一種便攜式仰臥起坐陪練器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種便攜式仰臥起坐陪練器，包括主機(jī)單片機(jī)、無線接收模塊、RFID射頻識別模塊、液晶顯示模塊、語音播放控制模塊以及鍵盤模塊；所述RFID射頻識別模塊由IC讀卡器、存儲電路、獨(dú)立鍵盤電路、LED連接電路以及蜂鳴器電路組成，所述語音播放控制模塊包括USB電源模塊；還包括第一從機(jī)單片機(jī)、單觸摸鍵采集模塊以及第一無線發(fā)送模塊；還包括第二從機(jī)單片機(jī)、MPU6050采集模塊以及第二無線發(fā)送模塊。該便攜式仰臥起坐陪練器設(shè)計簡單、攜帶方便、成本低，具有多種鍛煉模式，能很好的滿足日常鍛煉和仰臥起坐測試的需求。
【專利說明】一種便攜式仰臥起坐陪練器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及了健身器材領(lǐng)域，尤其涉及了一種便攜式仰臥起坐陪練器。

【背景技術(shù)】
[0002]仰臥起坐是體能鍛煉的一個重要環(huán)節(jié)，它的主要作用是增強(qiáng)人體腹部肌肉的力量。根據(jù)由教育部、國家體育總局共同頒布的《大學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》(2002年7月)，仰臥起坐的正確做法如下:身體仰臥于體操墊上，膝部屈曲成90度左右，腳部平放在地上，雙手交叉放于腦后；要求起坐時雙肘觸及雙膝，仰臥時兩肩胛必須觸墊；當(dāng)腹肌把身體向上拉起時，應(yīng)該呼氣，這樣可確保處于腹部較深層的肌肉都同時參與工作；把身體升起離地10至20厘米后，應(yīng)收緊腹部肌肉并稍作停頓，然后慢慢把身體下降恢復(fù)原位；當(dāng)兩肩胛觸墊后，便可以開始下一個循環(huán)的動作。如果方法準(zhǔn)確，不但可以增進(jìn)腹部肌肉的彈性，而且可以達(dá)到保護(hù)背部和改善體態(tài)的效果。反之，則是浪費(fèi)時間，甚至有害無益。
[0003]目前市場上主流的仰臥起坐健身器材主要分為仰臥起坐板和具有紅外采集數(shù)據(jù)功能的健身器，這兩類健身器均體積大、不方便攜帶，同時不能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和智能控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的就在于提供了一種便攜式仰臥起坐陪練器，以單片機(jī)為控制核心，滿足計時、計數(shù)多種鍛煉模式選擇的要求，采取多點(diǎn)鍛煉數(shù)據(jù)采集來提高測試精度，實(shí)現(xiàn)實(shí)時液晶顯示和語音提示，從而完成對鍛煉記錄和測試成績的智能存儲和管理，同時該便攜式仰臥起坐陪練器設(shè)計簡單、攜帶方便、成本低，具有多種鍛煉模式，能很好的滿足日常鍛煉和仰臥起坐測試的需求。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的:一種便攜式仰臥起坐陪練器，包括主機(jī)單片機(jī)、無線接收模塊、RFID射頻識別模塊、液晶顯示模塊、語音播放控制模塊以及鍵盤模塊，所述主機(jī)單片機(jī)與無線接收模塊、RFID射頻識別模塊、液晶顯示模塊、語音播放控制模塊以及鍵盤模塊相連；所述RFID射頻識別模塊由IC讀卡器、存儲電路、獨(dú)立鍵盤電路、LED連接電路以及蜂鳴器電路組成，所述語音播放控制模塊包括USB電源模塊；還包括第一從機(jī)單片機(jī)、單觸摸鍵采集模塊以及第一無線發(fā)送模塊，所述第一從機(jī)單片機(jī)與單觸摸鍵采集模塊以及第一無線發(fā)送模塊相連；還包括第二從機(jī)單片機(jī)、MPU6050采集模塊以及第二無線發(fā)送模塊，所述第二從機(jī)單片機(jī)與MPU6050采集模塊以及第二無線發(fā)送模塊相連。
[0006]作為一種優(yōu)選方案，所述主機(jī)單片機(jī)、從機(jī)單片機(jī)采用的是MSP430系列單片機(jī)，MSP430系列單片機(jī)是一種16位超低功耗的混合信號處理器,稱之為混合信號處理器。該單片機(jī)的電源電壓采用1.8?3.6V低電壓，RAM數(shù)據(jù)保持方式下耗電僅0.luA，活動模式耗電250pA / MIPS, 1輸入端口的漏電流最大僅50nA;其具有獨(dú)特的時鐘系統(tǒng)，包括兩個不同的時鐘系統(tǒng):基本時鐘系統(tǒng)和DCO數(shù)字振蕩器時鐘系統(tǒng)；根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行時使用的功能模塊不同，芯片的功耗有明顯的差異，從而將系統(tǒng)設(shè)計為活動模式(AM)和5種低功耗模式(LPM(TLPM4) ；MSP430系列單片機(jī)用中斷請求將CPU喚醒只要6us，既以降低系統(tǒng)功耗，又可以對外部事件請求作出快速響應(yīng)，另外系統(tǒng)具有強(qiáng)大的處理能力、高性能模擬技術(shù)及豐富的片上外圍模塊、穩(wěn)定的工作系統(tǒng)、方便高效的開發(fā)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]作為一種優(yōu)選方案，所述RFID射頻識別模塊的IC讀卡器采用MF5RC22芯片、存儲電路采用AT24C02芯片。
[0008]作為一種優(yōu)選方案,所述液晶顯示模塊為IXD12864液晶顯示屏，實(shí)時進(jìn)行顯示仰臥起坐計數(shù)結(jié)果以及IC卡信息，方便練習(xí)者查看。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，所述語音播放控制模塊為MP3 - FLASH 一 16P語音模塊，該MP3 - FLASH 一 16P語音模塊集成了 MP3、WAV的硬解碼，同時以SPIFLASH作為存儲介質(zhì)即可完成語音播放等功能；另外該模塊也集成了 3瓦的功放，外接喇叭即可播放，而且支持10段語音的指定觸發(fā)播放和音量可調(diào)節(jié)的播放。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，所述單觸摸鍵采集模塊采用TTP223-BA6芯片，TTP223-BA6是觸摸鍵檢測1C，提供I個觸摸鍵。觸摸檢測IC是為了用可變面積的鍵的廣泛使用而設(shè)計的，具有低功耗和寬工作電壓的特點(diǎn)，適用于低功耗的手持設(shè)備。其中，人體觸摸檢測穩(wěn)定，在仰臥起坐便攜器等人體觸摸的體育器材中，可以持續(xù)，穩(wěn)定的工作。另外，上電之后僅需要約0.5s的穩(wěn)定時間，靈敏度可調(diào)節(jié)。因此綜合成本低、小巧、性能穩(wěn)定，非常適用于該便攜器。
[0011]作為一種優(yōu)選方案，所述MPU6050信號采集模塊采用MPU6050芯片，該MPU6050芯片綜合了加速度傳感器以及角速度傳感器。當(dāng)練習(xí)者進(jìn)行仰臥起坐運(yùn)動時，MPU6050芯片可以采集練習(xí)者仰臥起坐時人體身體傾角及其變化速率的實(shí)時數(shù)據(jù)，作為仰臥起坐判決的依據(jù)。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，所述無線接收模塊和無線發(fā)送模塊采用NRF24L01芯片，所述NRF24L01芯片系統(tǒng)工作電壓為1.9 - 3.6V，待機(jī)模式下狀態(tài)為22uA，掉電模式下為900nA，最高工作速率2Mbps，高效GFSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)。內(nèi)置專門穩(wěn)壓電路，使用各種電源包括DC/DC開關(guān)電源均有很好的通信效果。
[0013]作為一種優(yōu)選方案，還包括外殼、鍛煉腰帶、鍛煉臂帶，所述陪練器由外殼進(jìn)行封裝，主機(jī)單片機(jī)、無線接收模塊、存儲電路、獨(dú)立鍵盤電路、語音播放控制模塊內(nèi)置于外殼，IC讀卡器、LED連接電路、蜂鳴器電路、USB電源模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊設(shè)置于外殼表面；所述第一從機(jī)單片機(jī)、單觸摸鍵采集模塊、第一無線發(fā)送模塊內(nèi)置于鍛煉腰帶內(nèi)，所述第二從機(jī)單片機(jī)、MPU6050采集模塊、第二無線發(fā)送模塊內(nèi)置于鍛煉臂帶內(nèi)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:
[0015]1.利用傳感器采集肘部和腰部人體位置數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集來提高判決準(zhǔn)確性；
[0016]2.具有兩種工作模式:練習(xí)模式和測試模式，供不同的群體使用，同時提供計數(shù)和計時多種鍛煉模式選擇，并采用液晶實(shí)時顯示鍛煉結(jié)果；
[0017]3.通過語音模塊完成語音提示和音樂播放的功能，使練習(xí)者身心放松，增加鍛煉趣味性，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動的目的；
[0018]4.射頻識別模塊具有讀寫IC卡的功能，能將練習(xí)者的信息及時儲存，便于對練習(xí)記錄和測試成績進(jìn)行管理；
[0019]5.系統(tǒng)能根據(jù)運(yùn)動的時間和強(qiáng)度估算人體卡路里的消耗，使練習(xí)者對鍛煉效果有更直觀的了解。
[0020]6.便攜式仰臥起坐陪練器體積小、質(zhì)量輕、攜帶方便，練習(xí)者可以隨時隨地進(jìn)行仰臥起坐練習(xí)，練習(xí)模式和測試模式適合于大多數(shù)的群體和不同場所使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的主機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型的從機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型MSP430主機(jī)模塊電路原理圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型RFID射頻識別模塊電路原理圖；
[0025]圖5為本實(shí)用新型12864液晶顯示模塊電路原理圖；
[0026]圖6為本實(shí)用新型鍵盤模塊電路原理圖；
[0027]圖7為本實(shí)用新型語音播放控制模塊電路原理圖；
[0028]圖8為本實(shí)用新型USB電源模塊電路原理圖；
[0029]圖9為本實(shí)用新型TTP223單觸摸鍵采集模塊電路原理圖；
[0030]圖10為本實(shí)用新型MPU6050采集模塊電路原理圖；
[0031]圖11為本實(shí)用新型NRF24L01無線收發(fā)模塊電路原理圖；
[0032]圖12為本實(shí)用新型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0034]實(shí)施例:如圖1、圖2所示，一種便攜式仰臥起坐陪練器，包括主機(jī)單片機(jī)、無線接收模塊、RFID射頻識別模塊、液晶顯示模塊、語音播放控制模塊以及鍵盤模塊，所述主機(jī)單片機(jī)與無線接收模塊、RFID射頻識別模塊、液晶顯示模塊、語音播放控制模塊以及鍵盤模塊相連；所述RFID射頻識別模塊由IC讀卡器、存儲電路、獨(dú)立鍵盤電路、LED連接電路以及蜂鳴器電路組成，所述語音播放控制模塊包括USB電源模塊；還包括第一從機(jī)單片機(jī)、單觸摸鍵采集模塊以及第一無線發(fā)送模塊，所述第一從機(jī)單片機(jī)與單觸摸鍵采集模塊以及第一無線發(fā)送模塊相連；還包括第二從機(jī)單片機(jī)、MPU6050采集模塊以及第二無線發(fā)送模塊，所述第二從機(jī)單片機(jī)與MPU6050采集模塊以及第二無線發(fā)送模塊相連。
[0035]主機(jī)單片機(jī)采用的是MSP430系列單片機(jī)，其具體電路原理圖如圖3所示；
[0036]所述RFID射頻識別模塊的IC讀卡器采用MF5RC22芯片、存儲電路采用AT24C02芯片；所述RFID射頻識別模塊具體電路原理圖如圖4所示。
[0037]液晶顯示模塊為IXD12864液晶顯示屏,其電路原理圖如圖5所示。
[0038]鍵盤模塊的電路原理圖如圖6所示。
[0039]語音播放控制模塊為MP3 - FLASH 一 16P語音模塊，所述語音播放控制模塊的電路原理圖如圖7所示。還包括USB電源模塊,其電路原理圖如圖8所示。
[0040]單觸摸鍵采集模塊采用TTP223-BA6芯片，所述TTP223-BA6芯片的電路原理圖如圖9所示。
[0041]MPU6050信號采集模塊采用MPU6050芯片，該MPU6050芯片的電路原理圖如圖10所示。
[0042]無線接收模塊和無線發(fā)送模塊采用NRF24L01芯片，其電路原理圖如圖11所示。
[0043]如圖12所示，所述陪練器由外殼I進(jìn)行封裝，主機(jī)單片機(jī)、無線接收模塊、存儲電路、獨(dú)立鍵盤電路、語音播放控制模塊內(nèi)置于外殼1，IC讀卡器2、LED連接電路的指示燈3、蜂鳴器電路的揚(yáng)聲器4、USB電源模塊的USB插孔5、鍵盤模塊的鍵盤6、液晶顯不模塊的液晶顯示屏7設(shè)置于外殼I表面；所述第一從機(jī)單片機(jī)、單觸摸鍵采集模塊、第一無線發(fā)送模塊內(nèi)置于鍛煉腰帶8內(nèi)，所述第二從機(jī)單片機(jī)、MPU6050采集模塊、第二無線發(fā)送模塊內(nèi)置于鍛煉臂帶9內(nèi)。
[0044]具體實(shí)施時，通過按鍵6將待測試者的編號輸入陪練器，完成練習(xí)者IC卡信息的登記；準(zhǔn)備工作:將帶有MPU6050采集模塊的鍛煉腰帶8佩戴腰間；將帶有TTP223芯片的單觸摸鍵采集模塊的鍛煉臂帶9佩戴于肘部。使用過程:仰臥起坐陪練器提供計數(shù)和計時兩種鍛煉模式，計數(shù)模式主要用于仰臥起坐練習(xí)，當(dāng)練習(xí)者打開系統(tǒng)的電源開關(guān)和采集開關(guān)便可以進(jìn)行仰臥起坐的練習(xí)，此時系統(tǒng)可自動報數(shù)或者播放音樂，并在液晶顯示屏7顯示仰臥起坐的個數(shù)，當(dāng)練習(xí)者完成鍛煉目標(biāo)，系統(tǒng)將發(fā)出語音提示，并將該次鍛煉結(jié)果存儲于IC卡；計時模式主要用于仰臥起坐測試，可統(tǒng)計在規(guī)定的測試時間內(nèi)完成的仰臥起坐個數(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)報數(shù)和屏幕顯示測試成績，測試結(jié)束，將測試結(jié)果存儲于IC卡。
[0045]最后需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制性技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式仰臥起坐陪練器，其特征在于:所述陪練器包括主機(jī)單片機(jī)、無線接收模塊、RFID射頻識別模塊、液晶顯示模塊、語音播放控制模塊以及鍵盤模塊，所述主機(jī)單片機(jī)與無線接收模塊、RFID射頻識別模塊、液晶顯示模塊、語音播放控制模塊以及鍵盤模塊相連；所述RFID射頻識別模塊由IC讀卡器、存儲電路、獨(dú)立鍵盤電路、LED連接電路以及蜂鳴器電路組成，所述語音播放控制模塊包括USB電源模塊；還包括第一從機(jī)單片機(jī)、單觸摸鍵采集模塊以及第一無線發(fā)送模塊，所述第一從機(jī)單片機(jī)與單觸摸鍵采集模塊以及第一無線發(fā)送模塊相連；還包括第二從機(jī)單片機(jī)、MPU6050采集模塊以及第二無線發(fā)送模塊，所述第二從機(jī)單片機(jī)與MPU6050采集模塊以及第二無線發(fā)送模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式仰臥起坐陪練器，其特征在于:所述主機(jī)單片機(jī)、第一從機(jī)單片機(jī)、第二從機(jī)單片機(jī)采用的是MSP430系列單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式仰臥起坐陪練器，其特征在于:所述RFID射頻識別模塊的IC讀卡器采用MF5RC22芯片、存儲電路采用AT24C02芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式仰臥起坐陪練器，其特征在于:所述液晶顯示模塊為IXD12864液晶顯示屏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式仰臥起坐陪練器，其特征在于:所述語音播放控制模塊為MP3 - FLASH 一 16P語音模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式仰臥起坐陪練器，其特征在于:所述單觸摸鍵采集模塊采用TTP223-BA6芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式仰臥起坐陪練器，其特征在于:所述MPU6050信號采集模塊采用MPU6050芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式仰臥起坐陪練器，其特征在于:所述無線接收模塊、第一無線發(fā)送模塊、第二無線發(fā)送模塊采用NRF24L01芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的一種便攜式仰臥起坐陪練器，其特征在于:還包括外殼、鍛煉腰帶、鍛煉臂帶，所述陪練器由外殼進(jìn)行封裝，主機(jī)單片機(jī)、無線接收模塊、存儲電路、獨(dú)立鍵盤電路、語音播放控制模塊內(nèi)置于外殼，IC讀卡器、LED連接電路、蜂鳴器電路、USB電源模塊、鍵盤模塊、液晶顯不模塊設(shè)置于外殼表面；所述第一從機(jī)單片機(jī)、單觸摸鍵采集模塊、第一無線發(fā)送模塊內(nèi)置于鍛煉腰帶內(nèi)，所述第二從機(jī)單片機(jī)、MPU6050采集模塊、第二無線發(fā)送模塊內(nèi)置于鍛煉臂帶內(nèi)。
【文檔編號】A63B23/02GK204073343SQ201420336878
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】裴曉芳, 李太云, 徐斌, 曾浩, 韓敏 申請人:南京信息工程大學(xué)