CN201955350U - 嵌入式运动速度测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种嵌入式运动速度测量系统，该嵌入式运动速度测量系统包括：陀螺仪传感器，测量运动物体的速度；微控制器，与陀螺仪传感器连接，控制陀螺仪传感器进行速度测量并获得测量数据；蓝牙芯片，与微控制器连接，将测量数据传输给应用终端。通过本实用新型实施例，可以提高运动物体的测量精度，增大测量量程；并且设备体积小，数据交互能力强。

Description

嵌入式运动速度测量系统

技术领域

本实用新型涉及速度测量技术领域，尤其涉及一种嵌入式运动速度测量系统。

背景技术

当前，针对运动速度的测量已经出现一些技术方案，并已经产品化。例如，对于高尔夫运动中挥杆力度或高尔夫出球速度的测量，可以使用多普勒雷达测量出球速度、或者使用加速度传感器测量击球瞬间挥杆力度。

在使用多普勒雷达的技术方案中，在运动员附近合适的位置放置一台雷达测量设备，启动设备之后，该雷达测量设备会实时记录运动员击球的动作和出球的速度，随后在显示屏上显示。这种方案显著特点是测量准确、无接触式、不影响击球过程中的使用感受。

在使用加速度传感器的技术方案中，采用“微控制器+加速度传感器+一次性锂电池+LCD显示”的小型化测量设备，使用时需要附着在球杆上，根据击球过程的加速度值极值计算出出球时球杆的角速度，最后根据运动员手臂长度计算出出球速度，并显示在LCD屏上。

但是，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术的缺陷在于：使用多普勒雷达的测量设备体积大、功耗大、操作不方便；并且，成本较高，数据交互能力一般，测量数据只能通过LCD进行简单的速度数值显示。

而使用加速度传感器的测量设备的测量精度低，根据击球挥杆过程的加速度值极值计算出出球时球杆的角速度误差较大；并且，测量量程受限，职业球手挥杆时杆头加速度可达数百倍重力加速度，导致以加速度传感器测量挥杆速度时，其量程常常不能达到测量需求上限；此外，数据交互能力一般，测量数据只能通过LCD进行简单的速度数值显示，数据的处理、存储、显示、比较等交互能力一般。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种嵌入式运动速度测量系统，目的在于提高测量精度，增大测量量程；并且缩小设备体积，提高数据交互能力。

为达到上述目的，本实用新型实施例提供一种嵌入式运动速度测量系统，所述嵌入式运动速度测量系统包括：

陀螺仪传感器，测量运动物体的速度；

微控制器，与所述陀螺仪传感器连接，控制所述陀螺仪传感器进行速度测量并获得测量数据；

蓝牙芯片，与所述微控制器连接，将所述测量数据传输给应用终端。

本实用新型实施例的有益效果在于，通过采用微处理器、陀螺仪传感器加蓝牙传输的方式，可以提高运动物体的测量精度，增大测量量程；并且设备体积小，数据交互能力强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本实用新型实施例中嵌入式运动速度测量系统的构成示意图；

图2为本实用新型实施例中嵌入式运动速度测量系统的又一构成示意图；

图3为本实用新型实施例中微控制器与陀螺仪传感器、蓝牙芯片的连接示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

本实用新型实施例提供一种嵌入式运动速度测量系统，如图1所示，该嵌入式运动速度测量系统包括：陀螺仪传感器101、微控制器102和蓝牙芯片103；其中，

陀螺仪传感器101测量运动物体的速度；

微控制器102与陀螺仪传感器101连接，控制陀螺仪传感器101进行速度测量并获得测量数据；

蓝牙芯片103与微控制器102连接，将微控制器102获得的测量数据传输给应用终端。

在本实施例中，该嵌入式运动速度测量系统可在某种运动事件中做某个特定动作时，测量运动器材(球拍、球杆等)乃至人员肢体的速度以及位置；在获得测量数据后，可使用无线通信方式将上述的测量数据发送到智能手机、计算机或者其它无线通信接收器。因此，可以提高运动物体的测量精度，增大测量量程；并且设备体积小，数据交互能力强。

进一步地，该嵌入式运动速度测量系统还包括：电源管理单元和锂离子电池；电源管理单元通过USB接口为锂离子电池充电；并通过稳压后(例如，5V转3.3V)为陀螺仪传感器、微控制器和蓝牙芯片提供电源。

进一步地，该嵌入式运动速度测量系统还包括：应用终端，接收蓝牙芯片传输的测量数据，并对测量数据进行处理、存储和显示。

在本实施例中，应用终端可以是手持设备，例如手机、PDA等上位机软件平台载体，实现数据存储，处理，共享功能。此外，应用终端还可根据测量数据映射位置姿态，并给使用者提供触感或者听觉反馈从而让使用者调节运动节奏。但不限于此，可根据实际情况确定具体的实施方式。

图2为该嵌入式运动速度测量系统的又一构成示意图。如图2所示，该嵌入式运动速度测量系统可包括陀螺仪传感器201、微控制器202和蓝牙芯片203；此外，还可包括电源管理单元204、锂离子电池205、以及应用终端206。

以下以运动物体为高尔夫球杆为例，对该嵌入式运动速度测量系统的测量过程进行详细说明。

首先，将陀螺仪传感器、微控制器和蓝牙芯片嵌入到高尔夫球杆中；然后，应用终端通过蓝牙和微控制器设定球杆的角速度触发线。

当运动员挥动高尔夫球杆，该高尔夫球杆的角速度到达或超过设定的触发线时，陀螺仪传感器会触发微控制器的中断，微控制器通过陀螺仪传感器对此时的角速度进行测量，获得角速度测量值；

然后，微控制器再根据该运动员的手臂长度、以及该高尔夫球杆的长度，将该角速度测量值换算成高尔夫球杆的线速度(即出球速度)，并将此值通过蓝牙芯片传输给应用终端；

在本实施例中，优选地，陀螺仪传感器可以选用300dps以上量程的单轴或双轴陀螺仪；微控制器可以选用ARM cortex-M3系列。但不限于此，可根据实际情况确定具体的器件。

图3为微控制器与陀螺仪传感器、蓝牙芯片的连接示意图。如图3所示，微控制器具体可以包括：模数转换器(ADC，Analog-to-DigitalConverter)，微控制器通过ADC与陀螺仪传感器连接。

如图3所示，微控制器具体还可以包括：通用异步接收发送装置(UART，Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，微控制器通过UART与蓝牙芯片连接。

如图3所示，微控制器具体还可以包括：通用串行总线(USB，Univetsal Serial BUS)接口，微控制器通过USB接口进行文件传输及充电。

如图3所示，该嵌入式运动速度测量系统还可以包括铁电随机存取(FRAM，Ferroelectric RAM)内存；该FRAM内存与微控制器连接。

由上述实施例可知，通过采用微处理器、陀螺仪传感器加蓝牙传输的方式，可以提高运动物体的测量精度，增大测量量程；并且设备体积小，数据交互能力强。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种嵌入式运动速度测量系统，其特征在于，所述嵌入式运动速度测量系统包括：

陀螺仪传感器，测量运动物体的速度；

微控制器，与所述陀螺仪传感器连接，控制所述陀螺仪传感器进行速度测量并获得测量数据；

蓝牙芯片，与所述微控制器连接，将所述测量数据传输给应用终端。

2.根据权利要求1所述的嵌入式运动速度测量系统，其特征在于，所述嵌入式运动速度测量系统还包括：电源管理单元和锂离子电池；

所述电源管理单元通过USB接口为所述锂离子电池充电；并为所述陀螺仪传感器、微控制器和蓝牙芯片提供电源支持。

3.根据权利要求1所述的嵌入式运动速度测量系统，其特征在于，所述微控制器具体还包括：模数转换器，所述微控制器通过所述模数转换器与所述陀螺仪传感器连接。

4.根据权利要求1所述的嵌入式运动速度测量系统，其特征在于，所述微控制器具体还包括：通用异步接收发送装置，所述微控制器通过所述通用异步接收发送装置与所述蓝牙芯片连接。

5.根据权利要求1所述的嵌入式运动速度测量系统，其特征在于，所述微控制器具体还包括：通用串行总线接口，所述微控制器通过所述通用串行总线接口进行文件传输及充电。

6.根据权利要求2所述的嵌入式运动速度测量系统，其特征在于，所述嵌入式运动速度测量系统还包括：铁电随机存取内存；所述铁电随机存取内存与所述微控制器连接。

7.根据权利要求2所述的嵌入式运动速度测量系统，其特征在于，所述嵌入式运动速度测量系统还包括：

应用终端，接收所述蓝牙芯片传输的测量数据，并对所述测量数据进行 处理、存储和显示。 

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