CN205672507U - 一种基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统 - Google Patents

一种基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及智能运动系统技术领域，公开了一种基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统，包括穿戴式装备、定位装备、动态计数器、服务器和移动终端，穿戴式装备与定位装备、动态计数器和移动终端蓝牙连接，定位装备和动态计数器与服务器连接，所述服务器与移动终端连接，所述定位装备分布于运动场地的不同位置，所述动态计数器分布于球框周围位置(如篮球的篮框，足球的门框)；所述穿戴式装备包括第一电源模块、第一微处理器、存储器、感应器模块和定位模块。本实用新型采用蓝牙与定位技术，对运动员的运动表现与运动轨迹进行记录与分析，透过移动终端显示结果，使运动员与教练员/训练员能同时间有效掌握多名运动员的表现，提出改进与提升建议。

Description

一种基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统
技术领域
本实用新型涉及智能运动系统技术领域，更具体的说，特别涉及一种基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统。
背景技术
在蓝牙BLE传输技术普及与可穿戴运动装备蓬勃发展的时代，利用科技装备来记录运动表现，提高运动训练成果已成为运动竞技的主流趋势，虽然现今蓝牙BLE技术与各类型传感器发展已十分成熟，但目前的运动智能装备运用，却常仅限于个人运动（例如跑步、登山）领域，或者采用较不普及的传输技术（例如UWB, Ultra WideBand）等，在运用与推广受到限制十分可惜。
在现有专利中虽有将智能装备运用于团体或球类运动中，如2015年12月2日公布的中国实用新型专利（公开号为CN105105755 A），利用UWB技术来采集球类运动中智能球和穿戴装备者的相关运动数据，但UWB技术在技术成熟度上远不如蓝牙BLE技术，在市场普及度上，更与蓝牙技术（这个已获得如IBM、APPLE等共计1800余家科技公司加盟该组织，且现今已在各移动装备，如智慧型手机、平板电脑等频繁运用）无法相比拟。
在这个全民运动的时代，只有技术成熟度高、生产成本低、运用普遍性广的技术能够更容易得到供应链的支持、更容易得到民众的使用, 以便达到科技造福人群的最终目的。为此，有必要研发一种基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种技术成熟度高、成本低廉且运用普遍的基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统。
为了解决以上提出的问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统，包括穿戴式装备、定位装备、动态计数器、服务器和移动终端，所述穿戴式装备与定位装备、动态计数器和移动终端蓝牙连接，所述定位装备和动态计数器与服务器连接，所述服务器与移动终端连接，所述定位装备分布于运动场地的不同位置，所述动态计数器分布于球框的周围位置；
所述穿戴式装备包括第一电源模块、第一微处理器、存储器、感应器模块和定位模块；
所述第一电源模块与第一微处理器连接，用于提供第一微处理器的工作电源；
所述感应器模块与第一微处理器连接，用于与定位装备跟动态计数器配合来实时采集训练人员的运动数据，并将运动数据传到第一微处里器；
所述定位模块与第一微处里器相接，用于与定位装备配合来实时采集训练人员的运动位置与移动轨迹数据, 并将该数据传到第一微处里器；
所述存储器与第一微处里器相接，用于储存第一微处里器所记录的运动数据、运动位置与移动轨迹数据；
所述第一微处里器将采集到的所有数据发送至存储器、服务器和移动终端。
优选地，所述感应器模块包括广播系统感应器及计数感应器。
优选地，所述定位装备包括第二微处理器，以及与第二微处理器连接的第二电源模块和位置感应模块。
优选地，所述定位装备在使用时，位置感应模块通过专属广播系统与穿戴式装备内的定位模块之间信号建立联系，再利用定位运算方式来推算出运动位置与移动轨迹，进而进行数据采集，并将计数数据传至移动终端藉此采集训练人员运动数据。
优选地，所述动态计数器包括第三微处理器，以及与第三微处理器连接的第三电源模块和光感应模块，当球类通过光感应模块所发出的光波范围，造成光波波长变动时,即会进行计数。
优选地，所述光感应模块包括与第三微处理器连接的蓝牙IC芯片、重力感应芯片和光感应芯片。
优选地，所述定位装备和动态计数器与服务器有线或无线连接。
优选地，所述移动终端为智能手机、平板或PC。
优选地，所述运动包括篮球、足球、冰球、曲棍球、美式足球或橄榄球运动。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用蓝牙与定位技术，对运动员的运动表现与运动轨迹进行记录与分析，并透过移动终端显示结果，使运动员与教练员/训练员能同时间有效掌握多名运动员的表现，并提出改进与提升的建议。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统的框架图。
图2为本实用新型的基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统中穿戴式装备的框架图。
图3为本实用新型的基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统中定位装备的框架图。
图4为本实用新型的基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统中动态计数器的框架图。
图5为本实用新型中第一电源模块内充电IC芯片的电路图。
图6为本实用新型中第一电源模块内电压转化芯片的电路图。
图7为本实用新型中第一电源模块内USB充电插槽的电路图。
图8为本实用新型中第一微处理器的电路图。
图9为本实用新型中定位模块的电路图。
图10为本实用新型中感应器模块的电路图。
图11为本实用新型中第二电源模块内充电IC芯片的电路图。
图12为本实用新型中第二电源模块内电压转化芯片的电路图。
图13为本实用新型中第二电源模块内USB充电插槽的电路图。
图14为本实用新型中第二微处理器的电路图。
图15为本实用新型中位置感应模块的电路图。
图16为本实用新型中第三电源模块内充电IC芯片的电路图。
图17为本实用新型中第三电源模块内电压转化芯片的电路图。
图18为本实用新型中第三电源模块内USB充电插槽的电路图。
图19为本实用新型中第三微处理器的电路图。
图20为本实用新型中光感应模块内蓝牙IC芯片的电路图。
图21为本实用新型中光感应模块内重力感应芯片的电路图。
图22为本实用新型中光感应模块内光感应芯片的电路图。
附图标记说明：10、穿戴式装备，20、定位装备，30、动态计数器，40、服务器，50、移动终端，110、第一电源模块，120、第一微处理器，130、存储器，140、感应器模块，150、定位模块，210、第二电源模块，220、第二微处理器，230、位置感应模块，310、第三电源模块，320、第三微处理器，330、光感应模块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1所示，本实用新型提供一种基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统，包括穿戴式装备10、定位装备20、动态计数器30、服务器40和移动终端50，所述穿戴式装备10与定位装备20、动态计数器30和移动终端50蓝牙连接，所述定位装备20和动态计数器30与服务器40连接，所述服务器40与移动终端50连接，所述定位装备20分布于运动场地的不同位置，所述动态计数器30分布于球框(如篮球的篮框, 足球的门框)的周围位置。
在本实用新型中，穿戴式装备10选用1-22个、定位装备20选用4-20个、动态记数器30选用1-8个、服务器40选用一或多个，移动终端50选用一个或多个。
参阅图2所示，所述穿戴式装备10包括第一电源模块110、第一微处理器120、存储器130、感应器模块140和定位模块150。
所述第一电源模块110与第一微处理器120连接，用于提供第一微处理器120的工作电源；所述感应器模块140与第一微处理器120连接，用于与定位装备20跟动态计数器30配合来实时采集训练人员的运动数据，并将运动数据传到第一微处里器120；所述定位模块150与第一微处里器120相接, 用于与定位装备20配合来实时采集训练人员的运动位置与移动轨迹数据, 并将该数据传到第一微处里器120；所述存储器130与第一微处里器120相接，用于储存第一微处里器130所记录的运动数据、运动位置与移动轨迹数据；所述第一微处里器120将采集到的所有数据发送至存储器130、服务器40和移动终端50。
所述第一电源模块110包括充电IC芯片（如图5所示）、电压转化芯片（如图6所示）和USB充电插槽（如图7所示），充电IC芯片采用MCP73831，负责充电控制，电压转化芯片型号为AT5231，负责电池电压转换，USB充电插槽可与外部电源连接以方便充电。本实用新型通过此三部份协同连接，完成对穿戴式装备10的供电。
参阅图8所示，为本实用新型中第一微处理器120的电路图，型号为ATSAMD21E16B,负责穿戴式装备10的内部程式运作、控制以及动作侦测等工作。
参阅图9所示，为本实用新型中定位模块150的电路图，其型号为A8105，为蓝牙通讯模块，藉此让穿戴式装备10与移动终端50进行连接与信息传输工作。
感应器模块140包含三向或六向感应器，即广播系统感应器及计数感应器，其主要是记录训练人员基本数据，例如运动时间、运动距离、跳跃高度、跳跃次数、消耗卡路里等等，具体采集训练人员运动位置与移动轨迹数据则需依赖定位装备20与穿戴式装备10两者协同；具体篮球投篮或足球射门命中与否则需依赖穿戴式装备10与动态计数器30两者协同。
参阅图10所示，为本实用新型中感应器模块140的电路图，型号为BMA253，此为重力传感器，能够感知到加速力的变化，并将此变化转化为电信号，然后通过第一微处理器120的计算分析后，就能够完成程序设计好的功能。
参阅图3所示，所述定位装备20包括第二微处理器220，以及与第二微处理器220连接的第二电源模块210和位置感应模块230。所述定位装备20在使用时，位置感应模块230通过专属广播系统与穿戴式装备10内的定位模块150之间信号建立联系，再利用定位运算方式来推算出运动位置与移动轨迹，进而进行数据采集。
所述第二电源模块210包括充电IC芯片（如图11所示）、电压转化芯片（如图12所示）和USB充电插槽（如图13所示），充电IC芯片采用MCP73831，负责充电控制，电压转化芯片型号为AT5231，负责电池电压转换，USB充电插槽可与外部电源连接以方便充电。本实用新型通过此三部份协同连接，完成对定位装备20的供电。
参阅图14所示，为本实用新型中第二微处理器220的电路图，型号为LBA9129，此为传输IC芯片，负责定位装备20之内部程式运作、动作侦测以及信号传出与接收等工作。
参阅图15所示，为本实用新型中位置感应模块230的电路图，型号为A8105，此为蓝牙通讯模块, 藉此让多个定位装备20之间进行相互连接与信息传输工作，并将整合后的信号传输至移动终端50。
参阅图4所示，所述动态计数器30包括第三微处理器320，以及与第三微处理器320连接的第三电源模块310和光感应模块330，当球类通过光感应模块330所发出的光波范围，造成光波波长变动时, 即会进行计数，并将计数数据传至移动终端50藉此采集训练人员运动数据。
所述第三电源模块310包括充电IC芯片（如图16所示）、电压转化芯片（如图17所示）和USB充电插槽（如图18所示），充电IC芯片采用MCP73831，负责充电控制，电压转化芯片型号为AT5231，负责电池电压转换，USB充电插槽可与外部电源连接以方便充电。本实用新型通过此三部份协同连接，完成对动态计数器30的供电。
参阅图19所示，为本实用新型中第三微处理器320的电路图，型号为ATSAMD21E16B，负责动态计数器30之内部程式运作、控制、动作感应及光感应侦测等工作。
本实用新型中的光感应模块330包括蓝牙IC芯片（如图20所示）、重力感应芯片（如图21所示）和光感应芯片（如图22所示），蓝牙IC芯片的型号为A8105，利用蓝牙技术传输信号，重力感应芯片的型号为BMA253，能够感知到加速力的变化，并将此变化转化为电信号传至第三微处理器320进行计算分析，光感应芯片的型号为Si1141-M01，此为最重要部份，能够感知光源变化，并将此变化转化为电信号传至第三微处理器320进行计算分析。本实用新型通过该三部分协同连接，完成对动态计数器30的投篮是否投进进行计数工作。
具体的，所述定位装备20和动态计数器30与服务器40有线或无线连接。
具体的，所述移动终端50为智能手机、平板或PC。
本实用新型可以根据需要，适用于不同的运动，例如篮球、足球、冰球、曲棍球、美式足球或橄榄球运动。
下面具体介绍本实用新型应用篮球运动中的实施例。
在篮球场周围布置6至10个定位装备20，在每个篮球框周围布置1个动态记数器30，人数按照5V5进行比赛，每个人带有一个穿戴式装备10（穿戴式装备10可以采用手环、脚环等方式佩戴）。
在比赛过程中，每个运动员所佩戴的穿戴式装备10，利用定位装备20内的专属广播系统与穿戴式装备内的感应器之间信号建立联系，再利用定位运算方式来推算出运动位置与移动轨迹，进而进行数据采集（例如控球后卫、得分后卫、小前锋、大前锋、中锋所处位置和运动轨迹），同时每个运动员所佩戴的穿戴式装备10中的感应器模块140与动态计数器30中动态感应模块进行数据交换以采集训练人员的运动数据（例如扣篮数、三分球等），所有这些运动数据、运动位置与移动轨迹数据均通过移动终端50进行显示，进而使运动员与教练员/训练员能同时间有效掌握多名运动员的表现，并提出改进与提升的建议，以达到更好的训练效果。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统，其特征在于：包括穿戴式装备（10）、定位装备（20）、动态计数器（30）、服务器（40）和移动终端（50），所述穿戴式装备（10）与定位装备（20）、动态计数器（30）和移动终端（50）蓝牙连接，所述定位装备（20）和动态计数器（30）与服务器（40）连接，所述服务器（40）与移动终端（50）连接，所述定位装备（20）分布于运动场地的不同位置，所述动态计数器（30）分布于球框周围位置；
所述穿戴式装备（10）包括第一电源模块（110）、第一微处理器（120）、存储器（130）、感应器模块（140）和定位模块（150）；
所述第一电源模块（110）与第一微处理器（120）连接，用于提供第一微处理器（120）的工作电源；
所述感应器模块（140）与第一微处理器（120）连接，用于与定位装备（20）跟动态计数器（30）配合来实时采集训练人员的运动数据，并将运动数据传到第一微处里器（120）；
所述定位模块（150）与第一微处里器（120）相接, 用于与定位装备（20）配合来实时采集训练人员的运动位置与移动轨迹数据, 并将该数据传到第一微处里器（120）；
所述存储器（130）与第一微处里器（120）相接，用于储存微处里器（130）所记录的运动数据、运动位置与移动轨迹数据；
所述第一微处里器（120）将采集到的所有数据发送至存储器（130）、服务器（40）和移动终端（50）。
2.根据权利要求1所述的基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统，其特征在于：所述感应器模块（140）包括广播系统感应器及计数感应器。
3.根据权利要求2所述的基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统，其特征在于：所述定位装备（20）包括第二微处理器（220），以及与第二微处理器（220）连接的第二电源模块（210）和位置感应模块（230）。
4.根据权利要求3所述的基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统，其特征在于：所述定位装备（20）在使用时，位置感应模块（230）通过专属广播系统与穿戴式装备（10）内的定位模块（150）之间信号建立联系，再利用定位运算方式来推算出运动位置与移动轨迹进而进行数据采集。
5.根据权利要求1所述的基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统，其特征在于：所述动态计数器（30）包括第三微处理器（320），以及与第三微处理器（320）连接的第三电源模块（310）和光感应模块（330），当球类通过光感应模块（330）所发出的光波范围，造成光波波长变动时，即会进行计数，并将计数数据传至移动终端（50）藉此采集训练人员运动数据。
6.根据权利要求5所述的基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统，其特征在于：所述光感应模块（330）包括与第三微处理器（320）连接的蓝牙IC芯片、重力感应芯片和光感应芯片。
7.根据权利要求1所述的基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统，其特征在于：所述定位装备（20）和动态计数器（30）与服务器（40）有线或无线连接。
8.根据权利要求1所述的基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统，其特征在于：所述移动终端（50）为智能手机、平板或PC。
9.根据权利要求1所述的基于蓝牙技术获取运动数据的智能系统，其特征在于：所述运动包括篮球、足球、冰球、曲棍球、美式足球或橄榄球运动。
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