CN205750914U - 基于物联网的篮球比赛控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的篮球比赛控制系统，包括单片机模块，与单片机连接的电源模块、LCD显示模块、语音报警模块和无线模块，所述电源模块用于提供稳定直流电源，所述LCD显示模块包括时间显示界面和比分显示界面，所述时间显示界面用于显示进攻剩余时间和每节剩余时间，语音报警模块用于接收单片机发送的信号进行提醒和报警，无线模块用于将实时比分信息发送到大型点阵上显示。电路简洁，成本低，控制精度和效率也较高，稳定性好，易操作，显示直观，在解决了篮球比赛的基本功能上，更具智能化和人性化。

Description

基于物联网的篮球比赛控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种篮球比赛的控制系统，具体地涉及一种基于物联网的篮球比赛控制系统。

背景技术

随着智能系统的快速发展，智能系统在现实生活中的普及率也越来越高。人们对智能化的要求越来越高。同时篮球是校园中最流行的体育活动之一，校园里经常举办篮球比赛，往往裁判一天要管理许多场比赛，这无疑加大了裁判的工作量。而且校园篮球裁判缺少智能化的比赛计时计分工具，消耗了大量的人力物力。而篮球比赛系统的出现无疑会给裁判带来许多的便利。

一开始出现的篮球控制系统大多为简单的篮球计时器，操作简单，但针对的对象较为单一，大多只针对教练，不能满足多数学生的需求。但随着逐渐更新完善，发展出现了造型多样的全新设计的人性化篮球比赛控制系统，易操作，能定时，更简单。为更多学生们带来了便利。

近几年，随着单片机技术的快速发展，以单片机为核心的大规模集成电路在各种产品中得到了极其广泛的应用。而以单片机为核心的数字电路正是由于具有功能丰富，体积小，功耗低等优势，符合篮球比赛控制系统这一产品的特点，具有极大的市场潜力和开发价值。

如今篮球控制系统在选择机型的过程中综合考虑单片机性能体积和产品耐用性等因素，正向微型化，智能化的方向发展。

鉴于目前不少人因为篮球比赛缺少智能化管理而使比赛的精准性与公平性降低而苦恼，篮球比赛控制系统正是大众所需。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型目的是：提供一种基于物联网的篮球比赛控制系统，基于单片机定时/计数器程序进行计时，同时通过1602LCD液晶显示屏显示符合篮球比赛的24s倒计时时间，每节比赛进行的时间，实时温度显示，实时比分显示，并由无线传输将实时比分显示于外部大型点阵上。设有八个独立按键，用户可通过不同需求选择要操作的界面以及要实现的功能，结构简单、成本低廉。

本实用新型的技术方案是：

一种基于物联网的篮球比赛控制系统，其特征在于，包括单片机模块，与单片机连接的电源模块、LCD显示模块、语音报警模块和无线模块，所述电源模块用于提供稳定直流电源，所述LCD显示模块包括时间显示界面和比分显示界面，所述时间显示界面用于显示进攻剩余时间和每节剩余时间，语音报警模块用于接收单片机发送的信号进行提醒和报警，无线模块用于将实时比分信息发送到大型点阵上显示。

优选的，所述单片机模块还连接按键电路，所述按键电路包括按键接口电路、按键以及按键扫描程序，所述按键由控制系统运行状态的功能键和向系统输入数据的数字调节键组合。

优选的，所述按键电路共有8个按键组成，按4×2的格式布置。

优选的，所述单片机还包括温度传感器，其采集的温度由LCD显示模块显示。

优选的，所述单片机还连接太阳能电池板。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

本系统以STC89C52单片机为中心，具有LCD1602时间显示、无线传输显示实时比分、蜂鸣器提醒进攻或每节比赛截止时间、进入显示不同的功能界面。所使用的STC89C52系列单片机抗干扰能力超强，低功耗，高可靠。电路简洁，成本低，控制精度和效率也较高，稳定性好，易操作，显示直观，在解决了篮球比赛的基本功能上，更具智能化和人性化。

可以自动检测温度，可进行24秒倒计时，倒数3秒蜂鸣器响铃提醒。对每节比赛10分钟倒计时，倒数3秒时蜂鸣器响铃提醒。对每场比赛进行总计时，详细显示每场比赛进行的总时间。通过无线控制点阵，实时显示比赛现场分数，方便观众了解比赛分数。系统采用太阳能供电清洁无污染，多余的电能还可储蓄起来以备不时之需。本品为手持式，按键操作，方便裁判操作。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的系统结构图；

图2为本实用新型单片机最小系统电路图；

图3为本实用新型LCD1602连接图；

图4为本实用新型系统按键电路连接图；

图5为本实用新型温度传感器连接图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

实施例：

如图1所示，篮球比赛控制系统以STC89C52单片机为核心主控芯片，还包括2+2+4键盘、电源、晶振电路、复位电路、LCD显示、蜂鸣器电路等几部分构成。结合单片机最小系统所必须的上电复位电路，内部晶振电路，采用电源模块为整个系统提供稳定直流电源，LCD显示模块负责显示进攻时间，每节时间，实时温度，每节时间等，语音报警模块接收单片机发送来的信号完成声音信号的提醒，蜂鸣器起到辅助的报警作用，无线模块分别将在手持计时器上的分数信息发送，另外在控制点阵的单片机上接收信息。用户在在程序的设计问题上，以单片机内部资源为核心，调用程序存储区的各个模块的驱动程序，通过单片机的引脚对系统中其他模块资源进行驱动和调用，通过主程序调用按键扫描子程序和LCD1602数据刷新程序，将按键模块和LCD1602联系起来，使得按键的输入信息对应可以进入不同的LCD1602显示界面，程序调用LCD1602读数据的子程序，并运算判断是否进入不同的界面。当用户进入比分界面并进行加分操作的同时，通过24L01无线传输模块可将实时比分信息传送到大型点阵上显示。本系统采用STC89C52作为单片机最小控制系统的核心，STC89C52是STC90C51系列单片机的一种；采用LCD1602液晶屏作为显示器件；以单片机内部定时器中断作为系统时钟。系统通过单片机实现对各个系统模块的协调控制，由单片机检测2+2+4共8个按键的输入，当按下开始/功能选择按键，液晶屏显示进入主页面，主页面含24s倒计时显示，以方便教练实时掌握比赛进程。同时主页面显示ABCD四个标示，通过功能选择键和确认键以进入不同的界面，进入比分界面后由四个按键分别操作加一分，加两分，加三分，减一分，并通过24L01将比分信息无线传输，显示在大型点阵上。

单片机还连接太阳能电池板，系统采用太阳能供电清洁无污染，多余的电能还可储蓄起来以备不时之需。

请参阅图2，单片机最小系统主要由STC89C52单片机、晶振电路、复位电路等构成，单片机最小系统如图2所示。所述的STC89C52系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟机器周期和6时钟机器周期可以任意选择。内部集成MAX810专用复位电路，时钟频率在12MHz以下时，复位脚可直接接地。STC89C52单片机中包含中央处理器(CPU)、程序存储器(FLASH)、数据存储器(SPAM)、定时/计数器、UART串口、I/O接口、EEPROM、看门狗等模块。STC89C52系列单片机几乎包含了数据采集和控制所需要的所有单元模块，可称得上一个片上系统。所述的晶振电路是指单片机工作时，从取指令到译码再进行微操作，必须在时钟信号控制下才能有序地进行，时钟电路就是为单片机工作提供基本时钟的。单片机的时钟信号通常有两种产生方式：内部时钟方式和外部时钟方式。内部时钟方式是在单片机XTAL1和XTAL2引脚上跨接上一个晶振和两个稳频电容，可以与单片机片内的电路构成一个稳定的自激振荡器。晶振的取值范围一般为0～24MHz，常用的晶振频率有6MHz、12MHz、11.0592MHz、24MHz等。一些新型的单片机还可以选择更高的频率。外接电容的作用是对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率的作用，一般选用20～30pF的瓷片电容。外部时钟方式则是在单片机XTAL1引脚上外接一个稳定的时钟信号源，它一般适用于多片单片机同时工作的情况，使用同一时钟信号可以保证单片机的工作同步。

单片机使用12MHz的晶振频率，则振荡周期＝1/(12MHz)＝1/12us，时钟周期＝1/6us，机器周期＝1us，执行一条单周期指令只需要1us，执行一条双周期指令则需要2us。

复位电路，用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值，并从这个状态开始工作。单片机的复位条件：必须使其RST引脚上持续出现两个(或以上)机器周期的高电平。单片机的复位形式：上电复位、按键复位，此处采用上电复位。按键复位电路中，当按键没有按下时，电路同上电复位电路。如在单片机运行过程中，按下RESET键，已经充好电的电容 会快速通过电阻的回路放电，从而使得RST引脚上的电位快速变为高电平，此高电平会维持到按键释放，从而满足单片机复位的条件实现按键复位。单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2μs就可以实现，电容的大小是10uF，电阻的大小是10k。所以根据公式，可以算出电容充电到电源电压的0.7倍(单片机的电源是5V，所以充电到0.7倍即为3.5V)，需要的时间是10K×10UF＝0.1S。单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用10～30uF，单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。

请参阅图3，显示电路中的显示器件为LCD1602，其数据端口与单片机的P0口相接，电路连接如图3所示。LCD1602在工作的过程中，在数据线上传送数据时，需将传送数据在数据线上持续一小段时间，保证单片机的P0口数据传送或接收成功，其基本操作时序如下：

读状态输入RS＝L，R/W＝H，E＝H；输出D0～D7＝状态字；

写指令输入RS＝L，R/W＝L，D0～D7＝指令码，E＝高脉冲；无输出；

读数据RS＝H，R/W＝H，E＝H；输出D0～D7＝数据；

写数据RS＝H，R/W＝L，D0～D7＝数据，E＝高脉冲；无输出。

请参阅图4，在单片机应用系统中，除了复位按键外，还需要其他按键，即键盘按键，以便控制系统的运行状态或向系统输入运行参数。键盘电路一般由键盘接口电路、按键(由控制系统运行状态的功能键和向系统输入数据的数字调节键组合)以及键盘扫描程序等部分组成。本系统键盘电路共有8个按键组成，按4×2的格式布置。键盘的电路连接如图4所示。键盘的工作原理是：按下键帽时，按键内的复位弹簧被压缩，动片触点与静片触点相连，按键接通，相应键向单片机端口发送一个低电平，松开键帽，按键断开。

温度传感器的连接如图5所示。

系统基本功能：

(1)自动检测温度

(2)可进行24秒倒计时，倒数3秒蜂鸣器响铃提醒。

(3)对每节比赛10分钟倒计时，倒数3秒时蜂鸣器响铃提醒。

(4)对每场比赛进行总计时，详细显示每场比赛进行的总时间。

(5)通过无线控制点阵，实时显示比赛现场分数，方便观众了解比赛 分数。

(6)本品为手持式，按键操作，方便裁判操作。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (5)

1.一种基于物联网的篮球比赛控制系统，其特征在于，包括单片机模块，与单片机连接的电源模块、LCD显示模块、语音报警模块和无线模块，所述电源模块用于提供稳定直流电源，所述LCD显示模块包括时间显示界面和比分显示界面，所述时间显示界面用于显示进攻剩余时间和每节剩余时间，语音报警模块用于接收单片机发送的信号进行提醒和报警，无线模块用于将实时比分信息发送到大型点阵上显示。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的篮球比赛控制系统，其特征在于，所述单片机模块还连接按键电路，所述按键电路包括按键接口电路、按键以及按键扫描程序，所述按键由控制系统运行状态的功能键和向系统输入数据的数字调节键组合。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的篮球比赛控制系统，其特征在于，所述按键电路共有8个按键组成，按4×2的格式布置。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的篮球比赛控制系统，其特征在于，所述单片机还包括温度传感器，其采集的温度由LCD显示模块显示。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的篮球比赛控制系统，其特征在于，所述单片机还连接太阳能电池板。