武术散打竞赛用电子护具的数据集中器及其传输方法技术

本发明专利技术公开了一种武术散打竞赛用电子护具的数据集中器，包括I/O模块、无线数传模块、ARM处理模块、安全检测模块、串口转换芯片和USB接口；无线数传模块包括第一无线模块接收端、第二无线模块接收端、第三无线模块接收端和调理电路，第一无线模块接收端、第二无线模块接收端和第三无线模块接收端分别通过调理电路连接到ARM处理模块；ARM处理模块通过串口转换芯片连接USB接口；本发明专利技术还公开了一种武术散打竞赛用电子护具数据集中器的传输方法。使数据传输的可靠性及实时性大大增强；防止数据丢失或损坏，减小了数据的误差；同时降低网络时延，提高网络负载量，对数据包进行判定、校验并转换格式，提高了数据传输的稳定性。

Data concentrator for electronic protective gear for Wushu Sanda Competition and transmission method thereof

The invention discloses a data concentrator electronic protector of Wushu Sanda Competition, including I/O module, wireless transmission module, ARM processing module, security detection module, serial conversion chip and USB interface; wireless data transmission module comprises a first wireless receiver module, wireless receiver module second, third wireless receiver and conditioning module the first wireless receiver circuit module, wireless module second and third wireless receiver module of the receiving end respectively through conditioning circuit connected to the ARM processing module; ARM module connected through the serial port USB interface conversion chip; the invention also discloses a method for transmitting the electronic gear data concentrator a Wushu Sanda competition. Greatly enhance the reliability of data transmission and real-time; to prevent data loss or damage, reduce the error of the data; at the same time to reduce network latency and improve network load, judge, check and convert the format of data package, to improve the stability of data transmission.

【技术实现步骤摘要】
武术散打竞赛用电子护具的数据集中器及其传输方法
本专利技术涉及数据传输领域，具体涉及武术散打竞赛用电子护具的数据集中器及其传输方法。
技术介绍
在武术散打竞赛中，采用无线信号传输来进行比赛判断和计分是未来的一个发展方向，在信号传输过程中需要用到数据集中器来对数据信号进行集中处理并传输到上位机。而集中器(concentratordevice)是连接上位机、计算机或通信设备的中心连接点设备，它成为电缆汇合的中心点。在数据传输中，上位机没有足够多的接口来依次采集多路数据，且可供用户自行使用的，没有那么大的缓存区或足够多的中断源，所以需要数据集中器整合采集数据，作进一步优化处理，再将数据传输给上位机。在若干上位机密集区内，通常为减少通信线路，先把上位机接到集中器，然后再将集中器连接到计算机的通信控制器，因此，集中器也是共享线路和提高线路利用率的一种有效设备。数据集中器需要有一定的传输协议来支持数据的传输，在现有技术中，在SCTP协议下有两种传输控制方式，一种是绑定式，将多个用户数据组装成一个数据包发送，来减少网络上消息包的个数；另一种是非绑定式，当每个用户的数据到达后，不做任何的等待，直接组装成数据包进行发送，来降低消息发送的时延。在以上现有技术中，绑定式传输控制方式由于等待多个用户数据一并绑定，时延大，而非绑定式传输控制方式由于每个用户的数据单独组装成数据包，数据包的个数较多。
技术实现思路
基于此，针对上述问题，有必要提出一种武术散打竞赛用电子护具的数据集中器及其传输方法，其数据集中器采用ARM处理模块，可靠性及实时性大大增强，抗干扰能力强；同时连接有安全检测模块，对多路数据的传输进行保护，防止数据丢失或损坏；ARM处理模块与FPGA芯片通过并行总线连接，实现硬件编程扩展；采用ACDC模块和稳压器，使电压降低，保证电压稳定；并采用串口转换芯片，转换输出格式，使数据能正常传输；其传输方法在降低网络时延的同时提高网络负载量，保证了数据传输的可靠性；而且对数据包进行判定、校验并转换格式，使数据能正常的传输到上位机，同时提高了数据传输的稳定性，减小了数据误差的可能性。本专利技术的技术方案如下：一种武术散打竞赛用电子护具的数据集中器，包括采集边裁判员手柄传输信号的I/O模块、采集主裁判手柄和电子护具上传感器无线传输信号的无线数传模块、ARM处理模块、安全检测模块、串口转换芯片和USB接口，所述I/O模块的信号输出端连接ARM处理模块的第一信号输入端；所述的无线数传模块包括第一无线模块接收端、第二无线模块接收端、第三无线模块接收端和调理电路，所述第一无线模块接收端的信号输出端连接调理电路的第一信号输入端，所述第二无线模块接收端的信号输出端连接调理电路的第二信号输入端，所述第三无线模块接收端的信号输出端连接调理电路的第三信号输入端，所述调理电路的信号输出端连接ARM处理模块的第二信号输入端；所述ARM处理模块的信号输出端连接安全检测模块的信号输入端，所述安全检测模块的信号输出端连接串口转换芯片的信号输入端，所述串口转换芯片的信号输出端连接USB接口的信号输入端。在本技术方案中，由于在数据传输中，上位机没有足够多的接口来依次采集多路数据，且可供用户自行使用的，没有那么大的缓存区或足够多的中断源，所以需要数据集中器整合采集数据，作进一步优化处理，再将数据传输给上位机；I/O端口模块接收来自边裁判员手柄传输的信号，无线数传模块的第一无线模块接收端、第二无线模块接收端和第三无线模块接收端分别接收主裁判手柄和两个电子护具上传感器无线传输的信号，再经调理电路后，连接到ARM处理模块进行数据整合处理，并由安全检测模块对传输到ARM处理模块的数据进行检测，最后通过串口转换芯片再次转换数据的输出格式，使数据由USB接口进入上位机；完成了对数据从采集到集中整合，再传输到上位机的整个过程，实现了数据的传输；采用ARM处理模块，可靠性及实时性大大增强，抗干扰能力强；同时连接有安全检测模块，对多路数据的传输进行保护，防止数据丢失或损坏。在一个优选地实施例中，该武术散打竞赛用电子护具的数据集中器还包括电源模块，所述的电源模块包括电源输入接口、ACDC模块和稳压器，所述的电源输入接口为220V交流电，且电源输入接口的信号输出端连接ACDC模块的信号输入端，所述ACDC模块的信号输出端连接稳压器的信号输入端，所述稳压器的信号输出端连接I/O模块的信号输入端。在本技术方案中，电源直接接入220V市电，经由ACDC模块将电压降到12V，再通过稳压器对电路进行调节，使电压稳定；最终，连接至I/O模块，由各自的跳线接口进行分配使用；实现了降低电压的功能，保证了电压的稳定，使I/O端能接收来自边裁判员手柄所传输的信号。在进一步优选地实施例中，所述的稳压器为单通道线性稳压器TPS76950。目的是其工作稳定、性价比高，既能对电路进行有效的调节，又节约了成本，且其具有超低功耗、低压降的性能。在更进一步优选地实施例中，所述ARM处理模块通过并行总线还连接有FPGA芯片，所述FPGA芯片的信号输出端连接ARM处理模块的第三信号输入端。在本技术方案中，FPGA芯片提供与ARM总线协议一致的接口，使FPGA芯片与ARM处理模块的并行总线连接，实现ARM和FPGA之间的通信；且实现了对硬件进行编程扩展。本专利技术还提供了一种武术散打竞赛用电子护具数据集中器的传输方法，包括以下步骤：a、接收不同频率的多路数据信号，并根据不同的频率将数据信号分别储存至相应频载的接收端内，转换为数据帧；b、将转换后的多个数据帧集中储存至数据集中器的判定区内，且其状态按预设定的传输协议设置为待判定状态；c、判断判定区内的单一数据帧大小是否高于25帧，如果高于，则筛选出高于25帧类型的数据帧，并移除出判定区；如果不高于，则打包不高于25帧类型的数据帧，形成第一数据包，并移送至缓冲区，状态变更为待发送状态；d、判断缓冲区内是否存在处于待发送状态的其他数据包，若存在，则将缓冲区内所有处于待发送状态的数据包一并发送至上位机；若不存在，则发送第一数据包。在本技术方案中，数据信号由于频率不同，不能同时接收，需分别储存至相应频载的接收端内，转换为数据帧，再判定数据帧，将符合预设定帧数的数据帧打包形成数据包，再统一传输到上位机进行数据处理；使在传输过程中降低网络时延的同时提高网络负载量，保证了数据传输的可靠性；而且对数据包进行判定、校验并转换格式，使数据能正常的传输到上位机，同时提高了数据传输的稳定性，减小了数据误差的可能性。作为上述方案的进一步优化，所述步骤b具体包括以下步骤：判断判定区内是否存在处于待判定状态的其他数据帧，如果存在，则优先对判定区内的其他数据帧进行判定操作；如果不存在，则对刚进入判定区的数据帧进行判定操作。作为上述方案的进一步优化，所述步骤d具体包括以下步骤：在所有待发送状态的数据包发送至上位机之前，对所有待发送状态的数据包进行格式转换，并将转换完成后的所有数据包按照每次一个数据包的形式传输至上位机。目的是由于上位机没有足够多的接口来依次采集多路数据，所以对数据包进行格式转换，集中为一个接口传输到上位机，保证数据能完整传输到上位机，不至于掉包。作为上述方案的更进一步优化，第一数据包内至少有一个完本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种武术散打竞赛用电子护具的数据集中器，其特征在于，包括采集边裁判员手柄传输信号的I/O模块、采集主裁判手柄和电子护具上传感器无线传输信号的无线数传模块、ARM处理模块、安全检测模块、串口转换芯片和USB接口，所述I/O模块的信号输出端连接ARM处理模块的第一信号输入端；所述的无线数传模块包括第一无线模块接收端、第二无线模块接收端、第三无线模块接收端和调理电路，所述第一无线模块接收端的信号输出端连接调理电路的第一信号输入端，所述第二无线模块接收端的信号输出端连接调理电路的第二信号输入端，所述第三无线模块接收端的信号输出端连接调理电路的第三信号输入端，所述调理电路的信号输出端连接ARM处理模块的第二信号输入端；所述ARM处理模块的信号输出端连接安全检测模块的信号输入端，所述安全检测模块的信号输出端连接串口转换芯片的信号输入端，所述串口转换芯片的信号输出端连接USB接口的信号输入端。

【技术特征摘要】
1.一种武术散打竞赛用电子护具的数据集中器，其特征在于，包括采集边裁判员手柄传输信号的I/O模块、采集主裁判手柄和电子护具上传感器无线传输信号的无线数传模块、ARM处理模块、安全检测模块、串口转换芯片和USB接口，所述I/O模块的信号输出端连接ARM处理模块的第一信号输入端；所述的无线数传模块包括第一无线模块接收端、第二无线模块接收端、第三无线模块接收端和调理电路，所述第一无线模块接收端的信号输出端连接调理电路的第一信号输入端，所述第二无线模块接收端的信号输出端连接调理电路的第二信号输入端，所述第三无线模块接收端的信号输出端连接调理电路的第三信号输入端，所述调理电路的信号输出端连接ARM处理模块的第二信号输入端；所述ARM处理模块的信号输出端连接安全检测模块的信号输入端，所述安全检测模块的信号输出端连接串口转换芯片的信号输入端，所述串口转换芯片的信号输出端连接USB接口的信号输入端。2.根据权利要求1所述的武术散打竞赛用电子护具的数据集中器，其特征在于，该武术散打竞赛用电子护具的数据集中器还包括电源模块，所述的电源模块包括电源输入接口、ACDC模块和稳压器，所述的电源输入接口为220V交流电，且电源输入接口的信号输出端连接ACDC模块的信号输入端，所述ACDC模块的信号输出端连接稳压器的信号输入端，所述稳压器的信号输出端连接I/O模块的信号输入端。3.根据权利要求2所述的武术散打竞赛用电子护具的数据集中器，其特征在于，所述的稳压器为单通道线性稳压器TPS76950。4.根据权利要求1或2所述的武术散打竞赛用电子护具的数据集中器，其特征在于，所述ARM处理模块通过并行总线还连接有FPGA芯片，所述FPGA芯片的信号输出端连接ARM处理模块的第三信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙超，
申请(专利权)人：成都体育学院，
类型：发明
国别省市：四川,51