一种游泳训练助教系统技术方案

本申请提供了一种游泳训练助教系统，包括通过无线网络依次连接的教练员终端、无线中继装置、运动员终端和耳机，其中：所述无线中继装置包括中继MCU和与所述中继MCU电连接的Wi‑Fi单元、FM信号发射单元；所述运动员终端包括终端MCU和与所述终端MCU电连接的FM信号接收模块、外设接口；所述耳机包括耳机仓以及设置在耳机仓内的喇叭，所述喇叭通过导线与所述外设接口电连接；教练员终端通过Wi‑Fi单元与无线中继装置连接，通过无线中继装置将语音数据发送至运动员终端并通过喇叭播放。本申请通过上述手段，可有效降低运动员终端的体积、重量和功耗，从而解决现有技术不能适用游泳运动员与教练员实时通信的问题。

A teaching assistant system for swimming training

This application provides a swimming training assistant system, including coach terminal, connected through wireless network wireless relay device, terminal and player headset, wherein the wireless relay apparatus includes a relay MCU and a relay MCU is electrically connected to the Wi Fi unit, FM signal transmitting unit; the terminal includes athletes the terminal and the terminal MCU and MCU electrical FM signal connected to the receiving module and peripheral interface; the headset headset and speaker set in positions including headset in the cabin of the loudspeaker is connected with the peripheral interface through electric wires; coach terminal connected by Wi Fi unit and wireless relay device by wireless relay device transmitting speech data to terminal athletes and through the loudspeaker. The utility model can effectively reduce the volume, the weight and the power consumption of an athlete terminal, thereby solving the problem that the prior art can not be applied to the real-time communication between a swimmer and a trainer.

【技术实现步骤摘要】
一种游泳训练助教系统
本申请涉及水下通信
，特别地，涉及一种游泳训练助教系统。
技术介绍
游泳是一项增强心肌功能，增强抵抗力的健身运动。2014年起，国家提倡运动员的大数据训练，但是由于没有针对游泳设计的专业训练对讲及运动员体征采集传输设备，当前主要还是采用教练手掐秒表，肉嗓子喊，运动员游到边后自己数心率的训练方法，记录周期长，数据不严谨且浪费时间，同时也大大增加了教练员的工作强度。现有水下通信主要包括声、光、电磁波等通信方式，各种通信方式有其特点及应用范围，各有利弊：在水中传播的各种波中，声波的衰减最小，但是传输延时长，传输速率低，而且功耗高体积大，容易受干扰因素的影响，因此不太适合游泳运动员与教练员之间的实时交互通信。激光通信的原理是采用一种使用波长介于蓝光与绿光之间的激光，在水中传输信息的通信方式，是目前较好的一种水下通信手段，但是通信方向性要求较高（要求发射及接收对准），偏离角不能太大，通信距离也有限（数百米），同时功耗也较大，因此很难用于游泳运动员与教练员之间的通信。对于电磁波通信方式，由于电磁波是横波，水是良导体，趋肤效应将严重影响电磁波在水中的传输，因此在陆地上广为应用的无线电波在水下几乎无法正常应用；电磁波在有电阻的导体中的穿透深度与其波长直接相关，短波穿透深度小，而长波的穿透深度要大一些，因此，长期以来，超大功率的长波（一般采用3~30kHz的甚低频波段）通信成为了水下通信的主要形式，长波通信设备的尺寸、重量、耗电量等都不适合游泳运动员训练过程中携带。
技术实现思路
本申请提供一种游泳训练助教系统，用于解决现有水下通信方法无法适应游泳运动员在训练过程中与教练员实时通信的问题。本申请公开的一种游泳训练助教系统，包括通过无线网络依次连接的教练员终端、无线中继装置、运动员终端和耳机，其中：所述无线中继装置包括中继MCU和与所述中继MCU电连接的Wi-Fi单元、FM信号发射单元；所述运动员终端包括终端MCU和与所述终端MCU电连接的FM信号接收模块、外设接口；所述耳机包括耳机仓以及设置在耳机仓内的喇叭，所述喇叭通过导线与所述外设接口电连接；所述教练员终端通过Wi-Fi单元与无线中继装置连接，并通过所述无线中继装置将语音数据发送至运动员终端；所述运动员终端通过喇叭播放所述语音数据。优选的，所述无线中继装置还设置有与中继MCU电连接的中继射频收发单元；所述运动员终端还设置有与终端MCU电连接的终端射频收发模块；所述耳机还包括传感器仓以及设置在传感器仓内的体征采集模块，所述体征采集模块通过导线与运动员终端的外设接口电连接；其中：所述中继MCU通过Wi-Fi单元收到教练员终端发出的体征采集指令时，将所述体征采集指令通过中继射频收发单元发送至运动员终端；当所述运动员终端的终端MCU通过终端射频收发模块收到体征采集指令时，从外设接口接收所述体征采集模块采集的运动员体征数据，并通过终端射频收发模块发送至无线中继装置；所述中继MCU通过中继射频收发单元接收所述运动员体征数据，并通过Wi-Fi单元发送至教练员终端。优选的，所述FM信号发射单元包括集成在印刷电路板上的FM发射集成电路和高增益FM发射天线；所述中继射频收发单元包括集成在印刷电路板上的射频集成电路和射频天线；所述高增益FM发射天线和射频天线安装固定在无线中继装置外壳的顶端。优选的，所述运动员终端的外壳上设置有与游泳镜卡接的卡扣和用于检测外壳气密性的气测孔，所述气测孔上设置有堵头；所述FM信号接收模块包括集成在印刷电路板上的FM调谐器和FM接收天线，所述FM接收天线为采用0.33mm直径的自粘漆包线绕制而成的线圈；所述终端射频收发模块包括集成在印刷电路板上的射频收发器和全向贴片天线。优选的，所述耳机还设置有2个U形支架和连接2个U形支架的弧形弹性连杆，所述传感器仓设置在其中1个U形支架与弧形弹性连杆的连接处。优选的，FM信号发射单元与FM信号接收模块之间的无线电频段具体为76MHz~108MHz。优选的，所述中继射频收发单元与终端射频收发模块之间采用时分多址传输模式。优选的，终端射频收发模块与中继射频收发单元之间通信的无线电频率具体为433MHz。优选的，所述体征采集模块包括心率传感器和/或血氧仪。优选的，还包括无线接入点和云服务平台，其中：所述教练员终端和无线中继装置通过所述无线接入点接入因特网，并通过因特网与云服务平台连接；所述无线中继装置还用于将体征采集模块采集的运动员体征数据上传至云服务平台；所述云服务平台用于将运动员体征数据进行分析并将分析结果生成WEB展现页面，为教练员终端提供WEB展现服务。与现有技术相比，本申请具有以下优点：本申请优选实施例通过在教练员终端和运动员终端之间设置无线中继装置的方式实现多频率通信，并针对水下通信的特点在无线中继装置和运动员终端之间采用近距离（水下传输距离不超过100m）调频（FM，FrequencyModulation）传输方式，使运动员终端只需要配备体积小、重量轻、耗电小的调谐器和线圈类天线即可接收调频信号并转换为声音播放，可有效降低运动员终端的体积、重量和功耗，从而解决现有技术不能适用游泳运动员与教练员实时通信的问题。附图说明附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本申请实施例一种游泳训练助教系统的结构示意图；图2为本申请实施例一种游泳训练助教系统的数据流传输示意图；图3为本申请实施例一种游泳训练助教系统的无线中继设备的结构示意图；图4为本申请实施例一种游泳训练助教系统的运动员终端的结构示意图；图5~7分别为本申请实施例一种游泳训练助教系统的耳机设备的左视、前视和俯视示意图。具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。术语“包括”、“包含”及类似术语应该被理解为是开放性的术语，即“包括/包含但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。参照图1和3~7，示出了本申请实施例一种游泳训练助教系统的结构，包括通过无线网络依次连接的教练员终端4、无线中继装置3、运动员终端2和耳机1，其中：无线中继装置3包括中继微处理单元（MCU，MicroControllerUnit）30、Wi-Fi单元33和FM信号发射单元31；Wi-Fi单元33和FM信号发射单元31分别与集成在印刷电路板（PCB，PrintedCircuitBoard）上的中继MCU30电连接，并由设置在装置壳体内的电源34供电。运动员终端2包括终端MCU20、FM信号接收模块25和外设接口28，FM信号接收模块25和外设接口28分别与集成在PCB上的终端MCU20电连接，并由设置在终端壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种游泳训练助教系统，其特征在于，包括通过无线网络依次连接的教练员终端、无线中继装置、运动员终端和耳机，其中：所述无线中继装置包括中继MCU和与所述中继MCU电连接的Wi‑Fi单元、FM信号发射单元；所述运动员终端包括终端MCU和与所述终端MCU电连接的FM信号接收模块、外设接口；所述耳机包括耳机仓以及设置在耳机仓内的喇叭，所述喇叭通过导线与所述外设接口电连接；所述教练员终端通过Wi‑Fi单元与无线中继装置连接，并通过所述无线中继装置将语音数据发送至运动员终端；所述运动员终端通过喇叭播放所述语音数据。

【技术特征摘要】
1.一种游泳训练助教系统，其特征在于，包括通过无线网络依次连接的教练员终端、无线中继装置、运动员终端和耳机，其中：所述无线中继装置包括中继MCU和与所述中继MCU电连接的Wi-Fi单元、FM信号发射单元；所述运动员终端包括终端MCU和与所述终端MCU电连接的FM信号接收模块、外设接口；所述耳机包括耳机仓以及设置在耳机仓内的喇叭，所述喇叭通过导线与所述外设接口电连接；所述教练员终端通过Wi-Fi单元与无线中继装置连接，并通过所述无线中继装置将语音数据发送至运动员终端；所述运动员终端通过喇叭播放所述语音数据。2.根据权利要求1所述的一种游泳训练助教系统，其特征在于，所述无线中继装置还设置有与中继MCU电连接的中继射频收发单元；所述运动员终端还设置有与终端MCU电连接的终端射频收发模块；所述耳机还包括传感器仓以及设置在传感器仓内的体征采集模块，所述体征采集模块通过导线与运动员终端的外设接口电连接；其中：所述中继MCU通过Wi-Fi单元收到教练员终端发出的体征采集指令时，将所述体征采集指令通过中继射频收发单元发送至运动员终端；当所述运动员终端的终端MCU通过终端射频收发模块收到体征采集指令时，从外设接口接收所述体征采集模块采集的运动员体征数据，并通过终端射频收发模块发送至无线中继装置；所述中继MCU通过中继射频收发单元接收所述运动员体征数据，并通过Wi-Fi单元发送至教练员终端。3.根据权利要求2所述的一种游泳训练助教系统，其特征在于，所述FM信号发射单元包括集成在印刷电路板上的FM发射集成电路和高增益FM发射天线；所述中继射频收发单元包括集成在印刷电路板上的射频集成电路和射频天线；所述高增益FM发射天线和射频天线安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓磊，魏然，彭佳新，邱增顺，胡志博，闵昭，
申请(专利权)人：北京维特创世科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11