一種精確測算運(yùn)動密度的儀器及使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種精確測算運(yùn)動密度的儀器及使用方法，該精確測算運(yùn)動密度的儀器是由以下部件組成：監(jiān)控端和監(jiān)控終端，所述監(jiān)控端包括三軸加速度傳感器、陀螺儀、第一微處理器和無線傳輸模塊；所述三軸加速度傳感器、陀螺儀、第一微處理器和無線傳輸模塊依次相連；所述監(jiān)控終端包括無線接收模塊、第二微處理器、電容式觸摸屏、電源電路、存儲單元和顯示單元；所述無線接收模塊、第二微處理器和電容式觸摸屏依次相連；所述存儲單元和顯示單元與電容式觸摸屏相連；所述無線接收模塊和無線傳輸模塊通過藍(lán)牙相連。本發(fā)明是提供一種精確測算運(yùn)動密度的儀器及使用方法，既能實(shí)時反應(yīng)學(xué)生是否在正確運(yùn)動，又能精準(zhǔn)測算學(xué)生正確運(yùn)動的總時間。
【專利說明】一種精確測算運(yùn)動密度的儀器及使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種精確測算運(yùn)動密度的儀器及使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]運(yùn)動密度是指一節(jié)課中，運(yùn)動時間與實(shí)際上課的總時間的比例。在當(dāng)前的體育教學(xué)中，合理的運(yùn)動密度是衡量體育課教學(xué)質(zhì)量的一個重要因素，是檢驗(yàn)是否能夠增強(qiáng)學(xué)生體質(zhì)和運(yùn)動技能效果的指標(biāo)之一。從體育教學(xué)特點(diǎn)來看，運(yùn)動密度直接反應(yīng)了學(xué)生的運(yùn)動量，學(xué)生有個正確的運(yùn)動量有著重要的作用，運(yùn)動密度過小達(dá)不到鍛煉的效果，運(yùn)動密度過大會出現(xiàn)安全問題，會導(dǎo)致傷病甚至出現(xiàn)生命危險，因此為了保險起見，許多老師和教練員一般都安排比安全臨界線小得多的運(yùn)動密度，這樣做實(shí)際上就降低了體育鍛煉的效果。
[0003]目前體育教學(xué)中教師和教練員每節(jié)課預(yù)先安排運(yùn)動課內(nèi)容，大致安排好運(yùn)動時間和休息時間，測算運(yùn)動密度主要是采用電子秒表計算每節(jié)課的時間運(yùn)動時間與上課總時間的比值得出運(yùn)動密度的結(jié)果。但是在實(shí)際上課中由于教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)條件不同，實(shí)踐中難免會出現(xiàn)不合理的講解、提問、示范、演示教具，以及組織措施和不必要的休息等方面的缺點(diǎn)，從而產(chǎn)生不合理運(yùn)用的時間影響了運(yùn)動密度，因此，很難確定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
[0004]運(yùn)動密度并不是一個孤立存在的指標(biāo)，它與諸多因素有著內(nèi)在的聯(lián)系。如何科學(xué)的，準(zhǔn)確的測定運(yùn)動密度，就成為提高體育教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種精確測算運(yùn)動密度的儀器。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種精確測算運(yùn)動密度的儀器，該精確測算運(yùn)動密度的儀器是由以下部件組成:監(jiān)控端和監(jiān)控終端，所述監(jiān)控端包括三軸加速度傳感器、陀螺儀、第一微處理器和無線傳輸模塊；所述三軸加速度傳感器、陀螺儀、第一微處理器和無線傳輸模塊依次相連；所述監(jiān)控終端包括無線接收模塊、第二微處理器、電容式觸摸屏、電源電路、存儲單元和顯示單元；所述無線接收模塊、第二微處理器和電容式觸摸屏依次相連；所述存儲單元和顯示單元與電容式觸摸屏相連；所述無線接收模塊和無線傳輸模塊通過藍(lán)牙相連。
[0007]進(jìn)一步的，所述無線傳輸模塊為2.4G無線傳輸模塊。
[0008]本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是提供一種精確測算運(yùn)動密度的儀器的使用方法。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:包括以下步驟:
(1)三軸加速度傳感器、陀螺儀和第一微處理器嵌入到穿戴式的設(shè)備上，實(shí)時采集使用者活動的三軸加速度和角速度數(shù)據(jù)；
(2)無線傳輸模塊通過藍(lán)牙將運(yùn)動數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控終端的無線接收模塊；
(3)監(jiān)控終端無線接收模塊接收運(yùn)動數(shù)據(jù)，第二微處理器依據(jù)接收到的運(yùn)動數(shù)據(jù)，自動計算對應(yīng)的合加速度和偏轉(zhuǎn)角；并通過第二微處理器內(nèi)部的運(yùn)動狀態(tài)分辨算法來識別并記錄正確運(yùn)動時間；
此算法設(shè)置了不同使用者三軸的合加速度的閾值范圍和偏轉(zhuǎn)角的閾值范圍；當(dāng)合加速度在合加速度的閾值范圍，且偏轉(zhuǎn)角在偏轉(zhuǎn)角閾值范圍，則判斷為使用者在正確運(yùn)動，此時監(jiān)控終端將記錄下使用者整個的正確運(yùn)動時間。
[0010]進(jìn)一步的，所述當(dāng)偏轉(zhuǎn)角出現(xiàn)如下數(shù)據(jù)時:
(1)合加速度在合速度的閾值范圍內(nèi)，而偏轉(zhuǎn)角不在偏轉(zhuǎn)角閾值范圍內(nèi)；
(2)合加速度不在合加速度的閾值范圍內(nèi)，而偏轉(zhuǎn)角在偏轉(zhuǎn)角閾值范圍內(nèi)；
(3)合加速度不在合加速度的閾值范圍內(nèi)，偏轉(zhuǎn)角也不在偏轉(zhuǎn)角閾值范圍內(nèi)；
此三種情況不視為正確運(yùn)動，監(jiān)控終端將不做時間記錄。
[0011]進(jìn)一步的，所述監(jiān)控終端記錄下來的正確運(yùn)動時間與課程安排的總時間的比值得出運(yùn)動密度的最終值，運(yùn)動密度的最終值輸出給監(jiān)控終端的存儲單元和顯示單元。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
1，能實(shí)時反應(yīng)學(xué)生是否在正確運(yùn)動；
2，能精準(zhǔn)測算學(xué)生正確運(yùn)動的總時間；
3，監(jiān)控端根據(jù)收到的采集到的數(shù)據(jù)測算運(yùn)動密度，結(jié)合學(xué)生的身體狀況，教練員或者老師可以掌握學(xué)生最佳的運(yùn)動密度數(shù)據(jù)；
4，根據(jù)運(yùn)動密度數(shù)據(jù)，教練員和老師可以合理安排課程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種精確測算運(yùn)動密度的儀器的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0015]如圖1所示，一種精確測算運(yùn)動密度的儀器是由以下部件組成:監(jiān)控端和監(jiān)控終端，所述監(jiān)控端包括三軸加速度傳感器、陀螺儀、第一微處理器和無線傳輸模塊；所述三軸加速度傳感器、陀螺儀、第一微處理器和無線傳輸模塊依次相連；所述監(jiān)控終端包括無線接收模塊、第二微處理器、電容式觸摸屏、電源電路、存儲單元和顯示單元；所述無線接收模塊、第二微處理器和電容式觸摸屏依次相連；所述存儲單元和顯示單元與電容式觸摸屏相連；所述無線接收模塊和無線傳輸模塊通過藍(lán)牙相連。所述電源電路在該精確測算運(yùn)動密度的設(shè)備之間依次相連。所述無線傳輸模塊為2.4G無線傳輸模塊。
[0016]該精確測算運(yùn)動密度的儀器的使用方法，包括以下步驟:
(1)三軸加速度傳感器、陀螺儀和第一微處理器嵌入到穿戴式的設(shè)備上，實(shí)時采集使用者活動的三軸加速度和角速度數(shù)據(jù)；
(2)無線傳輸模塊通過藍(lán)牙將運(yùn)動數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控終端的無線接收模塊；
(3)監(jiān)控終端無線接收模塊接收運(yùn)動數(shù)據(jù)，第二微處理器依據(jù)接收到的運(yùn)動數(shù)據(jù)，自動計算對應(yīng)的合加速度和偏轉(zhuǎn)角；并通過第二微處理器內(nèi)部的運(yùn)動狀態(tài)分辨算法來識別并記錄正確運(yùn)動時間；
此算法設(shè)置了不同使用者三軸的合加速度的閾值范圍和偏轉(zhuǎn)角的閾值范圍；當(dāng)合加速度在合加速度的閾值范圍，且偏轉(zhuǎn)角在偏轉(zhuǎn)角閾值范圍，則判斷為使用者在正確運(yùn)動；此時監(jiān)控終端將記錄下使用者整個的正確運(yùn)動時間。
[0017]所述當(dāng)偏轉(zhuǎn)角出現(xiàn)如下數(shù)據(jù)時:
(1)合加速度在合速度的閾值范圍內(nèi)，而偏轉(zhuǎn)角不在偏轉(zhuǎn)角閾值范圍內(nèi)；
(2)合加速度不在合加速度的閾值范圍內(nèi)，而偏轉(zhuǎn)角在偏轉(zhuǎn)角閾值范圍內(nèi)；
(3)合加速度不在合加速度的閾值范圍內(nèi)，偏轉(zhuǎn)角也不在偏轉(zhuǎn)角閾值范圍內(nèi)；
此三種情況不視為正確運(yùn)動，監(jiān)控終端將不做時間記錄。
[0018]所述監(jiān)控終端記錄下來的正確運(yùn)動時間與課程安排的總時間的比值得出運(yùn)動密度的最終值。運(yùn)動密度的最終值輸出給監(jiān)控終端的存儲單元和顯示單元。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
1，能實(shí)時反應(yīng)學(xué)生是否在正確運(yùn)動；
2，能精準(zhǔn)測算學(xué)生正確運(yùn)動的總時間；
3，監(jiān)控端根據(jù)收到的采集到的數(shù)據(jù)測算運(yùn)動密度，結(jié)合學(xué)生的身體狀況，教練員或者老師可以掌握學(xué)生最佳的運(yùn)動密度數(shù)據(jù)；
4，根據(jù)運(yùn)動密度數(shù)據(jù)，教練員和老師可以合理安排課程；
本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下得出的其他任何與本發(fā)明相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種精確測算運(yùn)動密度的儀器及使用方法，其特征在于:該精確測算運(yùn)動密度的儀器是以下部件組成:監(jiān)控端和監(jiān)控終端，所述監(jiān)控端包括三軸加速度傳感器、陀螺儀、第一微處理器和無線傳輸模塊；所述三軸加速度傳感器、陀螺儀、第一微處理器和無線傳輸模塊依次相連；所述監(jiān)控終端包括無線接收模塊、第二微處理器、電容式觸摸屏、電源電路、存儲單元和顯示單元；所述無線接收模塊、第二微處理器和電容式觸摸屏依次相連，所述存儲單元和顯示單元與電容式觸摸屏相連；所述無線接收模塊和無線傳輸模塊通過藍(lán)牙相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述精確測算運(yùn)動密度的儀器，其特征在于:所述無線傳輸模塊為2.4G無線傳輸模塊。
3.—種如權(quán)利要求1所述的精確測算運(yùn)動密度的儀器的使用方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將三軸加速度傳感器、陀螺儀和第一微處理器嵌入到穿戴式的設(shè)備上，實(shí)時采集使用者活動的三軸加速度和角速度數(shù)據(jù)； (2)無線傳輸模塊通過藍(lán)牙將運(yùn)動數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控終端的無線接收模塊； (3)無線接收模塊接收運(yùn)動數(shù)據(jù)，第二微處理器依據(jù)接收到的運(yùn)動數(shù)據(jù)，自動計算對應(yīng)的合加速度和偏轉(zhuǎn)角；并通過第二微處理器內(nèi)部的運(yùn)動狀態(tài)分辨算法來識別并記錄正確運(yùn)動時間； 此算法設(shè)置了不同使用者三軸的合加速度的閾值范圍和偏轉(zhuǎn)角的閾值范圍；當(dāng)合加速度在合加速度的閾值范圍，且偏轉(zhuǎn)角在偏轉(zhuǎn)角閾值范圍，則判斷為使用者在正確運(yùn)動；此時監(jiān)控終端將記錄下使用者整個的正確運(yùn)動時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種精確測算運(yùn)動密度的儀器使用方法，其特征在于，當(dāng)偏轉(zhuǎn)角出現(xiàn)如下數(shù)據(jù)時: (I)合加速度在合速度的閾值范圍內(nèi)，而偏轉(zhuǎn)角不在偏轉(zhuǎn)角閾值范圍內(nèi)； (2)合加速度不在合加速度的閾值范圍內(nèi)，而偏轉(zhuǎn)角在偏轉(zhuǎn)角閾值范圍內(nèi)； (3)合加速度不在合加速度的閾值范圍內(nèi)，偏轉(zhuǎn)角也不在偏轉(zhuǎn)角閾值范圍內(nèi)； 此三種情況不視為正確運(yùn)動，監(jiān)控終端將不做時間記錄。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種精確測算運(yùn)動密度的儀器使用方法，其特征在于:所述監(jiān)控終端記錄下來的正確運(yùn)動時間與課程安排的總時間的比值得出運(yùn)動密度的最終值，運(yùn)動密度的最終值輸出給監(jiān)控終端的存儲單元和顯示單元。
【文檔編號】G01C23/00GK104048673SQ201310439415
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】劉鑫 申請人:視陽國際文化傳播（北京）有限公司