CN211783598U

CN211783598U - 一种骑行数据采集系统

Info

Publication number: CN211783598U
Application number: CN202020470404.8U
Authority: CN
Inventors: 方南
Original assignee: Xiaoqiji Wuhan Technology Co ltd
Current assignee: Xiaoqiji Wuhan Technology Co ltd
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2030-04-03

Abstract

本实用新型公开了一种骑行数据采集系统，包括设置于车架上的主机和设置于车轴处的测速器，其特征在于，所述主机内设置有MCU芯片，所述MCU芯片分别连接有定位模块、通信模块、数据采集模块、数据储存模块、电源管理模块、指示系统模块和蓝牙模块；所述蓝牙模块与所述测速器无线连接。本实用新型能有效解决个人骑行数据采集中涉及的设备较多、单个设备数据不够全面直观，数据干扰，以及多个设备的捆绑带来的操作繁琐和安全隐患的问题。

Description

一种骑行数据采集系统

技术领域

本实用新型涉及运动器材领域，具体来说，涉及一种骑行数据采集系统。

背景技术

能记录个体骑行数据的设备，市面上最常见的就是自行车码表,但是这种传统的码表，往往功能单一。比如GPS码表，它只有GPS定位功能，它的一项骑行速度参数是靠GPS位移运算测量出来的，这种算法误差就很大。通常GPS码表在测量室内骑行速度时完全无法测量。还有些专业骑行车身，他在训练时需要对自身的骑行状态进行多种参数的精确测量，比如，骑行加速度，车身摆幅，踏频等骑行数据。而一般市面上的码表是无法胜任这种复杂的场合的，专项采集一般必须通过多个设备进行，这样需要给车辆和骑手身体装备多个设备，数据间缺乏兼容和读取不够全面，给骑行带来了很多不方便和安全隐患。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种骑行数据采集系统，能够解决上述问题。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种骑行数据采集系统，包括设置于车架上的主机和设置于车轴处的测速器，其特征在于，所述主机内设置有MCU芯片，所述MCU芯片分别连接有定位模块、通信模块、数据采集模块、数据储存模块、电源管理模块、指示系统模块和蓝牙模块；所述蓝牙模块与所述测速器无线连接。

进一步的，所述定位模块为GPS模块。

进一步的，所述通信模块为GPRS模块。

进一步的，所述数据采集模块为9轴陀螺仪。

进一步的，所述MCU芯片为STM3214单片机系统。

进一步的，所述MCU芯片还连接有语音播报模块、海拔测量模块、气压测量模块、温度测量模块和湿度测量模块。

进一步的，还包括人体佩戴设备，所述人体佩戴设备与所述蓝牙模块无线连接。

进一步的，所述人体佩戴设备包括心率测量模块、血氧测量模块和体温测量模块。

进一步的，还包括服务器端，所述通信模块通信连接所述服务器端。

进一步的，还包括移动设备端，所述蓝牙模块与所述移动设备端无线连接。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型能有效解决个人骑行数据采集中涉及的设备较多、单个设备数据不够全面直观，数据干扰，以及多个设备的捆绑带来的操作繁琐和安全隐患的问题。

2、本系统解决了传统码表速度和加速度依靠GPS测量造成数据准确度下降，并且在室内信号弱的情况下无法测出骑行参数的问题。该系统依靠兼容ANT、BLE协议可以实现多种低功耗设备接入，避免了使用有线设备出现安装繁琐、难以使用的问题出现。

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是本实用新型骑行数据采集系统的方框图；

图2是本系统的踏频算法流程图；

图3是本系统的语音播放模块的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，根据本实用新型实施例所述的一种骑行数据采集系统，包括设置于车架上的主机和设置于车轴处的测速器，其特征在于，所述主机内设置有MCU芯片，所述MCU芯片分别连接有定位模块、通信模块、数据采集模块、数据储存模块、电源管理模块、指示系统模块和蓝牙模块；所述蓝牙模块与所述测速器无线连接。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述定位模块为GPS模块。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述通信模块为GPRS模块。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述数据采集模块为9轴陀螺仪。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述MCU芯片为STM3214单片机系统。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述MCU芯片还连接有语音播报模块、海拔测量模块、气压测量模块、温度测量模块和湿度测量模块。

在本实用新型的一个具体实施例中，还包括人体佩戴设备，所述人体佩戴设备与所述蓝牙模块无线连接。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述人体佩戴设备包括心率测量模块、血氧测量模块和体温测量模块。

在本实用新型的一个具体实施例中，还包括服务器端，所述通信模块通信连接所述服务器端。

在本实用新型的一个具体实施例中，还包括移动设备端，所述蓝牙模块与所述移动设备端无线连接。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

本专利设计了一种可以扩展兼容市面上常见的ANT、BLE协议的数据采集系统，同时自身包含加速度、踏频、摆幅、海拔、气压、GPS定位、骑行里程、环境温湿度等参数的测量系统。

速度参数则由测速器来测量。该测速器通过测量地磁归零时间来记录轮胎转一圈所花的时间，然后通过圆的周长算法得到长度，除以时间后就得到速度参数。该方式比使用GPS测量位移算骑行速度的准确率要高出30%左右。而且使用无线设备省去了传统接线方式的繁琐。

此外该系统能够测量车手在加速骑行时的摆幅，弥补了传统码表不能测量摆幅数据的重要缺陷。在骑行时，车身会相对于地面垂直线左右或者上下摆动。也就是物体运动相对于参考空间的欧拉角。左右摆动即为横滚角，上下颠簸即为俯仰角，左右拐弯即为偏航角，物体运动三个角度的测量可以给专业骑手带来精确的骑行姿势校准数据，以便骑手在训练时及时纠正问题。实际测试表明通过研究骑手在骑行的姿态表现数据，可以对骑手的骑行比赛成绩提高10%。

相较于传统GPS码表通过对位移微分方式计算加速度的方法，本系统直接采用九轴陀螺仪进行加速度数据测量。它更能直接的计算出物体运动的线性加速度和各个方向所受的力。传统使用GPS测量加速度的误差能达到5m/s²,特别是在遇到信号弱的时候，精度误差能达到10m/s²。GPS是无法即时发现车子速度和方向的改变的，要等跑了一段距离之后才能测出，因此当骑行者把车子起开后，可以发现加速度数值要等十几秒才能测出来。而陀螺仪能够在方向和速度改变的瞬间即时测出，从而能快速计算出，该车子的瞬时加速度。

传统的码表大都不支持联网功能，用户就无法使用这些码表来得到大量数据，也就得不到实时训练得数据反馈。因此，本系统紧跟物联网潮流，对设备得功能加入网络功能，将骑手运动得实时数据上传给云端，云端会将这些大量的数据进行专业分析，帮助骑手实时了解自己的运动状态。对专业骑手来说，他们往往是最需要这些训练运动数据来作为实时反馈的。

在具体使用时，根据本实用新型的一种骑行数据采集系统，内置高精度GPS、9轴陀螺仪、超低功耗MCU芯片，同时支持移动、联通、电信2G网络，利用云计算对用户的骑行数据进行实时分析统计，以便给用户带来正确的骑行状态参考。

用户在使用该系统时，必须要至少连接一个速度器。其中主机的蓝牙功能部分，支持BLE和ANT协议，当主机开启后，会扫描周围可用的设备，比如，用户激活了速度器（需要提前将速度器固定在车轴上）和心率带（用户带在胳臂上）。这时主机就会将可用的设备信息读取出来上传给服务器端，用户选择连接后，点击开始骑行，就开始骑行。速度器和心率带会周期性发送当前测量的数据。主机实时接收分析和计算，然后将数据上传给服务器端。移动设备端可以实时显示当前的运动数值。此外，主机部分除了通过无线连接低功耗设备外，还会测量骑手的运动摆幅、加速度、环境温度、海拔和气压等这些基本参数。主机最后会将这些数据上传给服务器端。数据会在主机这一层做基础的数据过滤和校准，确保采集到的数据准确无误。服务器端得到这些数据后，得益于服务器得计算速度，它会快速分析和统计当前得骑行状态，例如，快速计算当前骑手得摆幅和踏频是否符合专业训练曲线状态。骑手骑行结束后，只需要将主设备关电就可以了。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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

1.一种骑行数据采集系统，包括设置于车架上的主机和设置于车轴处的测速器，其特征在于，所述主机内设置有MCU芯片，所述MCU芯片分别连接有定位模块、通信模块、数据采集模块、数据储存模块、电源管理模块、指示系统模块和蓝牙模块；所述蓝牙模块与所述测速器无线连接。

2.根据权利要求1所述的骑行数据采集系统，其特征在于，所述定位模块为GPS模块。

3.根据权利要求1所述的骑行数据采集系统，其特征在于，所述通信模块为GPRS模块。

4.根据权利要求1所述的骑行数据采集系统，其特征在于，所述数据采集模块为9轴陀螺仪。

5.根据权利要求1所述的骑行数据采集系统，其特征在于，所述MCU芯片为STM3214单片机系统。

6.根据权利要求1所述的骑行数据采集系统，其特征在于，所述MCU芯片还连接有语音播报模块、海拔测量模块、气压测量模块、温度测量模块和湿度测量模块。

7.根据权利要求1所述的骑行数据采集系统，其特征在于，还包括人体佩戴设备，所述人体佩戴设备与所述蓝牙模块无线连接。

8.根据权利要求7所述的骑行数据采集系统，其特征在于，所述人体佩戴设备包括心率测量模块、血氧测量模块和体温测量模块。

9.根据权利要求1所述的骑行数据采集系统，其特征在于，还包括服务器端，所述通信模块通信连接所述服务器端。

10.根据权利要求1所述的骑行数据采集系统，其特征在于，还包括移动设备端，所述蓝牙模块与所述移动设备端无线连接。