一体化臂带式运动实时监控方法及其设备技术

一体化臂带式运动实时监控方法及其设备，实现在篮球或足球运动时，实时采集并记录运动员状态、位置、加速度、角速度、运动方向、速度、心率等信息,并通过无线发射出去，从而方便教练员对运动员信息进行分析和评估，制定针对性训练计划，提高运动训练效果。它包括心率传感器、信号调理模块、加速度传感器、处理器2、主处理模块、存储模块、无线通信模块、GPS/北斗定位模块、电源管理模块、电池、9轴传感器、USB接口模块；本发明专利技术采用传感器技术、心率检测技术、电源检测技术、无线传输技术、GPS定位技术等，能够对运动员的运动训练过程中的加速度、角速度、速度、方向、心率等信息进行实时监测。

Real time monitoring method and equipment of integrated arm belt motion

Integrated arm belt motion real-time monitoring method and equipment, in basketball or football, real-time acquisition and record player status, position, acceleration, angular velocity, direction of movement, speed, heart rate and other information, and through the wireless transmission out, which is convenient for coaches to analyze and evaluate the player information, to develop targeted training plan, improve the effect of exercise training. It includes heart rate sensors, signal conditioning module, acceleration sensor, processor 2, main processing module, storage module, wireless communication module, GPS/ Beidou positioning module, power management module, battery, 9 axis sensor, USB interface module; the invention adopts the technology of sensor, heart rate detection technology, detection technology, wireless power transmission technology, GPS positioning technology, to the sports training process of athletes in the acceleration and angular velocity, speed, direction, heart rate and other information real-time monitoring.

【技术实现步骤摘要】
一体化臂带式运动实时监控方法及其设备
本专利技术属于体育运动监控应用领域，具体是涉及一种一体化臂带式运动实时监控方法及其设备。
技术介绍
篮球或足球运动，是一项广泛体育运动项目，在活动过程中具有高强度、大负荷的显著特点，要求运动员在比赛过程中，通过发挥个人和集体整体技战术能力和水平，达到战胜对手的目的。因此，如何通过科学的系统化训练提高整体技术能力，是提高篮球或足球运动整体技战术能力和运动员专项能力的关键。对于如何量化篮球或足球运动运动强度和负荷这个核心训练问题，目前没有有效合理的解决方法。一体化臂带式运动实时监控设备，能够实现在篮球或足球运动时，方便穿戴在运动员臂部。在运动员运动过程中，实时采集并记录运动员状态、位置、加速度、角速度、运动方向、速度、心率等信息,并通过无线通信实时发送给外部分析终端，从而方便教练员对运动员训练或比赛信息进行定性和定量分析和评估，制定针对性训练计划，提高运动训练效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过研制一体化臂带式运动实时监控方法及其设备，实现在篮球或足球运动时，实时采集并记录运动员状态、位置、加速度、角速度、运动方向、速度、心率等信息,并通过无线发射出去，从而方便教练员对运动员信息进行分析和评估，制定针对性训练计划，提高运动训练效果。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一体化臂带式运动实时监控设备，包括心率传感器、信号调理模块、加速度传感器、处理器2、主处理模块、存储模块、无线通信模块、GPS/北斗定位模块、电源管理模块、电池、9轴传感器、USB接口模块；其中心率传感器与信号调理模块电连接，信号调理模块、加速度传感器与处理器2电连接，存储模块、无线通信模块、GPS/北斗定位模块、电源管理模块、9轴传感器、USB接口模块、处理器2与主处理模块电连接，USB接口模块分别与主处理模块电连接；同时，USB接口模块在设备存储数据导出时，通过USB线缆与外部分析终端电连接；设备充电时，USB接口模块与外部电源设备电连接；电池与电源管理模块电连接；电源管理模块连接设备各模块；所述心率传感器，用于采集人体心率信号；所述信号调理模块，用于心率传感器输出信号放大、滤波及二次放大补偿处理后传输至处理器2；所述加速度传感器，用于采集人体臂部摆动加速度信息；所述处理器2，用于对接收心率信息和加速度信息进行综合处理，获取人体真实心率信息并传输至主处理模块；所述GPS/北斗定位模块，用于获取运动员的实时经度、纬度和速度信息，同时获取GPS/北斗时钟信息，并传输至主处理模块；所述9轴传感器，用于采集运动员运动过程中的加速度信息、角速度信息、运动方向信息并传输至主处理模块；所述主处理模块，用于接收GPS/北斗定位模块、处理器2、9轴传感器传输的信号并进行处理，经处理后数据写入存储模块，同时通过无线通信模块将处理后数据发送至外部分析终端；所述存储模块，用于存储运动员运动过程中的采集原始数据和设备参数设置信息；所述USB接口模块，用于设备存储数据导出，同时作为设备电源充电接口；所述电源管理模块，用于设备内部各模块电源供电管理、电池充电；所述电池，用于设备供电；所述无线通信模块，用于接收主处理模块传输数据，并发送至外部分析终端。所述的一体化臂带式运动实时监控设备，是一种臂带式可穿戴设备，能够通过臂带固定在人体手臂任意部位。所述加速度传感器，采用三轴加速度传感器，用于采集人体运动过程中臂部摆动加速度信息。所述无线通信模块，采用蓝牙ble通信模块；所述无线通讯模块天线采用PCB布线。所述电源管理模块，包含电源路径管理和电池充放电管理；所述电源路径管理,用于外接电源供电和电池供电间切换；所述电池充放电管理，用于设备电池充放电控制和管理。所述9轴传感器，分别为三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、三轴磁感应传感器。一体化臂带式运动实时监控的方法，它包含如下步骤：①、将一体化臂带式运动实时监控设备固定在运动员手臂处并打开电源开关；②、一体化臂带式运动实时监控设备启动后进行校时，同时采集运动员运动过程加速度信息、角速度信息、运动方向信息、位置信息和心率信息；③、一体化臂带式运动实时监控设备对采集信息加上时间戳后进行存储，同时通过无线通信模块发送至外部分析终端；④、当设备存储数据需要导出时，通过USB接口导出至外部分析终端；⑤、电源管理模块通过运动员运动状态，动态控制电源模块各路电源输出。步骤1中，所述一体化臂带式运动实时监控设备，通过臂带固定在运动员手臂任意部位；所述设备电源开关，采用内嵌式非自复按钮开关，当按下电源开关时打开电源连接，设备启动。步骤2中，所述一体化臂带式运动实时监控设备校时，设备启动后，以GPS/北斗定位模块获取的时间为基准对设备进行校时；如果一体化臂带式运动实时监控设备启动后，GPS/北斗定位模块无法连接并获取时间信息，设备通过无线通信模块向发送外部分析终端发送请求校时信息，外部分析终端收到校时信息后，向一体化臂带式运动实时监控设备发送校时信息，设备收到校时信息后进行校时。步骤2中，所述一体化臂带式运动实时监控设备，以GPS/北斗定位模块获取的时间为基准，采用轮询方式通过9轴传感器、GPS/北斗定位模块对运动员运动过程加速度信息、角速度信息、运动方向信息、速度信息及位置信息进行采集；所述运动员心率信息采集，由心率传感器采集运动员心率信息，经信号调理模块放大、滤波和二次信号补偿后传输至处理器2，同时由加速度传感器采集运动员臂部加速度信息传输至处理器2，处理器2对传输运动员心率信息和臂部加速度信息进行综合处理，滤除因臂部运动带来信号干扰后获取真实的心率信息并传输至主处理模块；所述运动员位置信息，通过GPS/北斗定位模块实时获取运动员经度、纬度信息计算获得。步骤3中，所述一体化臂带式运动实时监控设备，对采集信息处理由主处理模块完成；采集信息以GPS/北斗定位模块获取的时间为基准，对轮询采集的加速度信息、角速度信息、速度信息、运动方向信息、位置信息和心率信息加上时间戳后写入存储模块；所述无线通信模块与外部分析终端之间采用ble协议进行无线通信。步骤4中，所述一体化臂带式运动实时监控设备，存储数据导出，将设备与外部分析终端通过USB线缆进行连接，外部分析终端自动识别一体化臂带式运动实时监控设备，外部分析终端发送数据下载指令，一体化臂带式运动实时监控设备主处理模块收到数据下载指令进行判断处理，通过后从存储模块读取数据，最后经无线通信模块转发至外部分析终端指定目录文件夹下。步骤5中，所述电源管理模块，包括电源路径管理和电池充放电管理；所述电源路径管理，在外接电源供电和电池供电间进行自动切换；当设备检测到外接电源输入时，电源管理模块自动切换到外接电源供电；当外接电源断开时，自动切换到电池供电；所述电池充电管理，包括电池充电电流检测和电池电量检测；电源管理模块在设备电池充电过程中，实时检测电池充电电流和电池电量，通过充电电流判别设备是否处于充电状态，通过充电电流和电池电量判别设备是否充电完成；所述电池放电管理，指设备运动过程电池放电控制管理和电量检测；所述电量检测，电源管理模块实时监测电池电量信息，当电池电量信息低于设定告警下限值，自动提示声光告警，低于极限值时自动切断电源输出；所述设备运动过程电池放电控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一体化臂带式运动实时监控方法及其设备，其特征在于，它包括如下步骤：①、将一体化臂带式运动实时监控设备固定在运动员手臂处，并打开电源开关；②、一体化臂带式运动实时监控设备启动后进行校时，同时采集运动员运动过程加速度信息、角速度信息、运动方向信息、位置信息和心率信息；③、一体化臂带式运动实时监控设备对采集信息加上时间戳后进行存储，同时通过无线通信模块发送至外部分析终端；④、当设备存储数据需要导出时，通过USB接口导出至外部分析终端；⑤、电源管理模块通过运动员运动状态，动态控制电源模块各路电源输出。

【技术特征摘要】
1.一体化臂带式运动实时监控方法及其设备，其特征在于，它包括如下步骤：①、将一体化臂带式运动实时监控设备固定在运动员手臂处，并打开电源开关；②、一体化臂带式运动实时监控设备启动后进行校时，同时采集运动员运动过程加速度信息、角速度信息、运动方向信息、位置信息和心率信息；③、一体化臂带式运动实时监控设备对采集信息加上时间戳后进行存储，同时通过无线通信模块发送至外部分析终端；④、当设备存储数据需要导出时，通过USB接口导出至外部分析终端；⑤、电源管理模块通过运动员运动状态，动态控制电源模块各路电源输出。2.根据权利要求1所述一体化臂带式运动实时监控方法及其设备，其特征在于：步骤1中，所述一体化臂带式运动实时监控设备，通过臂带固定在运动员手臂任意部位；所述设备电源开关，采用内嵌式非自复按钮开关，当按下电源开关时打开电源连接，设备启动。3.根据权利要求1所述一体化臂带式运动实时监控方法及其设备，其特征在于：步骤2中，所述一体化臂带式运动实时监控设备校时，设备启动后，以GPS/北斗定位模块获取的时间为基准对设备进行校时；如果一体化臂带式运动实时监控设备启动后，GPS/北斗定位模块无法连接并获取时间信息，设备通过无线通信模块向发送外部分析终端发送请求校时信息，外部分析终端收到校时信息后，向一体化臂带式运动实时监控设备发送校时信息，设备收到校时信息后进行校时。4.根据权利要求1所述一体化臂带式运动实时监控方法及其设备，其特征在于：步骤2中，所述一体化臂带式运动实时监控设备，以GPS/北斗定位模块获取的时间为基准，采用轮询方式通过9轴传感器、GPS/北斗定位模块对运动员运动过程加速度信息、角速度信息、运动方向信息、速度信息及位置信息进行采集；所述运动员心率信息采集，由心率传感器采集运动员心率信息，经信号调理模块放大、滤波和二次信号补偿后传输至处理器2，同时由加速度传感器采集运动员臂部加速度信息传输至处理器2，处理器2对传输运动员心率信息和臂部加速度信息进行综合处理，滤除因臂部运动带来信号干扰后获取真实的心率信息并传输至主处理模块；所述运动员位置信息，通过GPS/北斗定位模块实时获取运动员经度、纬度信息计算获得。5.根据权利要求1所述一体化臂带式运动实时监控方法及其设备，其特征在于：步骤3中，所述一体化臂带式运动实时监控设备，对采集信息处理由主处理模块完成；采集信息以GPS/北斗定位模块获取的时间为基准，对轮询采集的加速度信息、角速度信息、速度信息、运动方向信息、位置信息和心率信息加上时间戳后写入存储模块；所述无线通信模块与外部分析终端之间采用ble协议进行无线通信。6.根据权利要求1所述一体化臂带式运动实时监控方法及其设备，其特征在于：步骤4中，所述一体化臂带式运动实时监控设备，存储数据导出，将设备与外部分析终端通过USB线缆进行连接，外部分析终端自动识别一体化臂带式运动实时监控设备，外部分析终端发送数据下载指令，一体化臂带式运动实时监控设备主处理模块收到数据下载指令进行判断处理，通过后从存储模块读取数据，最后经无线通信模块转发至外部分析终端指定目录文件夹下。7.根据权利要求1所述一体化臂带式运动实时监控方法及其设备，其特征在于：步骤5中，所述电源管理模块，包括电源路径管理和电池充放电管理；所述电源路径管理，在外接电源供电和电池供电间进行自动切换；当设备检测到外接电源输入时，电源管理模块自动切换到外接电源供电；当外接电源断开时，自动切换到电池供电；所述电池充电管理，包括电池充电电流检测和电池电量检测；电源管理模块在设备电池充电过程中，实时检测电池充电电流和电池电量，通过充电电流判别设备是否处于充电状态，通过充电电流和电池电量判别设备是否充电完成；所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯勇，孙赞峰，张贺辉，焦建，常智杰，
申请(专利权)人：北京动量科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11