CN209464572U - 坐位体前屈测试仪及基于物联网的坐位体前屈测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种坐位体前屈测试仪，包括坐垫及测试电路，坐垫上设置有支撑杆，支撑杆下端设置有脚踏板，支撑杆上端设置有平行于坐垫的测量杆，测量杆上设置有可移动手推板，测量杆上设置有显示屏；测试电路包括提示灯、单片机模块、传感器模块、脉冲输入模块、实时时钟模块、通讯模块以及人机交互模块，人机交互模块包括上述显示屏及按键控制模块，人机交互模块通过通讯模块与单片机进行通讯；本实用新型还公开基于物联网的坐位体前屈测试系统，本实用新型可得出更准确的坐位体前屈测试数据以及能够将测试数据快速上传到物联网云平台。

Description

坐位体前屈测试仪及基于物联网的坐位体前屈测试系统

技术领域

本实用新型涉及坐位体前屈运动器械领域，尤其涉及一种坐位体前屈测试仪。本实用新型还涉及一种基于物联网的坐位体前屈测试系统。

背景技术

坐位体前屈(Sit And Reach)是大中小学体质健康测试项目，它的测试目的是测量在静止状态下的躯干、腰、髋等关节可能达到的活动幅度，主要反映这些部位的关节、韧带和肌肉的伸展性和弹性及身体柔韧素质的发展水平。

现有的用于坐位体前屈的测试仪器，大多数采用机械结构，通过标尺测量，人工读取数据，这样的设备存在人为误差，测试精确度低；还有部分坐位体前屈测试仪也会采用到电子系统，但设计工程师的重点常常在于检测坐位体前屈得到的位移结果，却忽略了检测对象在检测过程中动作是否规范，如果检测对象在检测过程中动作不规范，那么得到的检测结果也不够真实和准确，从而影响对后续身体发展的规划，所以坐位体前屈测试仪需要进一步改良。

实用新型内容

为此，本实用新型的目的之一在于提供一种坐位体前屈测试仪，该坐位体前屈测试仪可得更准确的坐位体前屈测试数据。

本实用新型的目的之二在于提供一种基于物联网的坐位体前屈测试系统，其以本实用新型的坐位体前屈测试仪作为物联网传感器，收集学生的坐位体前屈测试数据，上报至学校级别的物联网云平台、市级教育部门的物联网云平台、或者国家教委的物联网云平台。

本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：

一种坐位体前屈测试仪,包括坐垫及测试电路，其特征在于：坐垫上设置有垂直于坐垫的支撑杆，支撑杆下端设置有垂直于坐垫的脚踏板，支撑杆上端设置有平行于坐垫的测量杆，测量杆上设置有可移动手推板，测量杆远离坐垫座位的一端设置有显示屏；测试电路包括提示灯、单片机模块、传感器模块、脉冲输入模块、实时时钟模块、通讯模块以及人机交互模块，人机交互模块包括上述显示屏及按键控制模块，人机交互模块通过通讯模块与单片机进行通讯；

按键控制模块把个人信息通过通讯模块传输至单片机，当手推板被推动时，传感器把不同相位的信号一、信号二传送至单片机，实时时钟模块传送实时时钟信息至单片机，单片机处理收到的信号一、信号二以及实时时钟信息后，若判断手推板运动过程中加速度大于预设值，单片机则启动提示灯以提示重新测量；若得出手推板运动过程中加速度小于或等于预设值，单片机则把测量出的位移信息通过通讯模块传输至显示屏供查阅或记录。

通过采用上述技术方案，该坐位体前屈测试仪利用测试电路各模块获得的数据传输至单片机，经单片机处理得出手推板被推动时的加速度，单片机通过判断加速度是否大于预设值，若手推板加速度大于预设值即说明手推板被推动时的速度过快，测试人有利用惯性去进行测试的嫌疑，得出的数据不够真实和准确，单片机则指令启动提示灯，提示灯提示测试人重新作坐位提前屈测试；若手推板加速度小于或等于预设值，单片机即判断该数据较为真实准确，则把数据输出；该坐位体前屈内根据手推板被推动时的加速度大小从而去判断测试人作坐位体前屈时动作是否规范，可得出更为真实及准确的测试数据。

进一步地，所述测试电路还包括与单片机连接的字库存储器，字库存储器内存储文字字库以供单片机提取文字数据。

进一步地，所述单片机设有ISP接口供连接电脑以对单片机进行调试。

进一步地，所述测试电路还包括与单片机连接的电池电压检测模块。

进一步地，所述按键控制模块为电容式触摸感应按键控制模块。

进一步地,所述单片机设有程序下载接口，所述程序下载接口用于连接下载器以对单片机输入程序从而对单片机进行内部测试。

进一步地，所述实时时钟模块外接有晶振。

进一步地，所述实时时钟模块连接有多电源供电二极管，所述多电源供电二极管不间断由电源或纽扣电池供电以保护实时时钟模块输出的数据。

本实用新型的目的之二采用如下技术方案实现：

基于物联网的坐位体前屈测试系统其包括至少一个上述任一项所述的坐位体前屈测试仪、坐位体前屈测试主机、坐位体前屈数据库服务器以及数据显示终端装置；

所述坐位体前屈测试仪还包括物联网通讯模块，由所述坐位体前屈测试仪采集的坐位体前屈数据通过所述物联网通讯模块传输到所述坐位体前屈测试主机，所述坐位体前屈测试主机通过有线或无线互联网络将所述坐位体前屈数据传输到所述坐位体前屈数据库服务器中，并且，所述数据显示终端装置从所述坐位体前屈数据库服务器中提取、分析和处理所述坐位体前屈数据，以图形方式或数据列表方式显示分析处理的结果。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：该坐位体前屈测试仪利用测试电路各模块获得的数据传输至单片机，经单片机处理得出手推板被推动时的加速度，单片机通过判断加速度是否大于预设值，若手推板加速度大于预设值即说明手推板被推动时的速度过快，测试人有利用惯性去进行测试的嫌疑，得出的数据不够真实和准确，单片机则指令启动提示灯，提示灯提示测试人重新作坐位提前屈测试；若手推板加速度小于或等于预设值，单片机即判断该数据较为真实准确，则把数据输出；该坐位体前屈内根据手推板被推动时的加速度大小从而去判断测试人作坐位体前屈时动作是否规范，若测试动作不规范则提示重新测试，可得出更为真实及准确的测试数据；基于物联网的坐位体前屈测试系统能够将测量数据快速上传到物联网云平台。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一较佳实施例的单片机模块电路图；

图3为本实用新型一较佳实施例的电源电压输入电路图；

图4为本实用新型一较佳实施例的电池电压检测电路图；

图5为本实用新型一较佳实施例的按键控制模块电路图；

图6为本实用新型一较佳实施例的脉冲输入电路图；

图7为本实用新型一较佳实施例的实时时钟模块电路图；

图8为本实用新型一较佳实施例的蜂鸣器电路图；

图9为本实用新型一较佳实施例的提示灯电路图；

图10为本实用新型一较佳实施例的3.3V稳压电路电路图；

图11为本实用新型一较佳实施例的5V稳压电路电路图。

图中：1、坐垫；3、脚踏板；4、测量杆；5、手推板；6、显示屏；7、测试电路。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种坐位体前屈测试仪,包括坐垫1及测试电路7，如图1-7所示，坐垫1 上设置有垂直于坐垫1的支撑杆，支撑杆下端设置有垂直于坐垫1的脚踏板3，支撑杆上端设置有平行于坐垫1的测量杆4，测量杆4上设置有可移动手推板5，测量杆4远离坐垫1座位的一端设置有显示屏6；测试电路7包括提示灯、单片机模块、传感器模块、脉冲输入模块、实时时钟模块、通讯模块以及人机交互模块，人机交互模块包括上述显示屏6及按键控制模块，人机交互模块通过通讯模块与单片机进行通讯；

按键控制模块把个人信息通过通讯模块传输至单片机，当手推板5被推动时，传感器模块把不同相位的信号以及信号二传送至单片机，实时时钟模块传送实时时钟信息至单片机，单片机处理收到信号一、信号二以及实时时钟信息后，若判断手推板5运动过程中加速度大于预设值，单片机则启动提示灯以提示重新测量；若得出手推板5运动过程中加速度小于或等于预设值，单片机则把测量出的位移信息通过通讯模块传输至显示屏6供查阅或记录。

通过采用上述技术方案，该坐位体前屈测试仪利用测试电路7各模块获得的数据传输至单片机，经单片机处理得出手推板5被推动时的加速度，单片机通过判断加速度是否大于预设值，若手推板5加速度大于预设值即说明手推板5 被推动时的速度过快，测试人有利用惯性去进行测试的嫌疑，得出的数据不够真实和准确，单片机则指令启动提示灯，提示灯提示测试人重新作坐位提前屈测试；若手推板5加速度小于或等于预设值，单片机即判断该数据较为真实准确，则把数据输出；该坐位体前屈内根据手推板5被推动时的加速度大小从而去判断测试人作坐位体前屈时动作是否规范，可得出更为真实及准确的测试数据。

作为优选的实施方式，如图1-11所示，本实施例中支撑杆和脚踏板3合并了，省去了支撑杆，脚踏板3直接支撑测量杆4，降低了该坐位体前屈的生产成本也方便组装；本实施例中传感器模块与脉冲输入模块连接，脉冲输入模块、实时时钟模块分别与单片机模块连接，单片机模块还连接有提示灯和蜂鸣器，测试电路7安装于显示屏6下方，便于测试电路内的传感器直接感应手推板5 产生的位移信号和速度信号，以便于其他模块对信号进行后续的操作；综合成本和性能方面考虑，测试电路还包括电源电压输入电路、3.3V稳压电路以及5V 稳压电路对电压进行稳压、电池电压检测电路对电池电压进行检测。

更佳地，测试电路7还包括与单片机连接的字库存储器，字库存储器内存储文字字库以供单片机提取文字数据；由于该坐位体前屈测试仪常用于学生测试，在使用前，学生通常会输入学号，测试仪内的单片机可根据学号在字库存储器内读取该学号对应的中文名字，以校对学生是否为该学号所对应的学生，该功能可一定程度上避免某些同学代他人测试的情况。

更佳地，单片机设有ISP接口供连接电脑或蓝牙以对单片机进行调试；ISP 接口支持在线系统编程，电路板上的空白器件可以通过ISP接口在线编程写入最终用户代码，不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以根据实际需要用ISP方式擦除或再编程，使得该坐位体前屈测试仪的使用方便快捷，应用范围广。

更佳地，测试电路还包括与单片机连接的电池电压检测模块，电池电压检测模块通过单片机内的AD采样转换对分压出来的电压进行电压检测，使得该坐位体前屈测试仪的使用更加安全。

更佳地，按键控制模块为电容式触摸感应按键控制模块，该实施例中优选WTC6106BSI-L电容式触摸感应按键芯片，其功耗低，其中的触摸按键通过1K电阻连接到了WTC6106BSI-L芯片，通过电阻可以提供更稳定的测量效果，它还外接了灵敏度调节电容，通过改变基准电容的值可对按键的灵敏度进行调节。

更佳地，单片机设有程序下载接口，程序下载接口用于连接下载器下载程序以对单片机进行内部测试，本实施例中的程序下载接口为JTAG接口，下载器采用JLink，下载器JLink通过JTAG接口输入对单片机的内部测试程序，以保证单片机的内部安全。

更佳地，实时时钟模块外接晶振，外接晶振可为单片机提供更精准的时钟信息，从而使该坐位体前屈测试仪测出的数据更为准确。

更佳地，实时时钟模块连接有多电源供电二极管，所述多电源供电二极管不间断由电源或纽扣电池供电以保护实时时钟模块输出的数据；本实施例中的多电源供电二极管优选为BAT54C多电源供电二极管，电源正常供电时，供电边二极管导通，当电源不供电时就由纽扣电池3V供电，用做数据保护作用。

所述坐位体前屈测试仪也可用作物联网传感器，为此，根据本实用新型的坐位体前屈测试仪的一实施例，本实用新型还提供基于物联网的坐位体前屈测试系统，其包括上述实施例中的的坐位体前屈测试仪，还包括坐位体前屈测试主机、坐位体前屈数据库服务器以及数据显示终端装置；坐位体前屈测试仪还包括物联网通讯模块，由坐位体前屈测试仪采集的坐位体前屈数据通过物联网通讯模块传输到坐位体前屈测试主机，坐位体前屈测试主机通过有线或无线互联网络将坐位体前屈数据传输到坐位体前屈数据库服务器中，并且，数据显示终端装置从坐位体前屈数据库服务器中提取、分析和处理坐位体前屈数据，以图形方式或数据列表方式显示分析处理的结果。

坐位体前屈测试主机能够与多个坐位体前屈测试仪同时实现无线通讯。坐位体前屈测试主机可以是本申请人开发的新产品，也可以是现有技术中的坐位体前屈测试主机。坐位体前屈测试主机的结构不在本发明的保护范围之内，于此不再详细描述。

典型地，根据本实用新型的基于物联网的坐位体前屈测试系统的另一实施例，其包括上述的坐位体前屈测试仪、物联网路由器、坐位体前屈数据库服务器以及数据显示终端装置。

所述物联网路由器能够与多个坐位体前屈测试仪同时实现无线通讯。

优选地，所述物联网通讯模块是NB-IOT通讯模块、或者Lora通讯模块、或者Zigbee通讯模块、或者2.4G通信模块、或者Wifi通讯模块、或者蓝牙通讯模块。

因此，本实用新型的坐位体前屈测试仪可作为物联网前端传感器，收集例如学生的坐位体前屈测试数据，上报至学校级别的物联网云平台、市级教育部门的物联网云平台、或者国家教委的物联网云平台。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (9)

1.坐位体前屈测试仪,包括坐垫及测试电路，其特征在于：坐垫上设置有垂直于坐垫的支撑杆，支撑杆下端设置有垂直于坐垫的脚踏板，支撑杆上端设置有平行于坐垫的测量杆，测量杆上设置有可移动手推板，测量杆远离坐垫座位的一端设置有显示屏；测试电路包括提示灯、单片机模块、传感器模块、脉冲输入模块、实时时钟模块、通讯模块以及人机交互模块，人机交互模块包括上述显示屏及按键控制模块，人机交互模块通过通讯模块与单片机进行通讯；

按键控制模块把个人信息发送至单片机，当手推板被推动时，传感器把不同相位的信号一、信号二传送至单片机，实时时钟模块传送实时时钟信息至单片机，单片机处理收到的信号一、信号二以及实时时钟信息后，若判断手推板运动过程中加速度大于预设值，单片机则启动提示灯以提示重新测量；若判断手推板运动过程中加速度小于或等于预设值，单片机则把测量出的位移信息通过通讯模块传输至显示屏供查阅或记录。

2.如权利要求1所述的坐位体前屈测试仪，其特征在于：所述测试电路还包括与单片机连接的字库存储器，字库存储器内存储文字字库以供单片机提取文字数据。

3.如权利要求1所述的坐位体前屈测试仪，其特征在于：所述单片机设有ISP接口供连接电脑以对单片机进行调试。

4.如权利要求1所述的坐位体前屈测试仪，其特征在于：所述测试电路还包括与单片机连接的电池电压检测模块。

5.如权利要求1所述的坐位体前屈测试仪，其特征在于：所述按键控制模块为电容式触摸感应按键控制模块。

6.如权利要求1所述的坐位体前屈测试仪，其特征在于：所述单片机设有程序下载接口，所述程序下载接口用于连接下载器以对单片机输入程序从而对单片机进行内部测试。

7.如权利要求1所述的坐位体前屈测试仪，其特征在于：所述实时时钟模块外接有晶振。

8.如权利要求1所述的坐位体前屈测试仪，其特征在于：所述实时时钟模块连接有多电源供电二极管，所述多电源供电二极管不间断由电源或纽扣电池供电以保护实时时钟模块输出的数据。

9.基于物联网的坐位体前屈测试系统，其特征在于：其包括至少一个按照权利要求1至8中任一项所述的坐位体前屈测试仪、坐位体前屈测试主机、坐位体前屈数据库服务器以及数据显示终端装置；

所述坐位体前屈测试仪还包括物联网通讯模块，由所述坐位体前屈测试仪采集的坐位体前屈数据通过所述物联网通讯模块传输到所述坐位体前屈测试主机，所述坐位体前屈测试主机通过有线或无线互联网络将所述坐位体前屈数据传输到所述坐位体前屈数据库服务器中，并且，所述数据显示终端装置从所述坐位体前屈数据库服务器中提取、分析和处理所述坐位体前屈数据，以图形方式或数据列表方式显示分析处理的结果。