CN110787424A - 一种防作弊的引体向上智能测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防作弊的引体向上智能测试系统及方法，包括：采样计数单元，检测被测人员的每一组的引体向上标准动作；中央控制单元，接收采样计数单元发送的标准动作脉冲信号，对被测人员的标准引体向上动作进行计数；控制终端，通过接口接收中央控制单元采集的计数信息并实时显示；服务器上位机，通过通信模块接收并保存中央控制单元发送的所有被测人员的测试数据。本系统通过对硬件的设计实现防作弊检测，通过智能的控制终端实现数据的实时上传分析，使测试者能在有人监控和无人监控下都能进行智能化测试，在各院校进行体测时节省较多时间，在提升国民体质健康中简单、正确、实时获取引体向上的测试数据中起到不可小觑的作用。
Description
技术领域
本发明属于智能测试领域，尤其涉及一种防作弊的引体向上智能测试系统及方法。
背景技术
力量素质是评价国民体质水平的一项重要指标，由于引体向上具有测试方法简单、器材简易、测试过程安全等优点。所以国内、外都将连续引体向上的成绩作为评定上肢及躯干力量的主要指标。
而现有的引体向上测试方法，在学校下发的身体素质测试中，测试作弊、动作不标准导致采集的数据不真实，不利于学生身体素质的真实体现。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种防作弊的引体向上智能测试系统及方法。
一种防作弊的引体向上智能测试系统，包括：
采样计数单元，检测被测人员的每一组的引体向上标准动作，所述标准动作为被测人员头部位置最高点的达到第一预设位置，且脚部位置的最低点达到第二预设位置；
中央控制单元，接收采样计数单元发送的标准动作脉冲信号，对被测人员的标准引体向上动作进行计数；
控制终端，通过接口接收中央控制单元采集的计数信息并实时显示；
服务器上位机，通过通信模块接收并保存中央控制单元发送的所有被测人员的测试数据，便于管理与分析。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，所述的采样计数单元包括：
采样电路，包括设置于引体向上操作侧第一预设位置的第一传感器对和设置于引体向上操作侧第二预设位置的传感器对，在被测人员头部达到第一预设位置或脚部达到第二预设位置时，输出脉冲信号；
采样控制单元，接收采样电路输出的脉冲信号，分别接收到第一传感器对与第二传感器对的脉冲信号后，进行一次计数。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，还包括第三传感器对，所述第三传感器对设置于引体向上非操作侧的第三预设位置，用于检测被测人员测试时的手肘位置，判断姿态是否正确，在被测人员手肘达到第三预设位置时，向采样控制单元输出脉冲信号，采样控制单元计数清零。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，所述的传感器对为红外光栅传感器对，在光栅被遮挡时，输出高脉冲信号。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，所述控制终端包括：复位单元和显示单元，所述复位单元向中央控制单元发送复位命令，清零存储的计数信息；所述显示单元，实时采集并显示被测人员引体向上的计数信息。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，还包括连接于中央控制单元的RTC芯片，为测试过程提供精确的时钟信息。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，所述控制终端与中央控制单元通过GPIO接口连接。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，还包括移动终端，所述移动终端接收控制终端与服务器发送的测试信息。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，所述移动终端为微信APP。
一种防作弊的引体向上智能测试系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：启动测试按钮，向中央控制单元发送复位信号，控制终端显示复位的预设倒计时以及清零的计数信息；
S2：采样计数单元启动测试计数，控制终端显示测试计数信息以及实时倒计时信息；
S3：在倒计时归零时，控制终端停止采集并显示最终计数信息；
S4：中央控制单元向服务器上传测试数据，服务器保存所有测试信息。
本发明的有益效果：本系统是对引体向上设备进行设计，通过对硬件的设计实现防作弊检测，通过智能的控制终端实现数据的实时上传分析，使测试者能在有人监控和无人监控下都能进行智能化测试，在各院校进行体测时节省较多时间，在提升国民体质健康中简单、正确、实时获取引体向上的测试数据中起到不可小觑的作用。同时利用智能化的引体向上测试设备，合理高效的配置规划方案将有助于最大程度的做到考试的公平公正和数据的准确性。
附图说明
图1是本发明的系统结构原理示意图。
图2是采样电路的电路原理示意图。
图3是本发明的方法流程示意图。
图4、图5是本发明中传感器对设置示意图。
图中，1-第一传感器对；2-第二传感器对；3-第三传感器对。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本实施例中，一种防作弊的引体向上智能测试系统，包括：采样计数单元，检测被测人员的每一组的引体向上标准动作，所述标准动作为被测人员头部位置最高点的达到第一预设位置，且脚部位置的最低点达到第二预设位置；中央控制单元，接收采样计数单元发送的标准动作脉冲信号，对被测人员的标准引体向上动作进行计数；控制终端，通过接口接收中央控制单元采集的计数信息并实时显示；服务器上位机，通过通信模块接收并保存中央控制单元发送的所有被测人员的测试数据，便于管理与分析。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，所述的采样计数单元包括：
采样电路，包括设置于引体向上操作侧第一预设位置的第一传感器对和设置于引体向上操作侧第二预设位置的传感器对，在被测人员头部达到第一预设位置或脚部达到第二预设位置时，输出脉冲信号；
采样控制单元，接收采样电路输出的脉冲信号，分别接收到第一传感器对与第二传感器对的脉冲信号后，进行一次计数。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，还包括第三传感器对，所述第三传感器对设置于引体向上非操作侧的第三预设位置，用于检测被测人员测试时的手肘位置，判断姿态是否正确，在被测人员手肘达到第三预设位置时，向采样控制单元输出脉冲信号，采样控制单元计数清零。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，所述的传感器对为红外光栅传感器对，在光栅被遮挡时，输出高脉冲信号。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，所述控制终端包括：复位单元和显示单元，所述复位单元向中央控制单元发送复位命令，清零存储的计数信息；所述显示单元，实时采集并显示被测人员引体向上的计数信息。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，还包括连接于中央控制单元的RTC芯片，为测试过程提供精确的时钟信息。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，所述控制终端与中央控制单元通过GPIO接口连接。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，还包括移动终端，所述移动终端接收控制终端与服务器发送的测试信息。
进一步的，一种防作弊的引体向上智能测试系统，所述移动终端为微信APP。
如图1所示，引体向上设备通过引体向上采样电路采集信号数据，通过串口把数据传送给以MSP430单片机控制的单元，然后和中央控制单元进行交互数据，交互后的数据通过GPIO口和控制终端进行交互，并和服务器上位机进行交互，通过控制终端处理后的数据经过交互后传送给手机微信端，手机微信端数据和服务器上位机端进行通信，这几种交互数据的通信均是通过4G/WIFI模块进行实现。
在测试过程中，通过红外光栅来检测测试学生动作是否标准及测试计数，同时按照相关测试操作规范性，配置一个开始测试按钮，用于来启动测试开始计时操作。
设备的硬件设计中，通过增加一对红外光栅传感获取动作姿态的数据，通过获取GPIO口的高低信号实现引体向上的次数计数，低点和高点的传感器均有物体遮挡，才认为是一次完整的引体向上测试，引体向上测试的标准动作是正手操作，如果是反手操作，用力较小，这种是非标准动作，这种操作不该列为引体向上的正常次数计算。本系统设计的设备中可以通过增加一对红外传感来记录姿态数据，控制终端收到的数据只有0和1。0表示光栅未遮挡的状态，1表示光栅被遮挡的状态。引体向上设备通过判断被遮挡光栅的点来实现正反手的判断。从而达到防作弊方案的实现。
如图2所示，采样电路设计：
红外光栅传感器，采用多通道红外对管，NPN集电极开路输出，当任意红外线被遮挡后，输出12V信号，8550三极管关断，继电器同时关断，同时产生一个可被检测到的高电平。由于继电器内部是铜绕线圈，当断开时候，会有反向电压，时间长容易对外部器件造成烧毁和干扰，因此需要设计反向放电电路，电阻R12和D6是为了反向放电设计的。
如图3所示，一种防作弊的引体向上智能测试系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：启动测试按钮，向中央控制单元发送复位信号，控制终端显示复位的预设倒计时60S以及清零的计数信息；
S2：采样计数单元启动测试计数，控制终端显示测试计数信息以及实时倒计时信息；
S3：在倒计时归零时，控制终端停止采集并显示最终计数信息；
S4：中央控制单元向服务器上传测试数据，服务器保存所有测试信息。
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 (10)
1.一种防作弊的引体向上智能测试系统，其特征在于，包括：
采样计数单元，检测被测人员的每一组的引体向上标准动作，所述标准动作为被测人员头部位置最高点的达到第一预设位置，且脚部位置的最低点达到第二预设位置；
中央控制单元，接收采样计数单元发送的标准动作脉冲信号，对被测人员的标准引体向上动作进行计数；
控制终端，通过接口接收中央控制单元采集的计数信息并实时显示；
服务器上位机，通过通信模块接收并保存中央控制单元发送的所有被测人员的测试数据，便于管理与分析。
2.根据权利要求1所述的一种防作弊的引体向上智能测试系统，其特征在于，所述的采样计数单元包括：
采样电路，包括设置于引体向上操作侧第一预设位置的第一传感器对和设置于引体向上操作侧第二预设位置的第二传感器对，在被测人员头部达到第一预设位置或脚部达到第二预设位置时，输出脉冲信号；
采样控制单元，接收采样电路输出的脉冲信号，分别接收到第一传感器对与第二传感器对的脉冲信号后，进行一次计数。
3.根据权利要求2所述的一种防作弊的引体向上智能测试系统，其特征在于，还包括第三传感器对，所述第三传感器对设置于引体向上非操作侧的第三预设位置，用于检测被测人员测试时的手肘位置，判断姿态是否正确，在被测人员手肘达到第三预设位置时，向采样控制单元输出脉冲信号，采样控制单元计数清零。
4.根据权利要求2、3所述的一种防作弊的引体向上智能测试系统，其特征在于，所述的传感器对为红外光栅传感器对，在光栅被遮挡时，输出高脉冲信号。
5.根据权利要求1所述的一种防作弊的引体向上智能测试系统，其特征在于，所述控制终端包括：复位单元和显示单元，所述复位单元向中央控制单元发送复位命令，清零存储的计数信息；所述显示单元，实时采集并显示被测人员引体向上的计数信息。
6.根据权利要求1所述的一种防作弊的引体向上智能测试系统，其特征在于，还包括连接于中央控制单元的RTC芯片，为测试过程提供精确的时钟信息。
7.根据权利要求1所述的一种防作弊的引体向上智能测试系统，其特征在于，所述控制终端与中央控制单元通过GPIO接口连接。
8.根据权利要求1所述的一种防作弊的引体向上智能测试系统，其特征在于，还包括移动终端，所述移动终端接收控制终端与服务器发送的测试信息。
9.根据权利要求8所述的一种防作弊的引体向上智能测试系统，其特征在于，所述移动终端为微信APP。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种防作弊的引体向上智能测试系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：启动测试按钮，向中央控制单元发送复位信号，控制终端显示复位的预设倒计时以及清零的计数信息；
S2：采样计数单元启动测试计数，控制终端显示测试计数信息以及实时倒计时信息；
S3：在倒计时归零时，控制终端停止采集并显示最终计数信息；
S4：中央控制单元向服务器上传测试数据，服务器保存所有测试信息。
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