CN203777648U - 一种爆发力测试仪的数据采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种爆发力测试仪的数据采集装置，涉及一种体育训练器材，所述装置包括：用来采集运动员的加速度数据的三轴加速度计；微处理器，其输入端口连接所述三轴加速度计的输出端口；存储器，通过数据总线和控制总线连接所述微处理器；蓝牙模块，其连接所述微处理器的蓝牙端口。本实用新型能够准确采集用于反映运动员在运动过程中的爆发力的加速度数据，实现对运动员的训练监测，提高力量训练的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及体育训练器材，特别涉及一种爆发力测试仪的数据采集装置。
背景技术
体能训练是体育研究中的一个新热点，而体能训练过程中最重要的是监控运动量的大小。合适的运动量不仅保证最大的训练效果，更重要的是防止运动过量所造成的损伤。
现代体能训练讲究与运动项目相一致，而绝大部分的运动项目不是看有多大绝对力量，而是单位时间的力量输出，既爆发力量。
因此，准确有效地测量运动员在各种运动中的爆发力与加速度变化是竞技体育科研工作中的热点，也是难点。
现代竞技体育的发展迫切需要能够在运动训练现场就能实现力、加速度以及速度等数据的快速采集工具，以此进行训练指导的依据。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种爆发力测试仪的数据采集装置，能更好地解决加速度数据的采集问题，以供爆发力测试。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种爆发力测试仪的数据采集装置，包括：
用来采集运动员的加速度数据的三轴加速度计；
微处理器，其输入引脚连接所述三轴加速度计的输出引脚；
存储器，通过数据总线和控制总线连接所述微处理器；
蓝牙模块，其连接所述微处理器的蓝牙引脚。
优选地，所述三轴加速度计采用芯片LIS3LV02DL。
优选地，所述微处理器采用芯片LPC4357FET256，其输入引脚PF_4/SSP1_SCK、PF_6/SSP1_MOSI、PF_7/SSP1_MISO，分别连接所述三轴加速度计的输出引脚SCL/SPC、SDA/SDI、SDO。
优选地，所述存储器是TF卡，其数据引脚DAT0、DAT1、DAT2、CD/DAT3通过数据总线分别连接所述微处理器芯片LPC4357FET256的输入输出引脚SD_D0、SD_D1、SD_D2、SD_D3；其控制引脚CMD、CLK、PAD3通过控制总线分别连接所述微处理器芯片LPC4357FET256的输入输出引脚SD_CMD、SD_CLK、PC_8/SD_CD。
优选地，所述蓝牙模块采用芯片BM-S01，其引脚EN、BCTS、BRTS、REST、TX、RX分别连接所述微处理器芯片LPC4357FET256的引脚PC_1/GPIO6[0]、PC_2/GPIO6[1]、PC_3/GPIO6[2]、PC_14/GPIO6[13]、PF_10/U0_TXD、PF_11/U0_RXD。
优选地，所述数据采集装置还包括电源模块，其包括：
用来为所述三轴加速度计、微处理器、存储器、蓝牙模块供电的可充电电池；
DC-DC电源转换器，其连接所述可充电电池；
电池充电器，其输出引脚连接所述DC-DC电源转换器的输入引脚；
电源连接器，其连接所述电池充电器的输入引脚。
优选地，所述DC-DC电源转换器采用芯片LC3406CB5TR，其引脚SW连接所述可充电电池。
优选地，所述电池充电器采用芯片BQ24072RGTR，其输入引脚BAT1、BAT2连接所述电源连接器，其输出引脚OUT1、OUT2连接所述DC-DC电源转换器芯片LC3406CB5TR的输入引脚VIN。
优选地，所述数据采集装置还包括：USB连接器，其端口DM、DP分别连接所述微处理器的引脚USB0_DM、USB0_DP，其端口VBUS连接所述电池充电器芯片BQ24072RGTR的引脚IN、ISET、EN1。
与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型能够准确快速地采集用于反映运动员在运动过程中的爆发力的加速度数据，从而实现对运动员的训练监测，提高力量训练的效率。
附图说明
图1是本实用新型提供的爆发力测试仪的数据采集装置的原理框图；
图2是本实用新型实施例提供的爆发力测试仪的数据采集装置的电路框图；
图3是图2中微处理器及外围电路的的连接电路图；
图4是图2中微处理器及三轴加速度计的连接电路图；
图5是图2中蓝牙模块的电路图；
图6是图2中的电源部分的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1是本实用新型提供的爆发力测试仪的数据采集装置的原理框图，如图1所示，包括：三轴加速度计、微处理器、存储器、蓝牙模块，以及用来供电的电源模块。其中：所述微处理器输入引脚连接所述三轴加速度计的输出引脚；所述存储器通过数据总线和控制总线连接所述微处理器；所述蓝牙模块连接所述微处理器的蓝牙引脚。
加速度传感器在航天、导弹的飞行测试中有广泛的应用，具有测量精确度高，运行稳定等优点，并且体积很小。本实用新型中，采用三轴加速度计采集运动员的加速度数据，并将所述加速度数据存储在所述存储器中。此外，所述加速度数据可以通过蓝牙模块无线发送至具有蓝牙功能的PC或平板电脑等终端，以供所述终端通过对所述加速度数据进行分析，确定某一运动项目的运动员的爆发力。
图2是本实用新型实施例提供的爆发力测试仪的数据采集装置的电路框图，如图2所示，所述电路采用微处理器LPC4357FET256，配备ST的3轴加速度计LIS3LV02DL，无线传输蓝牙模块BM-S01。同时支持TF卡。配备电池和用于电池充电管理的电池充电器BQ24072RGTR。配备高转换效率的DC-DC电源转换器LC3406CB5TR。其中：
所述微处理器LPC4357FET256是ARM Cortex-M4处理器，最高运行速度204MHz，其采集三轴加速度计采集的数据，并实现数据存储、数据处理、数据传输（通过蓝牙发送）等系统控制功能。
所述三轴加速度计LIS3LV02DL是动态传感器，用来采集运动员的加速度数据。
蓝牙电路是无线传输电路，用来将采集的数据通过无线的方式，与PC或者手持设备（带有蓝牙功能）进行数据传输。
TF卡用来存储采集的加速度数据。
DC-DC电源转换器LC3406CBTR是电源转换器件，其将电池输出的电源电压转换成稳定的3.3V电源，提供给整个电路使用，电源输入连接到电池充电器的输出上。
电池充电器BQ24072RGTR是电池充电管理电路，其在连接外置电源（USB接口）时，利用外置电源给电池充电，并且可以控制充电的速度；在没有外置电源时，通过电池放电，给电路使用。
SPI FLASH存储器EN25Q128是128Mb的串行存储器，连接在微处理器上，用来存储微处理器需要的程序。
SDRAM存储器K4S561632H是4Bank×4M×16Bit的存储器，其用于处理器运行程序。
JTAG连接器是微处理器的调试接口，其在开发阶段对微处理器进行调试，在电路生产阶段，进行初始程序下载。
USB连接器采用现在手持设备通用的USB口，提供对设备充电使用，同时可以通过USB接口连接到PC机上实现数据输入输出。
电池接口用来连接电池电路。
下面通过图3‐图6对本实用新型进行深入说明。
图3是图2中微处理器及外围电路的的连接电路图，如图3所示。
所述LPC4357FET256的引脚EMC_D0～EMC_D15分别连接所述K4S561632H的引脚DQ0～DQ15；所述LPC4357FET256的引脚EMC_A0～EMC_A14分别连接所述K4S561632H的引脚A0～A12、CS、BA0。
所述LPC4357FET256的复位引脚RESET连接复位电路。
所述LPC4357FET256的晶振引脚XTAL1、XTAL2连接晶振电路。
所述LPC4357FET256的调试引脚TDI、TCK/SEDCLK、TDO/SWO、TMS/SWDIO分别连接调试连接器JP1的引脚TDI、TCK、TDO、TMS。
图4是图2中微处理器及三轴加速度计的连接电路图，如图4所示。
所述LPC4357FET256的输入引脚PF_4/SSP1_SCK、PF_6/SSP1_MOSI、PF_7/SSP1_MISO分别通过电阻R51、R49、R46连接所述LIS3LV02DL的输出引脚SCL/SPC、SDA/SDI、SDO，从而获取所述LIS3LV02DL采集的数据。
所述TF卡的数据引脚DAT0、DAT1、DAT2、CD/DAT3通过分别电阻R30、R31、R25、R29连接所述芯片LPC4357FET256的输入输出引脚SD_D0、SD_D1、SD_D2、SD_D3，TF卡的控制引脚CMD、CLK、PAD3通过控制总线分别连接所述芯片LPC4357FET256的输入输出引脚SD_CMD、SD_CLK、PC_8/SD_CD，从而存储所述LIS3LV02DL采集的数据。
所述USB连接器J1的端口DM、DP分别连接所述LPC4357FET256的引脚USB0_DM、USB0_DP，端口VBUS连接所述BQ24072RGTR的引脚IN、ISET、EN1。同理，USB连接器J2与所述LPC4357FET256、所述BQ24072RGTR的连接方式与所述USB连接器J1类似，在此不再赘述。所述USB连接器连接到PC等设备上，能够实现数据输入输出，以及为装置充电。
所述SPI FLASH存储器EN25Q128的数据输入引脚DI、数据输出引脚DO、片选引脚CS、时钟引脚CLK分别连接所述LPC4357FET256的引脚SPI_MOSI、SPI_MISO、SPI_CS、SPI_CLK。
图5是图2中蓝牙模块的电路图，如图5所示，所述BM-S01的引脚EN、BCTS、BRTS、REST、TX、RX分别连接所述LPC4357FET256的引脚PC_1/GPIO6[0]、PC_2/GPIO6[1]、PC_3/GPIO6[2]、PC_14/GPIO6[13]、PF_10/U0_TXD、PF_11/U0_RXD，实现所述数据采集装置与外部爆发力分析设备之间的无线通信，尤其是将三轴加速度计采集的数据无线发送至所述外部爆发力分析设备，以供外部爆发力分析设备利用所述数据，分析运动员的爆发力，从而有效地为运动员设定训练负荷范围。
图6是图2中的电源部分的电路图，如图6所示，包括：用来为所述三轴加速度计、微处理器、存储器、蓝牙模块供电的可充电电池；DC-DC电源转换器，其连接所述可充电电池；电池充电器，其输出引脚连接所述DC-DC电源转换器的输入引脚；电源连接器，其连接所述电池充电器的输入引脚。其中，所述DC-DC电源转换器采用芯片LC3406CB5TR，其引脚SW连接所述可充电电池。所述电池充电器采用芯片BQ24072RGTR，其输入引脚BAT1、BAT2连接所述电源连接器，其输出引脚OUT1、OUT2连接所述DC-DC电源转换器芯片LC3406CB5TR的输入引脚VIN。
本实用新型所述的爆发力测试仪的数据采集装置可以安装在球拍、球棒、杠铃等运动器械上，通过所采集的加速度数据，可以计算出爆发力作用于运动器械的效果。
对于竞走、跑、跳等运动项目，本实用新型所述的爆发力测试仪的数据采集装置可以固定在运动员身上，通过所采集的加速度数据，进行下肢各种纵跳的爆发力测试。
综上所述，本实用新型具有以下技术效果：
本实用新型能够对运动员在灵敏移动中的加速度数据进行实时测试与反馈，能够准确的反应出运动员在爆发式启动、加速、制动以及再次启动过程中用力效果和加速度的变化，以此反应运动员的实际训练质量，为运动训练提供更科学的和有意义的帮助。
尽管上文对本实用新型进行了详细说明，但是本实用新型不限于此，本技术领域技术人员可以根据本实用新型的原理进行各种修改。因此，凡按照本实用新型原理所作的修改，都应当理解为落入本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种爆发力测试仪的数据采集装置，其特征在于，包括：
用来采集运动员的加速度数据的三轴加速度计；
微处理器，其输入引脚连接所述三轴加速度计的输出引脚；
存储器，通过数据总线和控制总线连接所述微处理器；
蓝牙模块，其连接所述微处理器的蓝牙引脚。
2.根据权利要求1所述的数据采集装置，其特征在于，所述三轴加速度计采用芯片LIS3LV02DL。
3.根据权利要求2所述的数据采集装置，其特征在于，所述微处理器采用芯片LPC4357FET256，其输入引脚PF_4/SSP1_SCK、PF_6/SSP1_MOSI、PF_7/SSP1_MISO，分别连接所述三轴加速度计的输出引脚SCL/SPC、SDA/SDI、SDO。
4.根据权利要求3所述的数据采集装置，其特征在于，所述存储器是TF卡，其数据引脚DAT0、DAT1、DAT2、CD/DAT3通过数据总线分别连接所述微处理器芯片LPC4357FET256的输入输出引脚SD_D0、SD_D1、SD_D2、SD_D3；其控制引脚CMD、CLK、PAD3通过控制总线分别连接所述微处理器芯片LPC4357FET256的输入输出引脚SD_CMD、SD_CLK、PC_8/SD_CD。
5.根据权利要求4所述的数据采集装置，其特征在于，所述蓝牙模块采用芯片BM-S01，其引脚EN、BCTS、BRTS、REST、TX、RX分别连接所述微处理器芯片LPC4357FET256的引脚PC_1/GPIO6[0]、PC_2/GPIO6[1]、PC_3/GPIO6[2]、PC_14/GPIO6[13]、PF_10/U0_TXD、PF_11/U0_RXD。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的数据采集装置，其特征在于，所述数据采集装置还包括电源模块，其包括：
用来为所述三轴加速度计、微处理器、存储器、蓝牙模块供电的可充电电池；
DC-DC电源转换器，其连接所述可充电电池；
电池充电器，其输出引脚连接所述DC-DC电源转换器的输入引脚；
电源连接器，其连接所述电池充电器的输入引脚。
7.根据权利要求6所述的数据采集装置，其特征在于，所述DC-DC电源转换器采用芯片LC3406CB5TR，其引脚SW连接所述可充电电池。
8.根据权利要求7所述的数据采集装置，其特征在于，所述电池充电器采用芯片BQ24072RGTR，其输入引脚BAT1、BAT2连接所述电源连接器，其输出引脚OUT1、OUT2连接所述DC-DC电源转换器芯片LC3406CB5TR的输入引脚VIN。
9.根据权利要求7所述的数据采集装置，其特征在于，所述数据采集装置还包括：USB连接器，其端口DM、DP分别连接所述微处理器的引脚USB0_DM、USB0_DP，其端口VBUS连接所述电池充电器芯片BQ24072RGTR的引脚IN、ISET、EN1。
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