基于Zigbee的数据采集终端制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于Zigbee的数据采集终端，包括CPU处理单元、GPS模块、蓝牙模块、9轴传感器、Zigbee模块、Zigbee天线、FLASH存储模块、显示模块和电池管理模块，CPU处理单元对蓝牙模块、9轴传感器、GPS模块采集到的数据信号进行处理，将采集到的数据信号传输至移动无线基站。本实用新型专利技术可以对足球运动员训练过程中的心率、速度、加速度、位移曲线、等数据进行实时监测。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于Zigbee的数据采集终端，具体涉及可用于足球运动项目的数据采集终端。
技术介绍
足球是一项高强度、大负荷的比赛项目，要求运动员在高速跑动中，通过准确发挥个人和集体的战术水平，达到战胜对手的目的。因此，如何将高强度的训练负荷与足球运动员的专项技术高度融合，是提高足球运动员专项能力的关键。对于如何量化中国足球队的专项强度和负荷这个足球训练的核心问题，始终没有得到有效而合理的解决方法。在国际上，通过不同的专项设备对运动员的训练进行量化和分析以及成为一种必然趋势。在国内，从训练观念的改变到体育高技术设备科研的研发也逐渐处于加速追赶状态，对训练现场运动员训练信息的采集及反馈系统的研发也越发受到重视。但是，就目前引入的一套国外产品而言，其设备在实时性、便携性比较薄弱，需要专人操作且事后分析，无法帮助教练员现场指导训练，提高训练效果。特别是使用费用较高，操作繁琐，无法在日常训练中使用。
技术实现思路
有鉴于此，提供一种基于Zigbee的数据采集终端，可以对足球运动员训练过程中的心率、速度、加速度、位移曲线、等数据进行实时监测，并能查看和导出运动员各项指标的报表、曲线图和柱状图，量化运动员训练强度负荷、实时监控运动员的专项强度负荷指标，帮助教练员更客观地评价训练效果、有针对性的制定训练计划，以提高训练效果。根据本技术的一方面，提供一种基于Zigbee的数据采集终端，包括CPU处理单元、GPS模块、GPS天线、蓝牙模块、9轴传感器、Zigbee模块、Zigbee天线、FLASH存储模块、电池管理模块和UWB标签模块；其中，GPS模块、蓝牙模块、9轴传感器、Zigbee模块、FLASH存储模块、电池管理模块、UffB标签模块分别与CPU处理单元相连；GPS天线连接在GPS模块上，Zigbee天线连接在Zigbee模块上；所述GPS模块用于获取运动员的实时经度和玮度并发送给CPU处理单元；所述蓝牙模块用于接收心率传感器发送的心率值并发送给CPU处理单元；所述9轴传感器用于获取运动员的角速度信息、加速度信息和运动方向信息并发送给CPU处理单元；所述CPU处理单元用于接收所述GPS模块、所述蓝牙模块、所述9轴传感器发送的数据信号进行数据处理，并通过Zigbee模块及Zigbee天线将采集到的数据信号发送至移动无线基站；所述FLASH存储模块用于存储运动员训练过程中的原始数据和设置参数信息；所述UWB标签模块用于向室内定位装置发送高速脉冲信号；所述电池管理模块为上述模块供电。优选地，所述GPS天线为有源螺旋全向天线。优选地，所述数据采集终端还包括声光报警模块，用于当电池电量过低时通过声音和灯光指示进行报警。优选地，所述9轴传感器包括三轴陀螺仪、三轴加速传感器和三轴磁感应传感器，所述三轴陀螺仪用于获取运动员的角速度信息，所述三轴加速传感器用于获取运动员的加速度信息，所述三轴磁感应传感器用于获取运动员的运动方向信息。优选地，所述Zigbee天线采用内置PCB天线。本技术提供的基于Zigbee的数据采集终端采用传感器技术、生物识别技术、GPS定位技术、UWB室内定位技术、无线传输技术以及大数据分析处理技术，可以对足球运动员训练过程中的心率、速度、加速度、位移曲线、等数据进行实时监测。【附图说明】通过以下参照附图对本技术实施例的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中:图1为本技术实施例的足球专项训练实时监测系统的结构示意图。图2为本技术实施例的数据采集终端的结构示意图；图3为本技术实施例的移动无线基站的结构示意图；图4为本技术的室内定位装置的结构示意图。【具体实施方式】以下基于实施例对本技术进行描述，但是本技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本技术。为了避免混淆本技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。如图1所示，足球专项训练实时监测系统包括:心率传感器10、数据采集终端20、移动无线基站30、平板电脑40和室内定位装置50。所述心率传感器10由运动员佩戴，通过蓝牙方式与数据采集终端20连接；所述数据采集终端20以Zigbee方式与移动无线基站30相连接，进行数据传输；所述移动无线基站30以WiFi方式与平板电脑40连接；所述室内定位装置50以UWB定位方式与所述数据采集终端20连接，以Zigbee方式与移动无线基站30连接。所述心率传感器10由运动员佩戴，以无线方式与数据采集终端20相连接；心率传感器10与数据采集终端20之间采用的是无线蓝牙4.0协议传输数据。运动员佩戴的心率传感器和数据采集终端是通过蓝牙配对连接的，只需配对I次，不同运动员的设备之间是不会相互串扰和影响的。心率传感器10至少包括心率胸带传感器和心率臂带传感器中的一种，心率胸带传感器可佩戴在胸前，通过心率带两侧的电极测量皮肤中的心动电流或者电势的周期变化，然后计算出精确地心率值。心率臂带传感器可佩戴在手腕处，通过光学技术监测血流量及心率值。如图2所示，所述数据采集终端由CPU处理单元201、GPS模块202、GPS天线203、蓝牙模块204、9轴传感器205、Zigbee模块206、Zigbee天线207、FLASH存储模块208、电池管理模块209和UWB标签模块210组成，其中，GPS模块202、蓝牙模块204、9轴传感器205,Zigbee模块206、FLASH存储模块208、电池管理模块209、UWB标签模块210分别与CPU处理单元201相连，GPS天线203连接在GPS模块上，Zigbee天线207连接在Zigbee模块206 上。数据采集终端20佩戴在运动员的背部颈下，GPS模块202用于定位运动员的实时经度和玮度信息并发送给CPU处理单元201进行处理。GPS模块的定位精度为2米，更新速率为10Hz。依据GPS时间进行校时，所有设备的时间误差为2微秒。经度和玮度信息定位运动员的实时位置坐标，坐标点能描绘出运动员的运动轨迹曲线。矢量速度信息反应运动员在某个动作的实时速度信息。GPS模块202与CPU处理单元201的接口为I2C接口。GPS天线203连接在GPS模块202上，本实施例中采用的GPS天线为有源螺旋GPS全向天线。数据采集终端佩戴在运动员的背部，有身体的部分遮挡，而且运动员在踢球过程中有各种各样的动作和转身，如果用普通天线，接收到GPS卫星的数量较少，定位的精度偏低，会造成运动员的定位位置有漂移，不能真实反映运动员的实时位置。而该螺旋天线有相对较宽的方向特性:具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Zigbee的数据采集终端，包括CPU处理单元、GPS模块、GPS天线、蓝牙模块、9轴传感器、Zigbee模块、Zigbee天线、FLASH存储模块、电池管理模块和UWB标签模块；其中，GPS模块、蓝牙模块、9轴传感器、Zigbee模块、FLASH存储模块、电池管理模块、UWB标签模块分别与CPU处理单元相连；GPS天线连接在GPS模块上，Zigbee天线连接在Zigbee模块上；所述GPS模块用于获取运动员的实时经度和纬度并发送给CPU处理单元；所述蓝牙模块用于接收心率传感器发送的心率值并发送给CPU处理单元；所述9轴传感器用于获取运动员的角速度信息、加速度信息和运动方向信息并发送给CPU处理单元；所述CPU处理单元用于接收所述GPS模块、所述蓝牙模块、所述9轴传感器发送的数据信号进行数据处理，并通过Zigbee模块及Zigbee天线将采集到的数据信号发送至移动无线基站；所述FLASH存储模块用于存储运动员训练过程中的原始数据和设置参数信息；所述UWB标签模块用于向室内定位装置发送高速脉冲信号；所述电池管理模块为上述模块供电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭鹏程，冯勇，常智杰，裴克军，郭远龙，时海清，张振，
申请(专利权)人：北京中体动力数字技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11