CN112773342A - 体育运动参数测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种体育运动参数测试系统，包括运动参数传感装置、呼吸参数传感装置、身体参数传感装置、环境参数传感装置、测试穿戴服、无线基站、测试监控终端；各个参数传感装置设置于所述测试穿戴服上；各个参数传感装置分别将采集并生成的参数信息打包生成为相应的参数数据包后通过无线通信网络发送至无线基站；无线基站将其接收到的参数数据包转发至测试监控终端；测试监控终端对参数数据包进行图形化显示及分析处理。此外，本发明还公开了一种体育运动参数测试方法。本发明利用多传感器采集的运动参数信息相比传统方案更为全面，并且测量更为精确，便于运动员及教练员及时了解运动情况，从而制定具体训练计划，实现体育运动科学化管理。

Description

体育运动参数测试方法及系统

技术领域

本发明涉及运动科学技术领域，特别涉及一种体育运动参数测试方法及系统。

背景技术

如今，体育运动对于个人保持健康的重要性越来越受到大众的关注。进行体育锻炼的常规方式是进行各种体育训练项目，包括训练赛事或者竞技性赛事，例如各种球类比赛。个人在竞技比赛的或者团队协作的环境中进行体育运动时，其个人表现与各种因素相关，通常由教练员来监督和观察体育运动的各种表现因素。

为了有效地观察、测试参与体育运动的个人或团体，教练员往往通过例如从运动场地边观察个人的运动姿态等来搜集有关信息。因此，运动信息通常受限于教练员所观察到的情况，特别地，在团队运动中，当教练员需要对参与运动的各个人的运动表现进行有效地追踪和管理是非常困难的。

发明内容

基于此，为解决现有技术中的技术问题，特提出了一种体育运动参数测试方法，包括：

运动参数传感装置、呼吸参数传感装置、身体参数传感装置、环境参数传感装置上电并进行初始化；

初始化完成后，所述运动参数传感装置采集并生成受试运动员的运动参数信息；所述呼吸参数传感装置采集并生成受试运动员的呼吸参数信息；所述身体参数传感装置采集并生成受试运动员的身体参数信息；所述环境参数传感装置采集并生成受试运动员当前所处环境的环境参数信息；

所述运动参数传感装置、所述呼吸参数传感装置、所述身体参数传感装置、所述环境参数传感装置分别将其采集并生成的所述运动参数信息、所述呼吸参数信息、所述身体参数信息、所述环境参数信息打包生成为相应的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据包后通过无线通信网络发送至无线基站；

所述无线基站将接收到的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据包转发至测试监控终端；

所述测试监控终端对接收到的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据进行图形化显示及分析处理。

在一种实施例中，所述运动参数传感装置采集并生成受试运动员的运动参数信息，具体包括：

将所述运动参数传感装置设置于受试运动员的颈部、腰部、手臂、手部、腿部、脚部位置；所述运动参数传感器包括第一加速度计、第一陀螺仪、第一磁力计；

所述运动参数传感器中，将所述第一加速度计、所述第一陀螺仪集成于惯性传感器芯片中，所述第一磁力计与所述惯性传感器芯片相互连接；所述惯性传感器芯片连接至所述运动参数微处理器；

所述第一加速度计采集三个维度的加速度信息；所述第一陀螺仪采集三个维度的角速度信息；所述第一磁力计采集三个维度的磁强度信息；

所述运动参数微处理器包括卡尔曼滤波器，所述运动参数微处理器将采集到的加速度信息、磁强度信息、角速度信息输入至卡尔曼滤波器进行卡尔曼滤波后得到人体姿态角信息；

所述运动参数微处理器将所述人体姿态角信息传输至所述运动参数无线通信装置；所述运动参数无线通信装置将所述人体姿态角信息打包生成为运动参数数据包。

在一种实施例中，所述呼吸参数传感装置采集并生成受试运动员的呼吸参数信息，具体包括：

所述呼吸参数传感器包括第二加速度计、第二磁力计、传声器；

所述第二加速度计、所述第二磁力计集成于公共衬底上构成集成传感器组；将所述集成传感器组设置于受试运动员的胸部位置；所述集成传感器组响应于受试运动员与呼吸相关的运动而进行移动，所述集成传感器组采集与呼吸相关的运动信号；

所述呼吸参数微处理器包括低频带通滤波器、检波器、呼吸信号处理器；

所述集成传感器组连接至所述呼吸参数微处理器；所述呼吸参数微处理器接收所述集成传感器组采集的与呼吸相关的运动信号；所述呼吸参数微处理器将与呼吸相关的运动信号输入至所述低频带通滤波器中进行滤波得到与呼吸运动相关的低频信号；

将所述传声器设置于受试运动员的颈部咽喉位置；所述传声器采集与呼吸相关的声音信号；所述传声器连接至所述呼吸参数微处理器；所述呼吸参数微处理器接收所述传声器采集的与呼吸相关的声音信号；

所述呼吸参数微处理器将与呼吸相关的声音信号输入至检波器中得到检波信号；所述检波器为包络检波器或者峰值检波器；

所述检波器将所述检波信号传输至呼吸信号处理器，所述低频滤波器将与呼吸运动相关的低频信号传输至呼吸信号处理器；呼吸信号处理器对接收到的检波信号及与呼吸运动相关的低频信号进行互相关计算得到两者互相关的周期性，从而获得呼吸率数据信息；

所述呼吸参数微处理器将所述呼吸率数据信息传输至呼吸参数无线通信装置；所述呼吸参数无线通信装置将所述呼吸率数据信息打包生成为呼吸参数数据包。

在一种实施例中，所述身体参数传感装置采集并生成受试运动员的身体参数信息，具体包括：

所述身体参数传感器包括体温计、血氧计、心电电极、心电信号前端处理单元；

将所述心电电极设置于受试运动员两侧锁骨下方及腹部位置；所述心电电极连接至心电信号前端芯片，所述心电信号前端连接至所述身体参数微处理器；

所述心电电极采集心电信号，并将采集到的心电信号传输至心电信号前端处理单元；所述心电信号前端处理单元对接收到的心电信号进行放大、滤波处理，并将处理后的心电信号传输至身体参数微处理器；

所述身体参数微处理器包括模数转换器、数字带通滤波器；所述身体参数微处理器对接收到的心电信号进行模数转换，模数转换后的数字化心电信号再经过数字带通滤波器处理后得到心电信息，所述身体参数微处理器将所述心电信息传输至身体参数无线通信装置；

所述体温计、所述血氧计设置于指套中，将所述指套夹持在受试运动员手指上；所述体温计连接至所述身体参数微处理器；所述体温计采集受试运动员的体温信息，并将采集到的体温信息传输至所述身体参数微处理器；所述血氧计连接至所述身体参数微处理器；所述血氧计采集受试运动员的血氧含量信息，并将采集到的血氧含量信息传输至所述身体参数微处理器；

所述身体参数无线通信装置将心电信息、体温信息、血氧含量信息打包生成为身体参数数据包。

在一种实施例中，所述环境参数传感装置采集并生成受试运动员当前所处环境的环境参数信息，具体包括：

所述环境参数传感器包括温度计、气压计；

所述温度计实时采集受试运动员当前所在环境的温度值信息，并传输至环境参数微处理器；所述气压计实时采集受试运动员当前所在环境的气压值，并传输至环境参数微处理器，所述环境参数微处理器计算得到受试运动员当前所在的海拔高度信息；

所述环境参数无线通信装置将温度值信息、海拔高度信息打包生成为环境参数数据包。

此外，为解决现有技术中的技术问题，特提出了一种体育运动参数测试系统，包括运动参数传感装置、呼吸参数传感装置、身体参数传感装置、环境参数传感装置、测试穿戴服、无线基站、测试监控终端；

其中，所述运动参数传感装置包括运动参数传感器、运动参数微处理器、运动参数无线通信装置；所述运动参数传感器、所述运动参数微处理器、所述运动参数无线通信装置之间相互依次连接；所述运动参数无线通信装置通过无线通信网络与所述无线基站相互连接，所述运动参数传感装置将采集到的运动参数信息打包生成为运动参数数据包并通过所述运动参数无线通信装置传输至所述无线基站；

其中，所述呼吸参数传感装置包括呼吸参数传感器、呼吸参数微处理器、呼吸参数无线通信装置；所述呼吸参数传感器、所述呼吸参数微处理器、所述呼吸参数无线通信装置之间相互依次连接；所述呼吸参数无线通信装置通过无线通信网络与所述无线基站相互连接，所述呼吸参数传感装置将采集到的呼吸参数信息打包生成为呼吸参数数据包并通过所述呼吸参数无线通信装置传输至所述无线基站；

其中，所述身体参数传感装置包括身体参数传感器、身体参数微处理器、身体参数无线通信装置；所述身体参数传感器、所述身体参数微处理器、所述身体参数无线通信装置之间相互依次连接；所述身体参数无线通信装置通过无线通信网络与所述无线基站相互连接，所述身体参数传感装置将采集到的身体参数信息打包生成为身体参数数据包并通过所述身体参数无线通信装置传输至所述无线基站；

其中，所述环境参数传感装置包括环境参数传感器、环境参数微处理器、环境参数无线通信装置；所述环境参数传感器、所述环境参数微处理器、所述环境参数无线通信装置之间相互依次连接；所述环境参数无线通信装置通过无线通信网络与所述无线基站相互连接，所述环境参数传感装置将采集到的环境参数信息打包生成为环境参数数据包并通过所述环境参数无线通信装置传输至所述无线基站；

其中，所述运动参数传感装置、所述呼吸参数传感装置、所述身体参数传感装置、所述环境参数传感装置设置于所述测试穿戴服上；

其中，所述无线基站与所述测试监控终端相互连接；所述无线基站将其接收到的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据包转发至测试监控终端；所述测试监控终端对接收到的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据进行图形化显示及分析处理。

在一种实施例中，所述运动参数传感装置设置于受试运动员的颈部、腰部、手臂、手部、腿部、脚部位置；所述运动参数传感器包括第一加速度计、第一陀螺仪、第一磁力计；

所述运动参数传感器中，所述第一加速度计、所述第一陀螺仪集成于惯性传感器芯片中，所述第一磁力计与所述惯性传感器芯片相互连接；所述惯性传感器芯片连接至所述运动参数微处理器；

所述第一加速度计采集三个维度的加速度信息；所述第一陀螺仪采集三个维度的角速度信息；所述第一磁力计采集三个维度的磁强度信息；

所述运动参数微处理器包括卡尔曼滤波器，所述运动参数微处理器将采集到的加速度信息、磁强度信息、角速度信息输入至卡尔曼滤波器进行卡尔曼滤波后得到人体姿态角信息；

所述运动参数微处理器将所述人体姿态角信息传输至所述运动参数无线通信装置；所述运动参数无线通信装置将所述人体姿态角信息打包生成为运动参数数据包后通过无线通信网络发送至所述无线基站。

在一种实施例中，所述呼吸参数传感器包括第二加速度计、第二磁力计、传声器；

所述第二加速度计、所述第二磁力计集成于公共衬底上构成集成传感器组；所述集成传感器组设置于受试运动员的胸部位置；所述集成传感器组响应于受试运动员与呼吸相关的运动而进行移动，所述集成传感器组采集与呼吸相关的运动信号；

所述呼吸参数微处理器包括低频带通滤波器、检波器、呼吸信号处理器；

所述集成传感器组连接至所述呼吸参数微处理器；所述呼吸参数微处理器接收所述集成传感器组采集的与呼吸相关的运动信号；所述呼吸参数微处理器将与呼吸相关的运动信号输入至所述低频带通滤波器中进行滤波得到与呼吸运动相关的低频信号；

所述传声器设置于受试运动员的颈部咽喉位置；所述传声器采集与呼吸相关的声音信号；所述传声器连接至所述呼吸参数微处理器；所述呼吸参数微处理器接收所述传声器采集的与呼吸相关的声音信号；

所述呼吸参数微处理器将与呼吸相关的声音信号输入至检波器中得到检波信号；所述检波器为包络检波器或者峰值检波器；

所述检波器将所述检波信号传输至呼吸信号处理器，所述低频滤波器将与呼吸运动相关的低频信号传输至呼吸信号处理器；呼吸信号处理器对接收到的检波信号及与呼吸运动相关的低频信号进行互相关计算得到两者互相关的周期性，从而获得呼吸率数据信息；

所述呼吸参数微处理器将所述呼吸率数据信息传输至呼吸参数无线通信装置；所述呼吸参数无线通信装置将所述呼吸率数据信息打包生成为呼吸参数数据包后通过无线通信网络发送至所述无线基站。

在一种实施例中，所述身体参数传感器包括体温计、血氧计、心电电极、心电信号前端处理单元；

所述心电电极设置于受试运动员两侧锁骨下方及腹部位置；所述心电电极连接至心电信号前端芯片，所述心电信号前端连接至所述身体参数微处理器；

所述心电电极采集心电信号，并将采集到的心电信号传输至心电信号前端处理单元；所述心电信号前端处理单元对接收到的心电信号进行放大、滤波处理，并将处理后的心电信号传输至身体参数微处理器；

所述身体参数微处理器包括模数转换器、数字带通滤波器；所述身体参数微处理器对接收到的心电信号进行模数转换，模数转换后的数字化心电信号再经过数字带通滤波器处理后得到心电信息，所述身体参数微处理器将所述心电信息传输至身体参数无线通信装置；

所述体温计、所述血氧计设置于指套中，将所述指套夹持在受试运动员手指上；所述体温计连接至所述身体参数微处理器；所述体温计采集受试运动员的体温信息，并将采集到的体温信息传输至所述身体参数微处理器；所述血氧计连接至所述身体参数微处理器；所述血氧计采集受试运动员的血氧含量信息，并将采集到的血氧含量信息传输至所述身体参数微处理器；

所述身体参数无线通信装置将心电信息、体温信息、血氧含量信息打包生成为身体参数数据包后通过无线通信网络发送至所述无线基站。

在一种实施例中，所述环境参数传感器包括温度计、气压计；

所述温度计实时采集受试运动员当前所在环境的温度值信息，并传输至环境参数微处理器；所述气压计实时采集受试运动员当前所在环境的气压值，并传输至环境参数微处理器，所述环境参数微处理器计算得到受试运动员当前所在的海拔高度信息；

所述环境参数无线通信装置将温度值信息、海拔高度信息打包生成为环境参数数据包后通过无线通信网络发送至所述无线基站。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

本发明提供了一种多参数的体育运动参数测试方法，通过无线基站将运动参数传感装置、呼吸参数传感装置、身体参数传感装置、环境参数传感装置分别采集并生成的运动参数信息、呼吸参数信息、身体参数信息、环境参数信息打包生成为相应的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据包转发至测试监控终端，从而准确、及时地对受试运动员的各项运动参数及对应的运动强度、训练效果等进行分析。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本发明中体育运动参数测试系统的示意图；

图2为本发明中运动参数传感装置的示意图；

图3为本发明中呼吸参数传感装置的示意图；

图4为本发明中身体参数传感装置的示意图；

图5为本发明中环境参数传感装置的示意图；

图6为本发明中体育运动参数测试方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明公开了一种体育运动参数测试系统，包括运动参数传感装置、呼吸参数传感装置、身体参数传感装置、环境参数传感装置、测试穿戴服、无线基站、测试监控终端；

其中，如图2所示，所述运动参数传感装置包括运动参数传感器、运动参数微处理器、运动参数无线通信装置；

所述运动参数传感器、所述运动参数微处理器、所述运动参数无线通信装置之间相互依次连接；所述运动参数无线通信装置通过无线通信网络与所述无线基站相互连接，所述运动参数传感装置将采集到的运动参数信息打包生成为运动参数数据包并通过所述运动参数无线通信装置传输至所述无线基站；

所述运动参数传感装置设置于受试运动员的颈部、腰部、手臂、手部、腿部、脚部位置；

其中，所述运动参数传感器包括第一加速度计、第一陀螺仪、第一磁力计；

所述运动参数传感器中，所述第一加速度计、所述第一陀螺仪集成于惯性传感器芯片中，所述第一磁力计与所述惯性传感器芯片相互连接；所述惯性传感器芯片连接至所述运动参数微处理器；

所述第一加速度计采集三个维度的加速度信息；所述第一陀螺仪采集三个维度的角速度信息；所述第一磁力计采集三个维度的磁强度信息；

所述运动参数微处理器将所述第一加速度计、所述第一陀螺仪以及所述第一磁力计采集的信息经过融合滤波处理后得到人体姿态角信息；

具体地，融合滤波处理包括：所述运动参数微处理器包括卡尔曼滤波器，所述运动参数微处理器将采集到的加速度信息、磁强度信息、角速度信息输入至卡尔曼滤波器进行卡尔曼滤波后得到人体姿态角信息；

利用融合滤波处理能够解决仅采用陀螺仪时产生的漂移问题，以及仅采用加速度计和磁力计时易受干扰的问题；

所述运动参数微处理器将所述人体姿态角信息传输至所述运动参数无线通信装置；所述运动参数无线通信装置将所述人体姿态角信息打包生成为运动参数数据包后通过无线通信网络发送至所述无线基站；

其中，如图3所示，所述呼吸参数传感装置包括呼吸参数传感器、呼吸参数微处理器、呼吸参数无线通信装置；

所述呼吸参数传感器、所述呼吸参数微处理器、所述呼吸参数无线通信装置之间相互依次连接；所述呼吸参数无线通信装置通过无线通信网络与所述无线基站相互连接，所述呼吸参数传感装置将采集到的呼吸参数信息打包生成为呼吸参数数据包并通过所述呼吸参数无线通信装置传输至所述无线基站；

其中，所述呼吸参数传感器包括第二加速度计、第二磁力计、传声器；

所述第二加速度计、所述第二磁力计集成于公共衬底上构成集成传感器组；所述集成传感器组设置于受试运动员的胸部位置；所述集成传感器组响应于受试运动员与呼吸相关的运动而进行移动，所述集成传感器组采集与呼吸相关的运动信号；

所述呼吸参数微处理器包括低频带通滤波器、检波器、呼吸信号处理器；

所述集成传感器组连接至所述呼吸参数微处理器；所述呼吸参数微处理器接收所述集成传感器组采集的与呼吸相关的运动信号；所述呼吸参数微处理器将与呼吸相关的运动信号输入至所述低频带通滤波器中进行滤波得到与呼吸运动相关的低频信号；

由于集成传感器组设置于胸部位置，因此与呼吸运动相关的低频信号较容易被检测到，但是与呼吸声音相关的高频信号有时比较微弱而难以被检测到；因此所述呼吸参数传感器设置有传声器来采集与呼吸相关的声音信号；

所述传声器设置于受试运动员的颈部咽喉位置；所述传声器采集与呼吸相关的声音信号；所述传声器连接至所述呼吸参数微处理器；所述呼吸参数微处理器接收所述传声器采集的与呼吸相关的声音信号；

所述呼吸参数微处理器将与呼吸声音相关的高频信号或与呼吸相关的声音信号输入至检波器得到检波信号；其中，所述检波器为包络检波器或者峰值检波器；

从理论上来说，由与呼吸相关的声音信号生成的检波信号频率是与呼吸运动相关的低频信号频率的两倍，然而实际中所述检波信号和与呼吸运动相关的低频信号之间可能会存在相位上的偏移；因此，所述呼吸参数微处理器设置有呼吸信号处理器对检波信号及低频信号进行互相关处理；

具体地，所述检波器将所述检波信号传输至呼吸信号处理器，所述低频滤波器将与呼吸运动相关的低频信号传输至呼吸信号处理器；呼吸信号处理器对接收到的检波信号及与呼吸运动相关的低频信号进行互相关计算得到两者互相关的周期性，从而获得呼吸率数据信息；

所述呼吸参数微处理器将所述呼吸率数据信息传输至呼吸参数无线通信装置；所述呼吸参数无线通信装置将所述呼吸率数据信息打包生成为呼吸参数数据包后通过无线通信网络发送至所述无线基站；

其中，如图4所示，所述身体参数传感装置包括身体参数传感器、身体参数微处理器、身体参数无线通信装置；

所述身体参数传感器、所述身体参数微处理器、所述身体参数无线通信装置之间相互依次连接；所述身体参数无线通信装置通过无线通信网络与所述无线基站相互连接，所述身体参数传感装置将采集到的身体参数信息打包生成为身体参数数据包并通过所述身体参数无线通信装置传输至所述无线基站；

其中，所述身体参数传感器包括体温计、血氧计、心电电极、心电信号前端处理单元；

所述心电电极设置于受试运动员两侧锁骨下方及腹部位置；所述心电电极连接至心电信号前端芯片处理单元，所述心电信号前端连接至所述身体参数微处理器；所述心电电极采集心电信号，并将采集到的心电信号传输至心电信号前端处理单元；所述心电信号前端处理单元对接收到的心电信号进行放大、滤波处理，并将处理后的心电信号传输至身体参数微处理器；

所述身体参数微处理器包括模数转换器、数字带通滤波器；所述身体参数微处理器对接收到的心电信号进行模数转换，模数转换后的数字化心电信号再经过数字带通滤波器处理后得到心电信息，所述身体参数微处理器将所述心电信息传输至身体参数无线通信装置；

特别地，所述心电电极包括由内而外依次设置的基础层、支撑层、导电传感层；其中，所述支撑层由弹性材料构成，所述弹性材料包括记忆海绵；所述导电传感层为银层渗固导电纤维织物；采用干性的银层渗固导电纤维织物作为导电织物替代传统的湿性电极，获取的心电特征波形更加清晰，并且通过与体表皮肤耦合能够更有效地获取有效心电信号；

所述心电电极通过电极导线连接至所述心电信号前端处理单元；所述电极导线包括由内向外设置的导电织物传输线、绝缘防水层以及棉制外层；在绝缘防水层和棉制外层之间设有导电织物屏蔽层；

所述体温计连接至所述身体参数微处理器；所述体温计采集受试运动员的体温信息，并将采集到的体温信息传输至所述身体参数微处理器；所述血氧计连接至所述身体参数微处理器；所述血氧计采集受试运动员的血氧含量信息，并将采集到的血氧含量信息传输至所述身体参数微处理器；

特别地，所述体温计、血氧计设置于指套中，所述指套夹持在受试运动员手指上；

所述身体参数无线通信装置将心电信息、体温信息、血氧含量信息打包生成为身体参数数据包后通过无线通信网络发送至所述无线基站；

其中，如图5所示，所述环境参数传感装置包括环境参数传感器、环境参数微处理器、环境参数无线通信装置；

所述环境参数传感器、所述环境参数微处理器、所述环境参数无线通信装置之间相互依次连接；所述环境参数无线通信装置通过无线通信网络与所述无线基站连接通信；

其中，所述环境参数传感器包括温度计、气压计；

所述温度计实时采集受试运动员当前所在环境的温度值信息，并传输至环境参数微处理器；所述气压计实时采集受试运动员当前所在环境的气压值，并传输至环境参数微处理器，所述环境参数微处理器计算得到受试运动员当前所在的海拔高度信息；

所述环境参数无线通信装置将温度值信息、海拔高度信息打包生成为环境参数数据包后通过无线通信网络发送至所述无线基站；

其中，所述运动参数传感装置、所述呼吸参数传感装置、所述身体参数传感装置、所述环境参数传感装置设置于所述测试穿戴服上；

具体地，所述运动参数传感装置设置于所述测试穿戴服的颈部、腰部、手臂、手部、腿部、脚部位置；

所述呼吸参数传感装置中，所述集成传感器组设置于所述测试穿戴服的胸部，所述传声器设置于所述测试穿戴服的颈部咽喉位置；

所述身体参数传感器中，所述心电电极设置于所述测试穿戴服的两侧锁骨下方及腹部位置；所述测试穿戴服还包括指套；所述体温计、血氧计设置于指套中，所述指套夹持在受试运动员手指上；

所述环境参数传感装置可以设置于所述测试穿戴服上任何一处无遮蔽且不影响受试运动员进行运动的位置；优选地，所述环境参数传感装置设置于腰部；

特别地，所述测试穿戴服包括弹性织物紧身衣、弹性织物紧身衣紧身裤、指套；

其中，所述无线基站与所述测试监控终端相互连接；所述无线基站将其接收到的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据包转发至测试监控终端；

所述测试监控终端对接收到的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据进行图形化显示及分析处理；

其中，所述测试监控终端包括手机、平板电脑、PC机、笔记本电脑等。

此外，本发明公开了一种体育运动参数测试方法，如图6所示，包括如下步骤：

运动参数传感装置、呼吸参数传感装置、身体参数传感装置、环境参数传感装置上电并进行初始化；

初始化完成后，所述运动参数传感装置采集并生成受试运动员的运动参数信息；所述呼吸参数传感装置采集并生成受试运动员的呼吸参数信息；所述身体参数传感装置采集并生成受试运动员的身体参数信息；所述环境参数传感装置采集并生成受试运动员当前所处环境的环境参数信息；

所述运动参数传感装置、所述呼吸参数传感装置、所述身体参数传感装置、所述环境参数传感装置分别将采集并生成的所述运动参数信息、所述呼吸参数信息、所述身体参数信息、所述环境参数信息打包生成为相应的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据包后通过无线通信网络发送至无线基站；

所述无线基站将接收到的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据包转发至测试监控终端；

所述测试监控终端对接收到的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据进行图形化显示及分析处理；

其中，所述运动参数传感装置采集并生成受试运动员的运动参数信息，具体包括：

将所述运动参数传感装置设置于受试运动员的颈部、腰部、手臂、手部、腿部、脚部位置；所述运动参数传感器包括第一加速度计、第一陀螺仪、第一磁力计；

所述运动参数传感器中，将所述第一加速度计、所述第一陀螺仪集成于惯性传感器芯片中，所述第一磁力计与所述惯性传感器芯片相互连接；所述惯性传感器芯片连接至所述运动参数微处理器；

所述第一加速度计采集三个维度的加速度信息；所述第一陀螺仪采集三个维度的角速度信息；所述第一磁力计采集三个维度的磁强度信息；

所述运动参数微处理器包括卡尔曼滤波器，所述运动参数微处理器将采集到的加速度信息、磁强度信息、角速度信息输入至卡尔曼滤波器进行卡尔曼滤波后得到人体姿态角信息；

所述运动参数微处理器将所述人体姿态角信息传输至所述运动参数无线通信装置；所述运动参数无线通信装置将所述人体姿态角信息打包生成为运动参数数据包；

其中，所述呼吸参数传感装置采集并生成受试运动员的呼吸参数信息，具体包括：

所述呼吸参数传感器包括第二加速度计、第二磁力计、传声器；

所述第二加速度计、所述第二磁力计集成于公共衬底上构成集成传感器组；将所述集成传感器组设置于受试运动员的胸部位置；所述集成传感器组响应于受试运动员与呼吸相关的运动而进行移动，所述集成传感器组采集与呼吸相关的运动信号；

所述呼吸参数微处理器包括低频带通滤波器、检波器、呼吸信号处理器；

所述集成传感器组连接至所述呼吸参数微处理器；所述呼吸参数微处理器接收所述集成传感器组采集的与呼吸相关的运动信号；所述呼吸参数微处理器将与呼吸相关的运动信号输入至所述低频带通滤波器中进行滤波得到与呼吸运动相关的低频信号；

将所述传声器设置于受试运动员的颈部咽喉位置；所述传声器采集与呼吸相关的声音信号；所述传声器连接至所述呼吸参数微处理器；所述呼吸参数微处理器接收所述传声器采集的与呼吸相关的声音信号；

所述呼吸参数微处理器将与呼吸相关的声音信号输入至检波器中得到检波信号；所述检波器为包络检波器或者峰值检波器；

所述检波器将所述检波信号传输至呼吸信号处理器，所述低频滤波器将与呼吸运动相关的低频信号传输至呼吸信号处理器；呼吸信号处理器对接收到的检波信号及与呼吸运动相关的低频信号进行互相关计算得到两者互相关的周期性，从而获得呼吸率数据信息；

所述呼吸参数微处理器将所述呼吸率数据信息传输至呼吸参数无线通信装置；所述呼吸参数无线通信装置将所述呼吸率数据信息打包生成为呼吸参数数据包。

其中，所述身体参数传感装置采集并生成受试运动员的身体参数信息，具体包括：

所述身体参数传感器包括体温计、血氧计、心电电极、心电信号前端处理单元；

将所述心电电极设置于受试运动员两侧锁骨下方及腹部位置；所述心电电极连接至心电信号前端芯片，所述心电信号前端连接至所述身体参数微处理器；

所述心电电极采集心电信号，并将采集到的心电信号传输至心电信号前端处理单元；所述心电信号前端处理单元对接收到的心电信号进行放大、滤波处理，并将处理后的心电信号传输至身体参数微处理器；

所述身体参数微处理器包括模数转换器、数字带通滤波器；所述身体参数微处理器对接收到的心电信号进行模数转换，模数转换后的数字化心电信号再经过数字带通滤波器处理后得到心电信息，所述身体参数微处理器将所述心电信息传输至身体参数无线通信装置；

所述体温计、所述血氧计设置于指套中，将所述指套夹持在受试运动员手指上；所述体温计连接至所述身体参数微处理器；所述体温计采集受试运动员的体温信息，并将采集到的体温信息传输至所述身体参数微处理器；所述血氧计连接至所述身体参数微处理器；所述血氧计采集受试运动员的血氧含量信息，并将采集到的血氧含量信息传输至所述身体参数微处理器；

所述身体参数无线通信装置将心电信息、体温信息、血氧含量信息打包生成为身体参数数据包。

其中，所述环境参数传感装置采集并生成受试运动员当前所处环境的环境参数信息，具体包括：

所述环境参数传感器包括温度计、气压计；

所述温度计实时采集受试运动员当前所在环境的温度值信息，并传输至环境参数微处理器；所述气压计实时采集受试运动员当前所在环境的气压值，并传输至环境参数微处理器，所述环境参数微处理器计算得到受试运动员当前所在的海拔高度信息；

所述环境参数无线通信装置将温度值信息、海拔高度信息打包生成为环境参数数据包。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种体育运动参数测试方法，其特征在于，包括：

运动参数传感装置、呼吸参数传感装置、身体参数传感装置、环境参数传感装置上电并进行初始化；

初始化完成后，所述运动参数传感装置采集并生成受试运动员的运动参数信息；所述呼吸参数传感装置采集并生成受试运动员的呼吸参数信息；所述身体参数传感装置采集并生成受试运动员的身体参数信息；所述环境参数传感装置采集并生成受试运动员当前所处环境的环境参数信息；

所述运动参数传感装置、所述呼吸参数传感装置、所述身体参数传感装置、所述环境参数传感装置分别将其采集并生成的所述运动参数信息、所述呼吸参数信息、所述身体参数信息、所述环境参数信息打包生成为相应的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据包后通过无线通信网络发送至无线基站；

所述无线基站将接收到的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据包转发至测试监控终端；

所述测试监控终端对接收到的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据进行图形化显示及分析处理。

2.根据权利要求1所述的体育运动参数测试方法，其特征在于，

其中，所述运动参数传感装置采集并生成受试运动员的运动参数信息，具体包括：

将所述运动参数传感装置设置于受试运动员的颈部、腰部、手臂、手部、腿部、脚部位置；所述运动参数传感器包括第一加速度计、第一陀螺仪、第一磁力计；

所述运动参数传感器中，将所述第一加速度计、所述第一陀螺仪集成于惯性传感器芯片中，所述第一磁力计与所述惯性传感器芯片相互连接；所述惯性传感器芯片连接至所述运动参数微处理器；

所述第一加速度计采集三个维度的加速度信息；所述第一陀螺仪采集三个维度的角速度信息；所述第一磁力计采集三个维度的磁强度信息；

所述运动参数微处理器包括卡尔曼滤波器，所述运动参数微处理器将采集到的加速度信息、磁强度信息、角速度信息输入至卡尔曼滤波器进行卡尔曼滤波后得到人体姿态角信息；

所述运动参数微处理器将所述人体姿态角信息传输至所述运动参数无线通信装置；所述运动参数无线通信装置将所述人体姿态角信息打包生成为运动参数数据包。

3.根据权利要求1所述的体育运动参数测试方法，其特征在于，

其中，所述呼吸参数传感装置采集并生成受试运动员的呼吸参数信息，具体包括：

所述呼吸参数传感器包括第二加速度计、第二磁力计、传声器；

所述第二加速度计、所述第二磁力计集成于公共衬底上构成集成传感器组；将所述集成传感器组设置于受试运动员的胸部位置；所述集成传感器组响应于受试运动员与呼吸相关的运动而进行移动，所述集成传感器组采集与呼吸相关的运动信号；

所述呼吸参数微处理器包括低频带通滤波器、检波器、呼吸信号处理器；

所述集成传感器组连接至所述呼吸参数微处理器；所述呼吸参数微处理器接收所述集成传感器组采集的与呼吸相关的运动信号；所述呼吸参数微处理器将与呼吸相关的运动信号输入至所述低频带通滤波器中进行滤波得到与呼吸运动相关的低频信号；

将所述传声器设置于受试运动员的颈部咽喉位置；所述传声器采集与呼吸相关的声音信号；所述传声器连接至所述呼吸参数微处理器；所述呼吸参数微处理器接收所述传声器采集的与呼吸相关的声音信号；

所述呼吸参数微处理器将与呼吸相关的声音信号输入至检波器中得到检波信号；所述检波器为包络检波器或者峰值检波器；

所述检波器将所述检波信号传输至呼吸信号处理器，所述低频滤波器将与呼吸运动相关的低频信号传输至呼吸信号处理器；呼吸信号处理器对接收到的检波信号及与呼吸运动相关的低频信号进行互相关计算得到两者互相关的周期性，从而获得呼吸率数据信息；

所述呼吸参数微处理器将所述呼吸率数据信息传输至呼吸参数无线通信装置；所述呼吸参数无线通信装置将所述呼吸率数据信息打包生成为呼吸参数数据包。

4.根据权利要求1所述的体育运动参数测试方法，其特征在于，

其中，所述身体参数传感装置采集并生成受试运动员的身体参数信息，具体包括：

所述身体参数传感器包括体温计、血氧计、心电电极、心电信号前端处理单元；

将所述心电电极设置于受试运动员两侧锁骨下方及腹部位置；所述心电电极连接至心电信号前端芯片，所述心电信号前端连接至所述身体参数微处理器；

所述心电电极采集心电信号，并将采集到的心电信号传输至心电信号前端处理单元；所述心电信号前端处理单元对接收到的心电信号进行放大、滤波处理，并将处理后的心电信号传输至身体参数微处理器；

所述身体参数微处理器包括模数转换器、数字带通滤波器；所述身体参数微处理器对接收到的心电信号进行模数转换，模数转换后的数字化心电信号再经过数字带通滤波器处理后得到心电信息，所述身体参数微处理器将所述心电信息传输至身体参数无线通信装置；

所述体温计、所述血氧计设置于指套中，将所述指套夹持在受试运动员手指上；所述体温计连接至所述身体参数微处理器；所述体温计采集受试运动员的体温信息，并将采集到的体温信息传输至所述身体参数微处理器；所述血氧计连接至所述身体参数微处理器；所述血氧计采集受试运动员的血氧含量信息，并将采集到的血氧含量信息传输至所述身体参数微处理器；

所述身体参数无线通信装置将心电信息、体温信息、血氧含量信息打包生成为身体参数数据包。

5.根据权利要求1所述的体育运动参数测试方法，其特征在于，

其中，所述环境参数传感装置采集并生成受试运动员当前所处环境的环境参数信息，具体包括：

所述环境参数传感器包括温度计、气压计；

所述温度计实时采集受试运动员当前所在环境的温度值信息，并传输至环境参数微处理器；所述气压计实时采集受试运动员当前所在环境的气压值，并传输至环境参数微处理器，所述环境参数微处理器计算得到受试运动员当前所在的海拔高度信息；

所述环境参数无线通信装置将温度值信息、海拔高度信息打包生成为环境参数数据包。

6.一种体育运动参数测试系统，其特征在于，包括运动参数传感装置、呼吸参数传感装置、身体参数传感装置、环境参数传感装置、测试穿戴服、无线基站、测试监控终端；

其中，所述运动参数传感装置包括运动参数传感器、运动参数微处理器、运动参数无线通信装置；所述运动参数传感器、所述运动参数微处理器、所述运动参数无线通信装置之间相互依次连接；所述运动参数无线通信装置通过无线通信网络与所述无线基站相互连接，所述运动参数传感装置将采集到的运动参数信息打包生成为运动参数数据包并通过所述运动参数无线通信装置传输至所述无线基站；

其中，所述呼吸参数传感装置包括呼吸参数传感器、呼吸参数微处理器、呼吸参数无线通信装置；所述呼吸参数传感器、所述呼吸参数微处理器、所述呼吸参数无线通信装置之间相互依次连接；所述呼吸参数无线通信装置通过无线通信网络与所述无线基站相互连接，所述呼吸参数传感装置将采集到的呼吸参数信息打包生成为呼吸参数数据包并通过所述呼吸参数无线通信装置传输至所述无线基站；

其中，所述身体参数传感装置包括身体参数传感器、身体参数微处理器、身体参数无线通信装置；所述身体参数传感器、所述身体参数微处理器、所述身体参数无线通信装置之间相互依次连接；所述身体参数无线通信装置通过无线通信网络与所述无线基站相互连接，所述身体参数传感装置将采集到的身体参数信息打包生成为身体参数数据包并通过所述身体参数无线通信装置传输至所述无线基站；

其中，所述环境参数传感装置包括环境参数传感器、环境参数微处理器、环境参数无线通信装置；所述环境参数传感器、所述环境参数微处理器、所述环境参数无线通信装置之间相互依次连接；所述环境参数无线通信装置通过无线通信网络与所述无线基站相互连接，所述环境参数传感装置将采集到的环境参数信息打包生成为环境参数数据包并通过所述环境参数无线通信装置传输至所述无线基站；

其中，所述运动参数传感装置、所述呼吸参数传感装置、所述身体参数传感装置、所述环境参数传感装置设置于所述测试穿戴服上；

其中，所述无线基站与所述测试监控终端相互连接；所述无线基站将其接收到的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据包转发至测试监控终端；所述测试监控终端对接收到的运动参数数据包、呼吸参数数据包、身体参数数据包、环境参数数据进行图形化显示及分析处理。

7.根据权利要求6所述的体育运动参数测试系统，其特征在于，

其中，所述运动参数传感装置设置于受试运动员的颈部、腰部、手臂、手部、腿部、脚部位置；所述运动参数传感器包括第一加速度计、第一陀螺仪、第一磁力计；

所述运动参数传感器中，所述第一加速度计、所述第一陀螺仪集成于惯性传感器芯片中，所述第一磁力计与所述惯性传感器芯片相互连接；所述惯性传感器芯片连接至所述运动参数微处理器；

所述第一加速度计采集三个维度的加速度信息；所述第一陀螺仪采集三个维度的角速度信息；所述第一磁力计采集三个维度的磁强度信息；

所述运动参数微处理器包括卡尔曼滤波器，所述运动参数微处理器将采集到的加速度信息、磁强度信息、角速度信息输入至卡尔曼滤波器进行卡尔曼滤波后得到人体姿态角信息；

所述运动参数微处理器将所述人体姿态角信息传输至所述运动参数无线通信装置；所述运动参数无线通信装置将所述人体姿态角信息打包生成为运动参数数据包后通过无线通信网络发送至所述无线基站。

8.根据权利要求6所述的体育运动参数测试系统，其特征在于，

其中，所述呼吸参数传感器包括第二加速度计、第二磁力计、传声器；

所述第二加速度计、所述第二磁力计集成于公共衬底上构成集成传感器组；所述集成传感器组设置于受试运动员的胸部位置；所述集成传感器组响应于受试运动员与呼吸相关的运动而进行移动，所述集成传感器组采集与呼吸相关的运动信号；

所述呼吸参数微处理器包括低频带通滤波器、检波器、呼吸信号处理器；

所述集成传感器组连接至所述呼吸参数微处理器；所述呼吸参数微处理器接收所述集成传感器组采集的与呼吸相关的运动信号；所述呼吸参数微处理器将与呼吸相关的运动信号输入至所述低频带通滤波器中进行滤波得到与呼吸运动相关的低频信号；

所述传声器设置于受试运动员的颈部咽喉位置；所述传声器采集与呼吸相关的声音信号；所述传声器连接至所述呼吸参数微处理器；所述呼吸参数微处理器接收所述传声器采集的与呼吸相关的声音信号；

所述呼吸参数微处理器将与呼吸相关的声音信号输入至检波器中得到检波信号；所述检波器为包络检波器或者峰值检波器；

所述检波器将所述检波信号传输至呼吸信号处理器，所述低频滤波器将与呼吸运动相关的低频信号传输至呼吸信号处理器；呼吸信号处理器对接收到的检波信号及与呼吸运动相关的低频信号进行互相关计算得到两者互相关的周期性，从而获得呼吸率数据信息；

所述呼吸参数微处理器将所述呼吸率数据信息传输至呼吸参数无线通信装置；所述呼吸参数无线通信装置将所述呼吸率数据信息打包生成为呼吸参数数据包后通过无线通信网络发送至所述无线基站。

9.根据权利要求6所述的体育运动参数测试系统，其特征在于，

其中，所述身体参数传感器包括体温计、血氧计、心电电极、心电信号前端处理单元；

所述心电电极设置于受试运动员两侧锁骨下方及腹部位置；所述心电电极连接至心电信号前端芯片，所述心电信号前端连接至所述身体参数微处理器；

所述心电电极采集心电信号，并将采集到的心电信号传输至心电信号前端处理单元；所述心电信号前端处理单元对接收到的心电信号进行放大、滤波处理，并将处理后的心电信号传输至身体参数微处理器；

所述身体参数微处理器包括模数转换器、数字带通滤波器；所述身体参数微处理器对接收到的心电信号进行模数转换，模数转换后的数字化心电信号再经过数字带通滤波器处理后得到心电信息，所述身体参数微处理器将所述心电信息传输至身体参数无线通信装置；

所述体温计、所述血氧计设置于指套中，将所述指套夹持在受试运动员手指上；所述体温计连接至所述身体参数微处理器；所述体温计采集受试运动员的体温信息，并将采集到的体温信息传输至所述身体参数微处理器；所述血氧计连接至所述身体参数微处理器；所述血氧计采集受试运动员的血氧含量信息，并将采集到的血氧含量信息传输至所述身体参数微处理器；

所述身体参数无线通信装置将心电信息、体温信息、血氧含量信息打包生成为身体参数数据包后通过无线通信网络发送至所述无线基站。

10.根据权利要求6所述的体育运动参数测试系统，其特征在于，

其中，所述环境参数传感器包括温度计、气压计；

所述温度计实时采集受试运动员当前所在环境的温度值信息，并传输至环境参数微处理器；所述气压计实时采集受试运动员当前所在环境的气压值，并传输至环境参数微处理器，所述环境参数微处理器计算得到受试运动员当前所在的海拔高度信息；

所述环境参数无线通信装置将温度值信息、海拔高度信息打包生成为环境参数数据包后通过无线通信网络发送至所述无线基站。

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