CN113181591A

CN113181591A - 指纹型跳绳手柄、装置和防作弊型跳绳运动监控系统

Info

Publication number: CN113181591A
Application number: CN202110519107.7A
Authority: CN
Inventors: 王天禄; 林善棠
Original assignee: Shenzhen Peilin Sports Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Peilin Sports Technology Co ltd
Priority date: 2021-05-12
Filing date: 2021-05-12
Publication date: 2021-07-30

Abstract

本发明公开了一种指纹型跳绳手柄、装置和防作弊型跳绳运动监控系统。指纹型跳绳手柄，包括壳体，旋转联接于所述壳体一端的旋转轴；设于所述壳体内的控制电路板，及与所述控制电路板连接的计数电路；所述壳体嵌设有指纹传感器，所述指纹传感器与所述控制电路板电性连接；所述壳体设有手握部，所述手握部近于旋转轴的一端设有用于嵌入指纹传感器的安装孔；所述指纹传感器为圆形或椭圆形，且设有内凹形指纹接触面。本发明在手握部近于旋转轴的一端设有指纹传感器；且指纹传感器为圆形或椭圆形，有内凹形指纹接触面，易于用户在跳绳时，定期采集其指纹信息，而不会干扰到用户的跳绳运作，有很好的防作弊功能。进一步设有密封胶圈，起到防水的作用。

Description

指纹型跳绳手柄、装置和防作弊型跳绳运动监控系统

技术领域

本发明涉及一种跳绳手柄，更具体地说是一种指纹型跳绳手柄、装置和防作弊型跳绳运动监控系统。

背景技术

目前，跳绳手柄具有电子计数功能，已经广泛用于在校学生的日常体育运动。本申请人是一家专业从事学生用跳绳产品的企业，长期为学生提供跳绳产品。但学生在使用跳绳手柄进行运动之时，需要对每位学生的运动量进行监管，因为可能存在被代替(即作弊)的情况。因此，有必要考虑跳绳手柄的防作弊功能。

根据检索关键词“名称,摘要,权利要求书+＝(跳绳and作弊)”检索出专利文献8件。其中不少的专利文献公开的技术方案是针对考试现场，有人监督时，防止在计数时作弊。目前，本申请人在推行校园一小时运动，大部分学生的运动不在老师的监督之下。原来使用ID识别身份信息的考试应用场景，在学生日常的跳绳锻炼过程中，起不到有效的身份识别作用。

因此，有必要开发出新的跳绳手柄，在没有家长和老师的监督下，都能起到防作弊的作用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种指纹型跳绳手柄、装置和防作弊型跳绳运动监控系统。

本发明的目的通过下列技术方案来实现：

指纹型跳绳手柄，包括壳体，旋转联接于所述壳体一端的旋转轴；设于所述壳体内的控制电路板，及与所述控制电路板连接的计数电路；所述壳体嵌设有指纹传感器，所述指纹传感器与所述控制电路板电性连接；所述壳体设有手握部，所述手握部近于旋转轴的一端设有用于嵌入指纹传感器的安装孔；所述指纹传感器为圆形或椭圆形，且设有内凹形指纹接触面。

优选地，还包括与控制电路板电性连接的显示屏、电池和按钮；所述指纹传感器为电容式指纹传感器。

优选地，所述安装孔与所述指纹传感器的相邻处设有密封胶圈；所述计数电路为对应于旋转轴内端的感应器；所述旋转轴内端设有相应的感应触发件。

优选地，所述壳体设有安装孔的一侧且远于旋转轴的一端还设有用于嵌入显示屏的显示窗孔；所述电池为可充式电池，所述壳体远于旋转轴的一端设有充电接口。

优选地，所述控制电路板设有微控制器，及与微控制器连接的加速度传感器、心率传感器和通讯模块；所述通讯模块至少为蓝牙模块、WIFI模块或移动通讯卡模块中的一种。

优选地，所述控制电路板设有ESP32型芯片；所述的感应器为三个霍尔开关，所述感应触发件为突出于所述旋转轴内端面的磁铁块。

本发明还公开了一种指纹型跳绳装置，包括二个跳绳手柄，及联接于二个跳绳手柄的旋转轴之间的绳体；其中有一个或二个跳绳手柄为前述的指纹型跳绳手柄；所述指纹型跳绳手柄按预定时间周期进行指纹信息的采集，指纹信息相同的采集期间，其运动量统计为与指纹信息相匹配的用户帐号的运动数据。

本发明还公开了一种防作弊型跳绳运动监控系统，包括服务器，与服务器通讯连接的若干个跳绳手柄；所述跳绳手柄为前述的指纹型跳绳手柄；所述服务器设有用户标定指纹数据库；所述监控系统设有二种监控方式：其一为实时模式，初次使用时，所述指纹型跳绳手柄通过识别到的指纹数据，传输至服务器，以识别出该用户帐号，并将该用户的全部指纹数据传输至本地指纹型跳绳手柄，本地指纹型跳绳手柄以数秒为一个周期实时检测在使用中的用户指纹，出现指纹不符合时或未采集到指纹信息时，发出提示信息；跳绳运动数据实时上传至服务器；其二为离线模式，用户的跳绳计数数据和分时段采集到的用户指纹数据，先暂存于跳绳手柄设有的存储器，有通讯联接时，发送至服务器。

优选地，所述用户标定指纹数据库存储有的数据为用户大拇指指肚处的全指纹数据；用户运动时，通过指纹传感器采集到的指纹信息为局部指纹数据，为用户提供多角度按压指纹传感器的方式。

优选地，用户在进行跳绳运动时，通过设有心率传感器、加速度传感器检测用户的运动状态，心率传感器采集用户的生理参数，加速度传感器采集用户的运动强度；服务器根据接收到用户的跳绳计数数据、心率数据和跳跃加速度数据，进行关联性分析，以判断跳绳运动的真实性，有误差时，发预警信息至该用户的监管帐号，所述监管帐号至少为校方帐号、家长帐号中的一种；

或者，在校园设有与服务器T通讯连接的摄像头、感应模块和通讯装置，该摄像头对着跳绳运动区域(一个摄像头对应一个用户的跳绳区域)，用户在跳绳运动区域进行的跳绳运动时，通讯装置检测到跳绳手柄的运动数据之后或感应模块检测到用户的跳跃之后启动摄像头工作，进行视频采集或图片采集且将与跳绳手柄运动数据、感应模块的检测数据一起传输给服务器，服务器根据用户的跳绳运动数据和感应模块的检测数据相匹配，以此识别出用户是否存在作弊。视频采集或图片采集可以提供给用户的家人查看。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明指纹型跳绳手柄在手握部近于旋转轴的一端设有指纹传感器；且指纹传感器为圆形或椭圆形，有内凹形指纹接触面，易于用户在跳绳时，定期采集其指纹信息，而不会干扰到用户的跳绳运作，有很好的防作弊功能。进一步设有密封胶圈，起到防水的作用。本发明指纹型跳绳装置的指纹型跳绳手柄按预定时间周期(一般可以设为3-10秒之间)进行指纹信息的采集，指纹信息相同的采集期间，其运动量统计为与指纹信息相匹配的用户帐号的运动数据，可以防止他人代替用户进行跳绳运动而造成的虚假运动量数据。本发明防作弊型跳绳运动监控系统采用有实时模式和离线模式，无论网络信号好还是不好时，都能进行运动量的数据统计。实时模式和离线模式的切换，可以手动操作，也可以依据网络信号的强度进行自动切换。服务器存有全指纹数据，而跳绳运动时，只需要采集到局部指纹，方便跳绳用户在使用时用不同按压角度按住也能快速识别出用户的ID帐号。

附图说明

图1为本发明指纹型跳绳手柄具体实施例一的平面结构图；

图2为图1实施例的立体图；

图3为图1实施例的另一角度的立体分解图；

图4为本发明指纹型跳绳手柄具体实施例一的电路方框图；

图5为本发明指纹型跳绳手柄具体实施例二的电路原理图主芯部分；

图6为本发明指纹型跳绳手柄具体实施例二的电路原理图其它部分；

图7为本发明防作弊型跳绳运动监控系统具体实施例的方框示意图。

附图标记

S 指纹型跳绳手柄 T 服务器

101 手握部 102 安装孔

103 显示窗孔 10 壳体

11 旋转轴 12 控制电路板

121 显示屏 122 电池

123 按钮 127 心率传感器

128 加速度传感器 129 微控制器

13 计数电路 104 显示屏盖板

20 指纹传感器 30 通讯模块

31 WIFI模块 32 蓝牙模块

33 移动通讯卡模块 90 用户标定指纹数据库

具体实施方式

下面将通过以下实施例进行清楚、完整地描述本发明的技术方案中显然，以下将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。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

如图1至图4所示，指纹型跳绳手柄S，包括壳体10，旋转联接于壳体10一端的旋转轴11；设于壳体10内的控制电路板12，及与控制电路板12连接的计数电路13；壳体10嵌设有指纹传感器20，指纹传感器20与控制电路板12电性连接；壳体10设有手握部101，手握部101近于旋转轴11的一端设有用于嵌入指纹传感器20的安装孔102；指纹传感器20为圆形或椭圆形，且设有内凹形指纹接触面。

更具体地，还包括与控制电路板12电性连接的显示屏121、电池122和按钮123；指纹传感器20为电容式指纹传感器。

更具体地，安装孔102与指纹传感器20的相邻处设有密封胶圈(图中未示出)；计数电路13为对应于旋转轴11内端的感应器，可以是接近开关之类的传感器；旋转轴11内端设有相应的感应触发件，可以是一种凸起物。

更具体地，壳体10设有安装孔102的一侧且远于旋转轴11的一端还设有用于嵌入显示屏121的显示窗孔103(外侧还设有显示屏盖板104)；电池122为可充式电池，壳体10远于旋转轴11的一端可以设有充电接口(图中未示出)。

更具体地，控制电路板12设有微控制器129，及与微控制器129连接的加速度传感器128、心率传感器127和通讯模块30。通讯模块30包括WIFI模块31、蓝牙模块32和移动通讯卡模块33(即SIM卡模块)，也可以从其中任选一种或二种作为组合。

于其它实施例中，还可以在控制电路板和指纹传感器之间设有弹性支撑件(比如弹簧)，在弹性支撑件中间嵌设有微动开关，并保证指纹传感器有一定的活动空间，以便能触动微动开关，且密封胶圈在指纹传感器被压下时，仍有完整的密封效果；相当于在指纹传感器底部做了一个按压开关，这样的结构，可以降低微控制器对指纹信息算法的复杂程度；且微动开关可以换成压敏电阻或压力传感器，在用户跳绳运动时，可以检测按压手指的力量，更多地采集到用户的运动量信息。因为指纹传感器会产生向下的移动，易产生触压感，使用时，有更好的使用反馈。运动时，用户优先使用拇指和食指压住指纹传感器。

如图5-6所示的实施例二，控制电路板12设有ESP32型芯片(带蓝牙功能)；感应器为三个霍尔开关，感应触发件为突出于旋转轴内端面的磁铁块。具体参见图5-6的电路原理图。

本发明还公开一种指纹型跳绳装置，包括二个跳绳手柄，及联接于二个跳绳手柄的旋转轴之间的绳体；至少有一个跳绳手柄为前述的指纹型跳绳手柄；所述指纹型跳绳手柄按预定时间周期进行指纹信息的采集，指纹信息相同的采集期间，其运动量统计为与指纹信息相匹配的用户帐号的运动数据。可以有这三种实施方式：其一、二个跳绳手柄均为指纹型跳绳手柄，其中一个指纹型跳绳手柄设有加速度传感器，另外一个指纹型跳绳手柄设有心率传感器(这样的结构，可以提示用户定期交换左右手来使用二个手柄)，可以节省成本，又可以通过交换使用来获得用户的运动数据；其二、其中一个为仅为带有指纹传感器和计数传感器的跳绳手柄A，另外一个跳绳手柄B仅为带有心率传感器、加速度传感器和近场通讯模块，该手柄实时将传感信号发送至跳绳手柄A，再由跳绳手柄A汇总会传输至服务器；其三、只有一个跳绳手柄是指纹型跳绳手柄，另外一个手柄为普通转动手柄。

如图7所示，本发明一种防作弊型跳绳运动监控系统，包括服务器T，与服务器T通讯连接的若干个跳绳手柄；跳绳手柄为前述的指纹型跳绳手柄S；服务器T设有用户标定指纹数据库90；监控系统设有二种监控方式：其一为实时模式，初次使用时，所述指纹型跳绳手柄通过识别到的指纹数据，传输至服务器，以识别出该用户帐号，并将该用户的全部指纹数据传输至本地指纹型跳绳手柄，本地指纹型跳绳手柄以数秒为一个周期实时检测在使用中的用户指纹，出现指纹不符合时或未采集到指纹信息时，发出提示信息；跳绳运动数据实时上传至服务器；其二为离线模式，用户的跳绳计数数据和分时段采集到的用户指纹数据，先暂存于跳绳手柄设有的存储器，有通讯联接时，发送至服务器。

更具体地，用户标定指纹数据库90存储有的数据为用户大拇指指肚处的全指纹数据(采集时采用较大面积的指纹传感器，且采集时，需要翻动大拇指)；用户运动时，通过指纹传感器采集到的指纹信息为局部指纹数据(也即用户仅有一小部分的大拇指也行)，为用户提供多角度按压指纹传感器的方式。

更具体地，用户在进行跳绳运动时，通过设有心率传感器、加速度传感器检测用户的运动状态，心率传感器采集用户的生理参数，加速度传感器采集用户的运动强度；服务器根据接收到用户的跳绳计数数据、心率数据和跳跃加速度数据，进行关联性分析，以判断跳绳运动的真实性，有误差时，发预警信息至该用户的监管帐号，所述监管帐号至少为校方帐号、家长帐号中的一种。

其中的感应模块可以是放在底面的带检测开关的地毯或地垫，也可以是置于顶部的距离传感器，也可以是置于左右方向或前后方向的对射式传感器。

放在底面的带检测开关的地毯或地垫的方式较为实用，且采用可以检测模拟量的压力传感器当检测开关，从而识别出用户的跳跃力度，有利于对学生的运动进行科学管理。这个实施例中的防作弊型跳绳运动监控系统，可以从多个方向了解学生在校的运动量，值得推广应用。

综上所述，本发明指纹型跳绳手柄在手握部近于旋转轴的一端设有指纹传感器；且指纹传感器为圆形或椭圆形，有内凹形指纹接触面，易于用户在跳绳时，定期采集其指纹信息，而不会干扰到用户的跳绳运作，有很好的防作弊功能。进一步设有密封胶圈，起到防水的作用。本发明指纹型跳绳装置的指纹型跳绳手柄按预定时间周期(一般可以设为3-10秒之间)进行指纹信息的采集，指纹信息相同的采集期间，其运动量统计为与指纹信息相匹配的用户帐号的运动数据，可以防止他人代替用户进行跳绳运动而造成的虚假运动量数据。本发明防作弊型跳绳运动监控系统采用有实时模式和离线模式，无论网络信号好还是不好时，都能进行运动量的数据统计。实时模式和离线模式的切换，可以手动操作，也可以依据网络信号的强度进行自动切换。服务器存有全指纹数据，而跳绳运动时，只需要采集到局部指纹，方便跳绳用户在使用时用不同按压角度按住也能快速识别出用户的ID帐号。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims

1.指纹型跳绳手柄，包括壳体，旋转联接于所述壳体一端的旋转轴；设于所述壳体内的控制电路板，及与所述控制电路板连接的计数电路；其特征在于所述壳体嵌设有指纹传感器，所述指纹传感器与所述控制电路板电性连接；所述壳体设有手握部，所述手握部近于旋转轴的一端设有用于嵌入指纹传感器的安装孔；所述指纹传感器为圆形或椭圆形，且设有内凹形指纹接触面。

2.根据权利要求1所述的指纹型跳绳手柄，其特征在于还包括与控制电路板电性连接的显示屏、电池和按钮；所述指纹传感器为电容式指纹传感器。

3.根据权利要求1所述的指纹型跳绳手柄，其特征在于所述安装孔与所述指纹传感器的相邻处设有密封胶圈；所述计数电路为对应于旋转轴内端的感应器；所述旋转轴内端设有相应的感应触发件。

4.根据权利要求2所述的指纹型跳绳手柄，其特征在于所述壳体设有安装孔的一侧且远于旋转轴的一端还设有用于嵌入显示屏的显示窗孔；所述电池为可充式电池，所述壳体远于旋转轴的一端设有充电接口。

5.根据权利要求2所述的指纹型跳绳手柄，其特征在于所述控制电路板设有微控制器，及与微控制器连接的加速度传感器、心率传感器和通讯模块；所述通讯模块至少为蓝牙模块、WIFI模块或移动通讯卡模块中的一种。

6.根据权利要求3所述的指纹型跳绳手柄，其特征在于所述控制电路板设有ESP32型芯片；所述的感应器为三个霍尔开关，所述感应触发件为突出于所述旋转轴内端面的磁铁块。

7.一种指纹型跳绳装置，包括二个跳绳手柄，及联接于二个跳绳手柄的旋转轴之间的绳体；其特征在于至少有一个跳绳手柄为权利要求1-6任一项所述的指纹型跳绳手柄；所述指纹型跳绳手柄按预定时间周期进行指纹信息的采集，指纹信息相同的采集期间，其运动量统计为与指纹信息相匹配的用户帐号的运动数据。

8.一种防作弊型跳绳运动监控系统，包括服务器，与服务器通讯连接的若干个跳绳手柄；其特征在于所述跳绳手柄为权利要1-6任一项所述的指纹型跳绳手柄；所述服务器设有用户标定指纹数据库；所述监控系统设有二种监控方式：其一为实时模式，初次使用时，所述指纹型跳绳手柄通过识别到的指纹数据，传输至服务器，以识别出该用户帐号，并将该用户的全部指纹数据传输至本地指纹型跳绳手柄，本地指纹型跳绳手柄以数秒为一个周期实时检测在使用中的用户指纹，出现指纹不符合时或未采集到指纹信息时，发出提示信息；跳绳运动数据实时上传至服务器；其二为离线模式，用户的跳绳计数数据和分时段采集到的用户指纹数据，先暂存于跳绳手柄设有的存储器，有通讯联接时，发送至服务器。

9.根据权利要求8所述的防作弊型跳绳运动监控系统，其特征在于所述用户标定指纹数据库存储有的数据为用户大拇指指肚处的全指纹数据；用户运动时，通过指纹传感器采集到的指纹信息为局部指纹数据，为用户提供多角度按压指纹传感器的方式。

10.根据权利要求8或9所述的防作弊型跳绳运动监控系统，其特征在于用户在进行跳绳运动时，通过设有心率传感器、加速度传感器检测用户的运动状态，心率传感器采集用户的生理参数，加速度传感器采集用户的运动强度；服务器根据接收到用户的跳绳计数数据、心率数据和跳跃加速度数据，进行关联性分析，以判断跳绳运动的真实性，有误差时，发预警信息至该用户的监管帐号，所述监管帐号至少为校方帐号、家长帐号中的一种；

或者，

在校园设有与服务器T通讯连接的摄像头、感应模块和通讯装置，该摄像头对着跳绳运动区域(一个摄像头对应一个用户的跳绳区域)，用户在跳绳运动区域进行的跳绳运动时，通讯装置检测到跳绳手柄的运动数据之后或感应模块检测到用户的跳跃之后启动摄像头工作，进行视频采集或图片采集且将与跳绳手柄运动数据、感应模块的检测数据一起传输给服务器，服务器根据用户的跳绳运动数据和感应模块的检测数据相匹配，以此识别出用户是否存在作弊。视频采集或图片采集可以提供给用户的家人查看。