一種精確測算運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動密度的儀器及使用方法，該精確測算運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牙相連。本發(fā)明是提供一種精確測算運動密度的儀器及使用方法，既能實時反應(yīng)學(xué)生是否在正確運動，又能精準(zhǔn)測算學(xué)生正確運動的總時間。
【專利說明】一種精確測算運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動密度的儀器及使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]運動密度是指一節(jié)課中，運動時間與實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，是檢驗是否能夠增強學(xué)生體質(zhì)和運動技能效果的指標(biāo)之一。從體育教學(xué)特點來看，運動密度直接反應(yīng)了學(xué)生的運動量，學(xué)生有個正確的運動量有著重要的作用，運動密度過小達不到鍛煉的效果，運動密度過大會出現(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動密度，這樣做實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)先安排運動課內(nèi)容，大致安排好運動時間和休息時間，測算運動密度主要是采用電子秒表計算每節(jié)課的時間運動時間與上課總時間的比值得出運動密度的結(jié)果。但是在實際上課中由于教師教學(xué)經(jīng)驗和教學(xué)條件不同，實踐中難免會出現(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，從而產(chǎn)生不合理運用的時間影響了運動密度，因此，很難確定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
[0004]運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)方案來實現(xiàn)的:一種精確測算運動密度的儀器，該精確測算運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牙相連。
[0007]進一步的，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牙將運動數(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動數(shù)據(jù)，第二微處理器依據(jù)接收到的運動數(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)部的運動狀態(tài)分辨算法來識別并記錄正確運動時間；
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動，此時監(jiān)控終端將記錄下使用者整個的正確運動時間。
[0010]進一步的，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動，監(jiān)控終端將不做時間記錄。
[0011]進一步的，所述監(jiān)控終端記錄下來的正確運動時間與課程安排的總時間的比值得出運動密度的最終值，運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，能實時反應(yīng)學(xué)生是否在正確運動；
2，能精準(zhǔn)測算學(xué)生正確運動的總時間；
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)生最佳的運動密度數(shù)據(jù)；
4，根據(jù)運動密度數(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)明一種精確測算運動密度的儀器的原理框圖。

【具體實施方式】
[0014]以下實施例用于說明本發(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牙相連。所述電源電路在該精確測算運動密度的設(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牙將運動數(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動數(shù)據(jù)，第二微處理器依據(jù)接收到的運動數(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)部的運動狀態(tài)分辨算法來識別并記錄正確運動時間；
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動；此時監(jiān)控終端將記錄下使用者整個的正確運動時間。
[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動時間與課程安排的總時間的比值得出運動密度的最終值。運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，能實時反應(yīng)學(xué)生是否在正確運動；
2，能精準(zhǔn)測算學(xué)生正確運動的總時間；
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)生最佳的運動密度數(shù)據(jù)；
4，根據(jù)運動密度數(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)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種精確測算運動密度的儀器及使用方法，其特征在于:該精確測算運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牙相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述精確測算運動密度的儀器，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牙將運動數(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動數(shù)據(jù)，第二微處理器依據(jù)接收到的運動數(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)部的運動狀態(tài)分辨算法來識別并記錄正確運動時間； 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動；此時監(jiān)控終端將記錄下使用者整個的正確運動時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種精確測算運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動時間與課程安排的總時間的比值得出運動密度的最終值，運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