CN113599805A - 一种基于薄膜压力传感器的电脑鼠竞赛计分系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于薄膜压力传感器的电脑鼠竞赛计分系统，属于通信领域。本系统主要包括检测起点信号模块、检测终点信号模块、信号接收模块，计分系统。起点信号模块与起点薄膜压力传感器连接，终点信号模块与终点薄膜压力传感器连接，薄膜压力传感器分别放置与迷宫起点和迷宫终点的表面上，由于压力传感器是薄膜式的，所以并不会影响电脑鼠比赛的时间，基于薄膜压力式传感器的电脑鼠竞赛计分系统具有检测速度快，获得数据更加准确的优越性，可以避免环境光或者各种LED光对其的影响，还会避免漏检测的可能性，使最终获得的数据更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于薄膜压力传感器的计分系统，属于通信领域。
背景技术
电脑鼠竞赛计分系统是一种用于电脑鼠走迷宫竞赛的计分系统，用于精确的检测和统计各组选手比赛竞赛情况的计分。本系统主要包含一个检测电脑鼠是否离开的起点模块、一个检测电脑鼠是否到达的终点模块、一个用于来接受起点和终点信号的接受模块以及一种用来精确检测和实时处理信号的计分软件。
电脑鼠放入迷宫的起点时，起点模块开始工作，当电脑鼠离开起点时，由于压力的变化，触发起点信号，同时将此信号发送给信号接受模块，信号接受模块从而将接受的信号进行一定的数据转换，然后发送给计分软件。当电脑鼠最终到达终点时，终点模块的压力传感器检测到压力变化，触发终点信号，同时将此信号发送给信号接收模块，信号接受模块从而将接受的信号进行一定的数据转换，然后发送给计分软件。最终计分软件通过将检测到的起点信号和终点信号进行计算可获得电脑鼠的搜索和运行时间。按照竞赛规则，会有撞墙回起点的时间，在此过程中时间不会中断，而是一直进行，直到再次到达终点。最终计分软件会按照竞赛规则将电脑鼠竞赛成绩显示到大屏幕上。
现有的技术是通过起点模块和终点模块的激光对射来实现起点信号和终点信号的检测。其原理是：利用光照变化原理检测起点与终点信号，将激光对射模块放置于迷宫挡板两侧，根据光照强度检测是否电脑鼠经过，当电脑鼠经过时，光照强度减弱，发送起点信号与终点信号。
这种方式存在着一定的弊端，具体的弊端为：由于电脑鼠尾部有其他LED灯光影响，可能会造成光照强度的变化，使检测数据不太精确，也有可能使其发生漏检测，从而导致积分失败。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种基于压力传感器的电脑鼠竞赛计分系统，能够避免上述所发生的问题，并且可以使结果更加准确。
本发明提供了一种基于薄膜压力传感器的电脑鼠竞赛计分系统，本系统主要包括检测起点信号模块、检测终点信号模块、信号接收模块，计分系统。
进一步地，上述系统还具有以下特点，起点信号模块只需要放置迷宫挡板一侧，而薄膜压力传感器放置于迷宫所规定的起点的位置；终点信号模块只需放置迷宫挡板一侧，而薄膜压力传感器放置于迷宫所规定的终点的位置。
进一步地，上述系统还可以具有以下特点，起点模块中还包含起点无线通信，终点模块中还包含终点无线通信。
进一步地，上述系统还可以具有以下特点，起点模块还与外置起点薄膜压力传感器连接，终点模块还与外置终点薄膜压力传感器连接。
进一步地，上述系统还可以具有以下特点，起点模块还包含数据处理模块，其中处理模块为芯片STM32F103与薄膜压力传感器的引脚连接，根据数据的变化来判断电脑鼠是否离开和到达。
进一步地，上述系统还可以具有以下特点，终点模块还包含数据处理模块，其中处理模块为芯片STM32F103与薄膜压力传感器的引脚连接，根据数据的变化来判断电脑鼠是否到达和离开。
进一步地，上述系统还可以具有以下特点，起点模块还包含起点供电电路，为所述起点模块的压力传感器的检测模块中所用的元件提供能量。
进一步地，上述系统还可以具有以下特点，终点模块还包含终点供电电路，为所述终点模块的压力传感器的检测模块中所用的元件提供能量。
进一步地，上述系统还可以具有以下特点，起点模块和终点模块还含有充电模块，USB接口为微型USB口，当电池供电不足时，用常规充电线即可给电池充电。
进一步地，上述系统还可以具有以下特点，起点模块和终点模块还含有低电压报警电路。
进一步地，上述系统还可以具有以下特点，起点模块中还含有电池管理模块，使用TP5400使电压稳定输出5V，供电路使用。
进一步地，上述系统还可以具有以下特点，终点模块还含有电池管理模块，使用TP5400使电压稳定输出5V，供电路使用。
进一步地，上述系统还可以具有以下特点，起点模块中还含有信号转换电路，压力变化产生地相对电压与基准电压比较而输出高电平或着低电平信号。
进一步地，上述系统还可以具有以下特点，终点模块中还含有信号转换电路，压力变化产生地相对电压与基准电压比较而输出高电平或者低电平信号。
进一步地，上述系统还可以具有以下特点，起点模块和终点模块的发送信号模块与信号接收模块均为ZigBee通信。
进一步地，上述系统还可以具有以下特点，计分软件是通过USB接口连线连接，从而在大屏幕上显示成绩等各项信息。
本发明利用压力强度的变化检测起点信号和终点信号，有以下优点：
第一，压力强度检测更加灵敏，可以避免对信号的漏测，提高了计分系统的精确度。
第二，压力强度的检测可以避免环境对其的影响，例如激光对射的系统，光束便可能对其造成一定的影响。
第三，压力传感器的使用，可以节省空间，并且起点模块和终点模块的摆放没有一定的限制，只需在某个范围之内便可。
本发明与现有的技术相比，具有高灵敏度行，准确度更精准，响应速度快等特性，上述的说明只是本发明的概述，为了能够更好的利用和更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，并且为了使用户能够快速和准确的使用本发明，特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了能够使本发明更好的被使用者理解，下面特将列出实施例描述需要的附图；
图1为本发明基于薄膜压力传感器的电脑鼠竞赛计分系统的结构示意图；
图2为本发明电池管理模块的示意图；
图3为本发明起点信号传输模块的示意图；
图4为本发明终点信号传输模块的示意图；
图5为本发明的工作流程示意图；
图6为本发明基于薄膜压力传感器的电脑鼠竞赛计分系统的模型示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例的附图进一步的详细说明本发明。基于本发明中的实施例，本领域中的普通技术人员在没有做出实质性创新性所获得的所有其他相似案例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明基于薄膜压力传感器的电脑鼠竞赛计分系统的结构示意图。在本发明实施例中，基于薄膜压力传感器的电脑鼠竞赛计分系统包括起点压力检测模块010、终点压力检测模块020、放置于起点的薄膜压力传感器装置030、放置于终点的薄膜压力传感器装置040，信号转换模块011、信号发送模块012、信号接受装置050、计分软件060。
综上所述，利用压力的变化来检测电脑鼠是否离开起点和是否到达终点；起点压力检测模块010和终点压力检测模块020的检测速度比较快，可以有效避免信号的漏测；而且还可以避免光照对其的影响，从而使检测结果更加准确。
图2为本发明电池管理模块的示意图，本模块具有欠压保护模块070，当电池供电不足时，有蜂鸣器提示，此时电池不足以供电路使用，此时应当及时为电池充电071，充电口为微型USB口072，输入电压为5V，电源管理模块系统还具有稳压模块073，使电压稳到5V，当充电完成时，便可使此电路处于工作状态074。
图3为本发明信号传输模块的示意图，刚开始时，系统处于等待状态080，起点压力信号检测模块081，检测到起点压力变小，开始信号转换082，信号转换完成后，经过信号发送模块083，发送信号，最终信号接受模块084接受所发送的信号。
图4为本发明终点信号传输模块的示意图，系统刚开始处于等待状态090，当终点压力信号检测模块091检测到终点压力变化时，开始信号转换092，信号转换完成后，经过信号发送模块093，发送信号，最终信号接受模块094接受所发送的信号。
图5为本发明的工作流程示意图，
首先第一步便是100，调试和配置ZigBee，将起点和终点的ZigBee进行配对，使两者之间可以传输数据。
第二步是101以及102，配置起点模块和终点模块，使起点和终点模块能够正常检测到压力的变化。
第三步是103安装、检查，将起点模块放入迷宫起点挡板中，薄膜压力传感器贴到迷宫起点的表面；将终点模块放入迷宫终点挡板中，薄膜压力传感器贴到迷宫终点的表面；然后将电池开关打开，使其工作，检查是否能够正常工作。
第四步是104以及105，起点压力信号的检测，当把电脑鼠放入起点时，会有一个压力，当压力减小时，起点压力信号的检测便会检测到压力的变化，开始计时；当电脑鼠到达终点时，终点薄膜压力传感器会检测到压力信号的变化，计时停止。
第五步是106，当检测到压力信号变化时，该装置便会使信号转换。
第六步是107，信号转换完毕后信号便会发送，然后进行108信号接受，然后进行109将信号处理得到竞赛者的各项数据，最终最后一个步骤110，将所得到的数据在大屏幕上显示，更直观的让竞赛者看到自己的成绩。
图6为本发明基于薄膜压力传感器的电脑鼠竞赛计分系统的模型示意图。本发明主要包含起点模块200、终点模块210、薄膜压力传感器220、信号接受装置230，计分软件；
起点模块中包含电池管理模块203、信号转换模块204、信号发送模块201、数据处理模块202，其中数据处理主要是使用芯片STM32F103去处理，电池管理主要是有欠压保护，充电和工作模块，信号转换使用运算LM324将信号转换为电平信号，信号发送模块主要是使用ZigBee通信方式；
终点模块中包含电池管理模块203、信号转换模块204、信号发送模块201、数据处理模块202，其中数据处理主要是使用芯片STM32F103去处理，电池管理主要是有欠压保护，充电和工作模块，信号转换使用运算LM324将信号转换为电平信号，信号发送模块主要是使用ZigBee通信方式；
薄膜压力传感器220与起点模块和终点模块连接，它可以很灵敏的检测到压力的变化，而且此薄膜压力传感器的厚度在0.02mm-0.04mm之间，并不会影响电脑鼠的正常运行。
信号接收装置用来接受起点和终点信号，主要是使用ZigBee通信去接受信号。
当ZigBee无线通信模组正常接受的数据时，蓝色指示灯变亮，代表着接受装置将得到数据上传给了计分软件。最终计分软件会在大屏幕上显示各个竞赛者的成绩。
本发明实施例的基于薄膜压力传感器的电脑鼠竞赛计分系统是利用压力变化来检测起始信号和到达终点信号，基于薄膜压力式传感器的电脑鼠竞赛计分系统具有检测速度快，获得数据更加准确的优越性，可以避免环境光或者各种LED光对其的影响，还会避免漏检测的可能性，使最准获得的数据更加准确。
以上所述仅仅为本发明的一种实施例，并不用以去限制本发明的应用，凡是在不背离本发明的基本特征和原则的情况下，所作的任何修改，等同替换，改进等，均应该包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.基于薄膜压力传感器的电脑鼠竞赛计分系统，主要包含一个检测电脑鼠是否离开的起点模块、一个检测电脑鼠是否到达的终点模块、一个用于来接受起点和终点信号的接受模块以及一种用来精确检测和实时处理信号的计分软件。
2.根据权利要求1所描述的系统，其特征在于，
所述的起点模块包括放置在迷宫起点一旁的压力检测模块和放置于迷宫起点表面的薄膜压力传感器。
所述的终点模块包括放置在迷宫终点一旁的压力检测模块和放置于迷宫终点表面的薄膜压力传感器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述的起点模块中的压力检测模块安装在迷宫起点一侧的挡板内，薄膜压力传感器安装在迷宫起点的表面。
所述的终点模块中的压力检测模块安装在迷宫终点一侧的挡板内，薄膜压力传感器安装在迷宫终点的表面。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，
所述的起点模块和终点模块的压力检测模块安装方式不仅可以安装在迷宫一侧挡板内，还可以安装在迷宫起点和迷宫终点的下方。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
薄膜压力传感器将压力信号转换为电压信号，从而判断电脑鼠运行的状态，当将电脑鼠放入起点模块时，薄膜压力传感器检测到压力，转换为对应的电压信号，此时起点模块不动作，当电脑鼠离开起点是，压力减小，此时开始计时；当电脑鼠到达终点时，薄膜压力传感器检测到压力变化，此时终止第一次计时。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述的信号接受装置是用来接受起点和终点压力变化的信号，首先将压力信号转换，然后经过数据处理再信号发送，从而最终信号接收装置接受压力的变化来判断电脑鼠是否离开起点，是否到达终点。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述的计分软件是通过USB接口连接信号装置，从而实时的记录每位参赛者竞赛情况，并最终将成绩显示到大屏幕上。
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