散打对抗数据采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种散打对抗数据采集系统，由压力传感器、压力信号调理电路、模数转换模块、采集端无线传输模块、电源电路、数据集中端无线传输模块、数据集中器、上位机通信电路和上位机组成，压力传感器的信号输出端通过压力信号调理电路与采集端无线传输模块连接，电源电路与压力信号调理电路和采集端无线传输模块连接，数据集中端无线传输模块与数据集中器连接，数据集中器通过上位机通信电路与上位机连接。本发明专利技术为解决散打运动员击打参数定量获取的难题，设计了多路数据采集系统，佩戴在运动员身上的数据采集终端，上位机数据处理系统实现接收数据的存储和历史数据的波形显示，为裁判和运动员提供友好的人机交互界面，具有推广使用的价值。

Sanda confrontation data acquisition system

The invention discloses a data acquisition system of Sanda athletes, which consists of a pressure sensor, a pressure signal conditioning circuit, analog-to-digital conversion module, acquisition terminal wireless transmission module, power supply circuit, data terminal wireless transmission module, data concentrator and PC communication circuit and the host computer, the signal output of the pressure sensor is connected by a pressure signal conditioning the collection end circuit and wireless transmission module, the power supply circuit is connected with a pressure signal conditioning circuit and data acquisition terminal of wireless transmission module, wireless transmission module and terminal centralized data concentrator connection, data concentrator machine connected by communication circuit and host PC. The invention is to solve the problem of obtaining quantitative parameters on Sanda athletes, the design of multi-channel data acquisition system, data acquisition terminal worn on the players, data processing computer system can receive data storage and historical data of the waveform display, referees and athletes with a friendly man-machine interface, with the promotion of the value of.

【技术实现步骤摘要】
散打对抗数据采集系统
本专利技术涉及一种体育辅助器械，尤其涉及一种散打对抗数据采集系统。
技术介绍
在目前的散打对抗中，运动员的比赛状况通过视频回放的方式展现给运动员，并通过观看视频对运动员的运动状态、击打力度、击打频率等参数进行分析。通过视频回放，定性分析运动员的击打快慢、击打力度，从而为教练指定训练方案提供数据支持。然而，视频回放的方式无法定量获得运动员的击打力度和击打频率，无法以直观的方式展示运动员的击打参数。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种散打对抗数据采集系统。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：本专利技术由压力传感器、压力信号调理电路、模数转换模块、采集端无线传输模块、电源电路、数据集中端无线传输模块、数据集中器、上位机通信电路和上位机组成，所述压力传感器的信号输出端通过所述压力信号调理电路和模数转换模块与所述采集端无线传输模块连接，所述电源电路与压力信号调理电路和采集端无线传输模块连接，所述数据集中端无线传输模块与采集端无线传输模块通过无线连接，所述数据集中端无线传输模块与所述数据集中器连接，所述数据集中器通过所述上位机通信电路与所述上位机连接。所述压力传感器、所述压力信号调理电路、所述采集端无线传输模块和所述电源电路构成一组信号采集终端，所述信号采集终端为多组，所述数据集中端无线传输模块为多个，多个所述数据集中端无线传输模块均与所述数据集中端连接。所述电源电路采用型号TPS76933的芯片。所述压力信号调理电路采用型号OPA2376的芯片。所述数据集中器型号为ATxmega64A3处理器。所述上位机通信电路采用型号CH341A的芯片。本专利技术的有益效果在于：本专利技术是一种散打对抗数据采集系统，与现有技术相比，本专利技术为解决散打运动员击打参数定量获取的难题，设计了多路数据采集系统。该数据采集系统佩戴在运动员身上的数据采集终端，与上位机连接的数据集中器和运行于上位机的数据处理系统组成。数据采集终端采集来自运动员前胸、大腿、腹部的压力信号，将压力信号转换为数字信号，并将采集的压力数据以数据包的形式通过无线模块上传到数据集中器；数据采集终端采集接收来自数据集中器的命令数据，从而实现数据采集终端的采集频率、采集模式等参数的设置。数据集中器接收来自两位散打运动员的数据采集终端的数据，并将接收数据进行打包处理后传输给上位机；上位机软件接收来自数据集中器的数据，并将接收数以图形化的方式显示击打波形，并通过击打波形的频率分析运动员的击打频率，为裁判和运动员提供友好的人机交互界面；上位机数据处理系统实现接收数据的存储和历史数据的波形显示。附图说明图1是本专利技术的整体结构原理框图；图2是本专利技术电源电路的电路结构原理图；图3是本专利技术电源电路中TPS76933芯片内部结构框图；图4是本专利技术压力信号调理电路的电路结构原理图；图5是本专利技术数据集中器的处理器管脚示意图；图6是本专利技术数据集中器自带模数转换器内部结构图；图7是本专利技术上位机通信电路的电路结构原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如图1所示：本专利技术由压力传感器、压力信号调理电路、模数转换模块、采集端无线传输模块、电源电路、数据集中端无线传输模块、数据集中器、上位机通信电路和上位机组成，所述压力传感器的信号输出端通过所述压力信号调理电路和模数转换模块与所述采集端无线传输模块连接，所述电源电路与压力信号调理电路和采集端无线传输模块连接，所述数据集中端无线传输模块与采集端无线传输模块通过无线连接，所述数据集中端无线传输模块与所述数据集中器连接，所述数据集中器通过所述上位机通信电路与所述上位机连接。所述压力传感器、所述压力信号调理电路、模数转换模块、所述采集端无线传输模块和所述电源电路构成一组信号采集终端，所述信号采集终端为多组，所述数据集中端无线传输模块为多个，多个所述数据集中端无线传输模块均与所述数据集中端连接。信号采集终端需要对佩戴在大腿、前胸、腹部的3路压力传感器的压力信号进行采集，因此需要3路模/数转换器对模拟进行采样。运动员在运动过程中活动范围较大，采集数据的传输不适宜有线的方式，因此，数据采集终端采用无线数传模块实现采集数据的传输，和充电电池实现终端的供电。如图2所示：所述电源电路采用型号TPS76933的芯片，由于数据采集终端的由充电电池供电，因此，电源的线性调节器应选择低压差的线性调节器。数据采集终端的电源电路选择TI公司的TPS769系列的TPS76933线性调节器，在图1所示的电路中，JP201为电池的输入接口，SW1为电源的控制开关，当开关处于1、2管脚时，电池向TPS76933供电。电池的提供的电源经TPS76933稳压后向采集终端提供稳定的3.3v电源。TPS76933可提供100mA的输出电流，其静态电流仅有17uA，输入输出电压差达71mV；工作于休眠模式的静态电流仅为1uA，且具有过流保护功能，其内部结构框图如图3所示。如图4所示：所述压力信号调理电路采用型号OPA2376的芯片，散打运动员所用压力传感器在击打过程中输出电压信号的最大幅度为20V，选择模/数转换器的参考电压为2V时,则需要将输入的电压信号进行10倍的衰减后输入到模/数转换器进行模/数转换，其信号调理电路如图3所示。在图3所示的电路中，J402为压力信号的输入接口，运算放大器采用TI公司的OPA2376,该运算放大器的静态工作电流仅为760uA，增益带宽积为5.5MHz,供电电压为2.2V～5.5V。OPA2376运算放大器广泛应用于模数转换器的缓冲器、音频设备、医疗器械、手持测试设备、传感器信号检测等。在图4所示的电路中，Vo1＝(Vp-Vn)/10,Vo2＝Vo1。INA+、INA-和OUT_A构成差分放大电路，其放大倍数为R404/R403＝1/10。INB+、INB-和OUT_B构成射随器，其输出电压Vo2与其输入电压Vo1相等。Vo2经模/数转换器转换为数字信号，并通过无线数传模块上传到数据集中器实现数据的无线传输。如图5所示：所述数据集中端型处理器号为ATxmega64A3，实现模拟信号的模/数转换，可以通过ADS7883,AD8302等模/数转换器芯片，考虑到数据采集终端的体积因素，选择集成模/数转换器的ATxmega64A3处理器实现信号的模/数转换和采集信号的处理。ATxmega64A3处理器的模/数转换器为12位，采样频率高达2MHz，转换精度为12位时的转换时间低至3.5微妙，转换精度为8位时的转换时间低至2.5微秒，具有16个单端输入端口，12个无内部增益的的差分输入端口，8个带内部增益差分输入端口。内部增益可设置为1，2，4，16，32和64。具有4个模数转换通道，且每个通道具有单独的输入控制寄存器和转换结果寄存器。模数转换器的参考电平可选择为内部参考电压或外部输入电压。可通过比较功能实现对用户定义的门槛电压进行监测。ATxmega64A3处理器自带的模/数转换器的内部功能框图如图6所示。无线传输模块：数据采集的采集终端需要及时发送到数据集中器，并通过数据集中器将数据采集终端的数据进行图形化显示和存储。由于散打运动员在训练和对抗过程中位置在不停的变化，因此不适宜采用有线的方式进行数据传输。而无线传输的方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种散打对抗数据采集系统，其特征在于：由压力传感器、压力信号调理电路、模数转换模块、采集端无线传输模块、电源电路、数据集中端无线传输模块、数据集中器、上位机通信电路和上位机组成，所述压力传感器的信号输出端通过所述压力信号调理电路和模数转换模块与所述采集端无线传输模块连接，所述电源电路与压力信号调理电路和采集端无线传输模块连接，所述数据集中端无线传输模块与采集端无线传输模块通过无线连接，所述数据集中端无线传输模块与所述数据集中器连接，所述数据集中器通过所述上位机通信电路与所述上位机连接。

【技术特征摘要】
1.一种散打对抗数据采集系统，其特征在于：由压力传感器、压力信号调理电路、模数转换模块、采集端无线传输模块、电源电路、数据集中端无线传输模块、数据集中器、上位机通信电路和上位机组成，所述压力传感器的信号输出端通过所述压力信号调理电路和模数转换模块与所述采集端无线传输模块连接，所述电源电路与压力信号调理电路和采集端无线传输模块连接，所述数据集中端无线传输模块与采集端无线传输模块通过无线连接，所述数据集中端无线传输模块与所述数据集中器连接，所述数据集中器通过所述上位机通信电路与所述上位机连接。2.根据权利要求1所述的散打对抗数据采集系统，其特征在于：所述压力传感器、所述压力信号调理电路、模数...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁鹏飞，王恬，法林，杨宏，刘继红，贺伟，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61