CN109350951A - 基于ZigBee技术的智能体育场馆系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee技术的智能体育场馆系统。包括感知层、传输层、应用层；所述的感知层是对运动员的运动数据进行采集，即压力的变化情况、压力最后的结束时间、地感线圈的磁场变化情况等；传输层是通过ZigBee网络，将感知层采集的数据无线传输到协调器节点；应用层通过串口将协调器汇聚的各个传感器节点的信息传输到上位机，完成数据的显示和储存，并对采集的数据进行分析和处理，将其与计时器记录的发令时间、计时器记录的压力结束时间进行对比和判断；在发令时间以前没有压力即为抢跑，在同时和发令时间以后就是正常情况。本发明大大降低人工判罚失误的发生率和重跑等现象，提高比赛的进度和公平性，安全可靠性高。

Description

基于ZigBee技术的智能体育场馆系统
技术领域
本发明涉及的是ZigBee无线传输技术领域，具体涉及一种基于ZigBee技术的智能体育场馆系统。
背景技术
随着信息化进程的不断扩展，体育事业从事者对信息资源有了新的认识，但体育基础建设薄弱，体育资源贫瘠，体育信息政策落后等限制了智能化体育的发展，从而导致体育馆的发展相对落后。一些老旧的体育馆主要有两方面问题：一、对于体育馆检票，人员疏导，赛事转播的挑战性都在进一步加剧。二、对于田径抢跑和裁判的虚假处罚极大地影响着运动赛事的公平公正。
传统的体育场馆，比赛的裁判都是人工完成的，存在许多的弊端，例如在100米比赛中，一人抢跑，全员重跑，严重影响了运动员的正常发挥。裁判员吹假哨等不公平性也屡止不尽。基于物联网技术的智能体育场馆系统能大大降低人工判罚失误的发生率和重跑等现象，提高比赛的进度和公平性，安全可靠性高。
综上所述，本发明设计了一种基于ZigBee技术的智能体育场馆系统。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种基于ZigBee技术的智能体育场馆系统，ZigBee技术抗干扰能力强、传输可靠性高，有利于系统运行的稳定和数据传输的可靠性，而且价格低廉，有利于场馆的改造及后期维护；系统采用JCJ800D压力传感器、地感线圈等传感器能对运动员的运动轨迹和起跑时间进行准确的记录，及时发现抢跑以及及时记录所在跑道等情况。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：基于ZigBee技术的智能体育场馆系统，包括感知层、传输层、应用层；所述的感知层是对运动员的运动数据进行采集，即压力的变化情况、压力最后的结束时间、地感线圈的磁场变化情况等；传输层是通过ZigBee网络，将感知层采集的数据无线传输到协调器节点；应用层通过串口将协调器汇聚的各个传感器节点的信息传输到上位机，完成数据的显示和储存，并对采集的数据进行分析和处理，将其与计时器记录的发令时间、计时器记录的压力结束时间进行对比和判断；在发令时间以前没有压力即为抢跑，在同时和发令时间以后就是正常情况。
所述的地感线圈埋在跑道线下方，如果运动员跑到其他道去了就会有磁场变化，结合现在场馆已有的高速摄像机进行拍照取证。并在终端进行显示。这样，系统就可以实现赛事的违规报警，
所述的传感器采用JCJ800D压力传感器，JCJ800D压力传感器通过信号转换电路与单片机CC2530控制连接，单片机CC2530还与调零按钮、显示模块、通讯接口和电流控制电路相连，电流控制电路进行信号输出。
所述的压力传感器安装起跑器踏板上面，对于运动员的踩踏的压力进行检测，然后收集压力变化数据，在系统发出起跑指令以前，压力传感器的压力重有到没有即视为抢跑。
所述的压力传感器的工作流程：首先对压力传感器进行初始化，然后打开计时器，计时器分为两个，一个记录发令的时间，一个记录压力结束的时间，运动员在发令时间以前起跑，压力传感器就没有压力，计时器就会记录下来时间，和发令时间进行对比，在发令时间以前就是抢跑。压力结束的时间和发令时间相同就是正常情况。
所述的地感线圈敷设在跑道下方，开启地感线圈，如果运动员踩到地感线圈上了即跨过地感线圈就会引起磁场变化。现有得高速摄像机就会对变化的地点进行取证，系统中会出现报警。
本发明的有益效果：基于物联网技术的智能体育场馆系统能大大降低人工判罚失误的发生率和重跑等现象，提高比赛的进度和公平性，安全可靠性高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的系统框架图；
图2为本发明的压力传感器结构图；
图3为本发明的压力传感器工作流程图；
图4为本发明的地感线圈工作流程图；
图5为本发明的登录界面图；
图6为本发明的显示界面图，
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1-图6，本具体实施方式采用以下技术方案：基于ZigBee技术的智能体育场馆系统，采用CC2530作为核心控制芯片，以JCJ800D压力传感器为传感器，组成一个小型ZigBee网络，该网络分为三层，分别为感知层、传输层、应用层；感知层就是对运动员的运动数据进行采集，即压力的变化情况、压力最后的结束时间、地感线圈的磁场变化情况等。传输层是通过ZigBee网络，将感知层采集的数据无线传输到协调器节点。应用层通过串口将协调器汇聚的各个传感器节点的信息传输到上位机，完成数据的显示和储存，并对采集的数据进行分析和处理，将其与计时器记录的发令时间、计时器记录的压力结束时间进行对比和判断。在发令时间以前没有压力即为抢跑，在同时和发令时间以后就是正常情况。地感线圈埋在跑道线下方，如果运动员跑到其他道去了就会有磁场变化，结合现在场馆已有的高速摄像机进行拍照取证。并在终端进行显示。这样，系统就可以实现赛事的违规报警，其框架如图1所示。
压力传感器主要安装于起跑器踏板上面，对于运动员的踩踏的压力进行检测，然后收集压力变化数据，在系统发出起跑指令以前，压力传感器的压力重有到没有即视为抢跑。因为运动员起跑压力变化比较快，就0.0几秒的时间变化，从而对传感器的灵敏度要求相当高，还有防水性能等都有一定的要求，因此，选择JCJ800D压力传感器。压力传感器采集压力大小及变化情况，在通过信号转换电路，转换成电信号，在传输到处理器，再由处理器发送接收需要的信号。处理器发送电信号到控制电路，在信号输出。其结构图如图2所示。
首先对压力传感器进行初始化，然后打开计时器，计时器分为两个，一个记录发令的时间，一个记录压力结束的时间，运动员在发令时间以前起跑，压力传感器就没有压力，计时器就会记录下来时间，和发令时间进行对比，在发令时间以前就是抢跑。压力结束的时间和发令时间相同就是正常情况。其压力传感器工作流程如图3所示。
地感线圈敷设在跑道下方，开启地感线圈，如果运动员踩到地感线圈上了即跨过地感线圈就会引起磁场变化。现有得高速摄像机就会对变化的地点进行取证，系统中会出现报警。其地感线圈工作流程如图4所示。
本具体实施方式利用SerialPort控件的查询方式和事件方式实现简单的串口通信。设置好串口通信的波特率和数据位，波特率是衡量串口传输速率的参数，信号被调制后在单位时间内的变化；数据位是衡量通信中实际数据位的参数。启动协调器，通过USB借口与电脑相连接，打开客户端，选择赛事仲裁系统界面，在本系统中，协调器是与电脑串口连接，打开协调器程序，设置好协调器中的相应参数，设置的波特率为38400，数据位为8，停止位为1。
首先打开赛事仲裁系统界面图，可以注册登录，在通过JCJ800D压力传感器读取串口的数据，就可以读取到所采集到的踏板压力数据，在和发令时间进行对比，实现判断运动员是否抢跑的功能。系统登录界面如图5所示，系统显示界面如图6所示。
本具体实施方式选取以CC2530作为核心控制芯片，选取JCJ800D压力传感器。本系统主要功能是控制协调器节点完成数据接收与发送，控制传感器节点进行数据采集，接收主机控制信号，完成数据接受和发送。该赛事仲裁系统成本低，工作稳定。相对传统的人工裁判来说，此无线赛事仲裁系统摆脱了人工裁判由于工作不认真，发现不及时，赛后没证据等缺点。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.基于ZigBee技术的智能体育场馆系统，其特征在于，包括感知层、传输层、应用层；所述的感知层是对运动员的运动数据进行采集，即压力的变化情况、压力最后的结束时间、地感线圈的磁场变化情况等；传输层是通过ZigBee网络，将感知层采集的数据无线传输到协调器节点；应用层通过串口将协调器汇聚的各个传感器节点的信息传输到上位机，完成数据的显示和储存，并对采集的数据进行分析和处理，将其与计时器记录的发令时间、计时器记录的压力结束时间进行对比和判断；在发令时间以前没有压力即为抢跑，在同时和发令时间以后就是正常情况。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的智能体育场馆系统，其特征在于，所述的地感线圈埋在跑道线下方，运动员跑到其他道去了就会有磁场变化，结合现在场馆已有的高速摄像机进行拍照取证，并在终端进行显示，从而实现赛事的违规报警。
3.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的智能体育场馆系统，其特征在于，所述的传感器采用JCJ800D压力传感器，JCJ800D压力传感器通过信号转换电路与单片机CC2530控制连接，单片机CC2530还与调零按钮、显示模块、通讯接口和电流控制电路相连，电流控制电路进行信号输出。
4.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的智能体育场馆系统，其特征在于，所述的压力传感器安装起跑器踏板上面，对于运动员的踩踏的压力进行检测，然后收集压力变化数据，在系统发出起跑指令以前，压力传感器的压力重有到没有即视为抢跑。
5.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的智能体育场馆系统，其特征在于，所述的压力传感器的工作流程：首先对压力传感器进行初始化，然后打开计时器，计时器分为两个，一个记录发令的时间，一个记录压力结束的时间，运动员在发令时间以前起跑，压力传感器就没有压力，计时器就会记录下来时间，和发令时间进行对比，在发令时间以前就是抢跑，压力结束的时间和发令时间相同就是正常情况。
6.根据权利要求1所述的基于ZigBee技术的智能体育场馆系统，其特征在于，所述的地感线圈敷设在跑道下方，开启地感线圈，如果运动员踩到地感线圈上了即跨过地感线圈就会引起磁场变化，现有得高速摄像机就会对变化的地点进行取证，系统中会出现报警。
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