1-1-5、第一滤波电路1-1-6、第一开关电路1-1-7、第一低压差稳压电路A 1-1-8、第一低压差稳压电路B 1-1-9和第一电源电路1-1-10，并且晶振电路1-1-2、模式设置电路1-1-3、复位电路1-1-4、下载电路1-1-5、第一滤波电路1-1-6、第一开关电路1-1-7、第一低压差稳压电路A 1-1-8、第一低压差稳压电路B 1-1-9和第一电源电路1-1-10分别与第一单片机1-1-1连接，其中，晶振电路1-1-2用于为第一单片机1-1-1提供时钟；模式设置电路1-1-3用于设置第一单片机1-1-1程序启动模式；复位电路1-1-4用于复位第一单片机1-1-1；下载电路1-1-5用于为第一单片机1-1-1下载控制程序；供电电源经第一电源电路1-1-10、第一开关电路1-1-7供给第一低压差稳压电路A 1-1-8，第一低压差稳压电路A 1-1-8将电压从12V降到5V，再由第一低压差稳压电路B 1-1-9将电压从5V降到3.3V，再由第一滤波电路1-1-6整形后为整个控制器系统提供所需的稳定的电源。在比赛结束后统计显示装置2处的得分情况时，可通过第一开关电路1-1-7关闭采集装置1，从而避免上电后采集装置1一直处于工作状态，节约电能。优选地，本实施方式中的第一单片机1-1-1采用STM32系列单片机。
如图2所示，显示装置2包括第二控制器2-1、显示模块2-2和第二无线传输模块2-3，显示模块2-2和第二无线传输模块2-3分别与第二控制器2-1连接，并且第二控制器2-1通过第二无线传输模块2-3和第一无线传输模块1-2与第一控制器1-1通信。
进一步地，本实施例中的第二控制器2-1包括第二单片机2-1-1、第二滤波电路2-1-2、第二开关电路2-1-3、第二低压差稳压电路2-1-4和第二电源电路2-1-5，并且第二滤波电路2-1-2、第二开关电路2-1-3、第二低压差稳压电路2-1-4和第二电源电路2-1-5分别与第二单片机2-1-1连接。供电电源经第二电源电路2-1-5、第二开关电路2-1-3供给第二低压差稳压电路2-1-4，再由第二滤波电路2-1-2整形后为整个控制器系统提供所需的稳定的电源。通过第二开关电路2-1-3可随时根据需要关闭显示装置2，从而避免上电后显示装置2一直处于工作状态，节约电能。优选地，第二单片机2-1-1为STC系列单片机。
红外线收发模块A 1-3和红外线收发模块B 1-4彼此间有一定距离，当遮挡物3的运动方向为从红外线收发模块A 1-3至红外线收发模块B 1-4时，红外线收发模块A 1-3和红外线收发模块B 1-4向第一控制器1-1发送加分信号，第一控制器1-1将加分信号发送至第二控制器2-1，第二控制器2-1根据加分信号通过显示驱动器驱动显示模块2-2，以使显示模块2-2做加一分显示；当遮挡物3的运动方向为从红外线收发模块B 1-4至红外线收发模块A 1-3时，红外线收发模块B 1-4和红外线收发模块A 1-3依次向第一控制器1-1发送减分信号，第一控制器1-1将减分信号发送至第二控制器2-1，第二控制器2-1通过显示驱动器驱动显示模块2-2，以使显示模块2-2做减一分显示。
乒乓球自助智能计分系统上电后，打开开关，不使用时显示装置2无任何变化，当采集装置1因被遮挡而接收到信号时，显示装置2发生变化，开始计分，并可以根据被遮挡时，采集装置1中接收到信号的先后顺序来自动加分或减分。显示装置2除了显示每一局比赛中选手对打得分情况外，还可以显示整场比赛的实时得分情况。
本实施例所提出的乒乓球自助智能计分系统具备两个红外线收发模块，当两个红外线收发模块因受到遮挡而接收到红外反射光时，会控制显示装置自动计分，由两个红外线收发模块接收光的先后顺序而将分数相应地加1或减1，表示进球或误按退分，进而对于比赛情况给予实时监测及记录，显示当前得分结果和整体的比赛结果。通过自动计分，可以使参赛人员或裁判不必费神记录进球数或翻记分牌，注意力完全投入到比赛当中，提高参赛人员的比赛效率。同时，采集装置与显示装置之间采用无线传输的方式，避免了用导线相连时，有时需过长布线带来的资源浪费和被线绊倒或阻碍的风险。
为进一步降低乒乓球自助智能计分系统的成本，简化结构，显示装置2中的显示模块2-2可采用数码管显示模块。更进一步地，如图5所示，数码管显示模块2-2包括第一数码管显示子模块2-2-1和第二数码管显示子模块2-2-2，第一数码管显示子模块2-2-1位于第二数码管显示子模块2-2-2的上方，第一数码管显示子模块2-2-1由两个数码管组成，第二数码管显示子模块2-2-2由四个数码管组成，其中第一数码管显示子模块2-2-1用于显示整场比赛比分情况，第二数码管显示子模块2-2-2则用于显示每局比赛比分情况。
作为一种具体的实施方式，如图6所示，红外线收发模块A 1-3包括红外线发射器A1-3-1和红外线接收器A 1-3-2，红外线收发模块B 1-4包括红外线发射器B 1-4-1和红外线接收器B 1-4-2，其中红外线发射器A 1-3-1、红外线接收器A 1-3-2、红外线发射器B 1-4-1和红外线接收器B 1-4-2可以位于同一基板4上，红外线发射器A 1-3-1与红外线发射器B1-4-1共线，红外线接收器A 1-3-2与红外线接收器B 1-4-2共线。红外线发射器A 1-3-1和红外线发射器B 1-4-1均发射向上的红外光，当遮挡物3遮挡红外线发射器A 1-3-1上方附近时，红外光将被反射至对应的红外线接收器A 1-3-2上，如图6中遮挡物3的位置1所示；当遮挡物3遮挡红外线发射器B 1-4-1上方附近时，红外光将被反射至对应的红外线接收器B1-4-2上，如图6中遮挡物3的位置2所示。
下面结合图7对本实施方式进行详细说明。系统上电，开始启动后，第一控制器1-1中的第一单片机1-1-1(如STM32系列单片机)给红外线发射器A 1-3-1和红外线发射器B 1-4-1分别输入一方波信号，让二极管导通发光，当采集装置1上方附近没有遮挡物3时，红外线发射器A 1-3-1和红外线发射器B 1-4-1发出的红外光径直朝着某一方向射出，红外线接收器A 1-3-2和红外线接收器B 1-4-2接收不到红外光，此时采集装置1无法采集数据；而当有遮挡物3出现在红外线发射器A 1-3-1上方附近时，红外线发射器A 1-3-1发射出来的红外光一部分被遮挡物3反射到红外线接收器A 1-3-2处，此时红外线接收器A 1-3-2处会产生微小的反相电流，经三极管和SGM8051运算放大器放大电路两级放大后，再经A/D转换为数字电路到第一单片机1-1-1中，完成对信号的采集，再经第一无线传输模块1-2将信号发送给显示装置2；类似地，当有遮挡物3出现在红外线发射器B 1-4-1上方附近时，红外线发射器B 1-4-1发射出来的红外光一部分被遮挡物3反射到红外线接收器B 1-4-2处，此时红外线接收器B 1-4-2处会产生微小的反相电流，经三极管和SGM8051运算放大器放大电路两级放大后，再经A/D转换为数字电路到第一单片机1-1-1中，完成对信号的采集，再经第一无线传输模块1-2将信号发送给显示装置2。
根据红外线接收器A 1-3-2和红外线接收器B 1-4-2的接收时间顺序，判断接收时是否由红外线接收器A 1-3-2到红外线接收器B 1-4-2，即判断遮挡物3的运动方向是否由红外线收发模块A 1-3到红外线收发模块B 1-4，若是，则经过产生反相电流、两级放大、A/D转换后，通过无线传输方式将加分信号发送给第二控制器2-1，第二控制器2-1根据加分信号驱动显示装置2中的显示模块2-2做加一分显示；若否，则经过产生反相电流、两级放大、A/D转换后，通过无线传输方式将减分信号发送给第二控制器2-1，第二控制器2-1根据减分信号驱动显示装置2中的显示模块2-2做减一分显示。当一场比赛结束后，会根据比赛结果自动计算胜负情况，再在整场比赛的数码管屏上做加1显示。通过乒乓球自主智能计分系统的自动计分功能，可以使参赛者不必分神数着进球数，注意力完全投入到运动当中，极大的提高运运动效率，也使裁判等工作人员便捷记录比分，和观看比赛的大众能实时了解战况，便利了大众。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种乒乓球自助智能计分系统，其特征在于，包括两套相同的采集及显示子系统，所述采集及显示子系统包括采集装置(1)和与所述采集装置(1)无线连接的显示装置(2)；
所述采集装置(1)包括第一控制器(1-1)和第一无线传输模块(1-2)，还包括用于检测遮挡物(3)运动方向的红外线收发模块A(1-3)和红外线收发模块B(1-4)，且所述第一无线传输模块(1-2)、所述红外线收发模块A(1-3)和所述红外线收发模块B(1-4)分别与所述第一控制器(1-1)连接；
所述显示装置(2)包括第二控制器(2-1)、显示模块(2-2)和第二无线传输模块(2-3)，所述显示模块(2-2)和所述第二无线传输模块(2-3)分别与所述第二控制器(2-1)连接，且所述第二控制器(2-1)通过所述第二无线传输模块(2-3)和所述第一无线传输模块(1-2)与所述第一控制器(1-1)通信；
当所述遮挡物(3)的运动方向为从所述红外线收发模块A(1-3)至所述红外线收发模块B(1-4)时，所述红外线收发模块A(1-3)和所述红外线收发模块B(1-4)依次向所述第一控制器(1-1)发送加分信号，所述第一控制器(1-1)将所述加分信号发送至所述第二控制器(2-1)，所述第二控制器(2-1)根据所述加分信号驱动所述显示模块(2-2)，以使所述显示模块(2-2)做加一分显示；当所述遮挡物(3)的运动方向为从所述红外线收发模块B(1-4)至所述红外线收发模块A(1-3)时，所述红外线收发模块B(1-4)和所述红外线收发模块A(1-3)依次向第一控制器(1-1)发送减分信号，所述第一控制器(1-1)将所述减分信号发送至所述第二控制器(2-1)，所述第二控制器(2-1)驱动所述显示模块(2-2)，以使所述显示模块(2-2)做减一分显示。
2.根据权利要求1所述的乒乓球自助智能计分系统，其特征在于，所述第一控制器(1-1)包括第一单片机(1-1-1)、晶振电路(1-1-2)、模式设置电路(1-1-3)、复位电路(1-1-4)、下载电路(1-1-5)、第一滤波电路(1-1-6)、第一开关电路(1-1-7)、第一低压差稳压电路A(1-1-8)、第一低压差稳压电路B(1-1-9)和第一电源电路(1-1-10)；
所述晶振电路(1-1-2)、所述模式设置电路(1-1-3)、所述复位电路(1-1-4)、所述下载电路(1-1-5)、所述第一滤波电路(1-1-6)、所述第一开关电路(1-1-7)、所述第一低压差稳压电路A(1-1-8)、第一低压差稳压电路B(1-1-9)和所述第一电源电路(1-1-10)分别与所述第一单片机(1-1-1)连接。
3.根据权利要求2所述的乒乓球自助智能计分系统，其特征在于，
所述第一单片机(1-1-1)为STM32系列单片机。
4.根据权利要求1或2所述的乒乓球自助智能计分系统，其特征在于，所述第二控制器(2-1)包括第二单片机(2-1-1)、第二滤波电路(2-1-2)、第二开关电路(2-1-3)、第二低压差稳压电路(2-1-4)和第二电源电路(2-1-5)；
所述第二滤波电路(2-1-2)、所述第二开关电路(2-1-3)、所述第二低压差稳压电路(2-1-4)和所述第二电源电路(2-1-5)分别与所述第二单片机(2-1-1)连接。
5.根据权利要求4所述的乒乓球自助智能计分系统，其特征在于，
所述第二单片机(2-1-1)为STC系列单片机。
6.根据权利要求1或2所述的乒乓球自助智能计分系统，其特征在于，
所述显示模块(2-2)为数码管显示模块。
7.根据权利要求6所述的乒乓球自助智能计分系统，其特征在于，
所述数码管显示模块包括用于显示整场比赛比分情况的第一数码管显示子模块(2-2-1)和用于显示每局比赛比分情况的第二数码管显示子模块(2-2-2)。
8.根据权利要求1或2所述的乒乓球自助智能计分系统，其特征在于，
所述红外线收发模块A(1-3)包括红外线发射器A(1-3-1)和接收所述遮挡物(3)反射所述红外线发射器A(1-3-1)发射的红外光的红外线接收器A(1-3-2)；
所述红外线收发模块B(1-4)包括红外线发射器B(1-4-1)和接收所述遮挡物(3)反射所述红外线发射器B(1-4-1)发射的红外光的红外线接收器B(1-4-2)。
9.根据权利要求8所述的乒乓球自助智能计分系统，其特征在于，
所述红外线发射器A(1-3-1)、所述红外线接收器A(1-3-2)、所述红外线发射器B(1-4-1)和所述红外线接收器B(1-4-2)位于同一基板(4)上，且所述红外线发射器A(1-3-1)与所述红外线发射器B(1-4-1)共线，所述红外线接收器A(1-3-2)与所述红外线接收器B(1-4-2)共线。
10.根据权利要求1或2所述的乒乓球自助智能计分系统，其特征在于，
两套所述采集及显示子系统分立设置在乒乓球台(5)的两侧。
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