[發明專利]智能立定跳遠測試系統

在審

• 申請號: 201611034817.6
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106781351A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 孟祥宇
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;G08C23/04;H04B10/40;G01B11/02
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司44260
• 代理人: 袁士林

技術領域

本發明涉及體育測量技術領域，更具體地說，特別涉及一種智能立定跳遠測試系統。

背景技術

近幾年來，隨著現代電子技術的不斷發展，在體育賽事中用到的電子技術也在不斷更新，例如立定跳遠測試儀從最初的人工筆記發展到鍵盤跳毯測量原理和導電橡膠測距技術的運用再到超聲波測距的進入。

發明內容

本發明的目的在于提供一種智能立定跳遠測試系統。該系統基于FPGA與紅外光電收發一體化裝置立定跳遠測試儀，經多次實驗測試，系統的誤差控制在±1cm之內，并且可以選定起跳線和控制測試區的范圍，節省了能源的消耗，提高了精確度，而且智能化得到了提高，能夠滿足實際的使用需求。

一種智能立定跳遠測試系統，包括上位機，控制區和測試區；所述上位機包括PC端和受試者跳遠成績數據庫；所述控制區包括FPGA控制端、紅外光電收發一體化裝置nRF905無線傳輸模塊、鍵盤、液晶顯示；所述測試區包括起跳線和測量區，所述測試區的起跳線和測試區的范圍可根據原始成績距離來確定，所述測量區包括FPGA測試端、紅外線發射電路、紅外線接收電路和nRF905無線傳輸模塊；所述控制區和上位機相連，測試區與控制區和上位機分離，通過各自的nRF905無線傳輸模塊對數據進行無線傳輸。

立定跳遠測試系統以FPGA為控制和測試部分的核心,以Verilog HDL語言為開發語言， 通過控制部分對上位機數據庫中的受試者的原始成績進行計算來決定測試的范圍，起跳線的選取，測試部分負責控制紅外測試。兩部分的通信模塊的設計都是以Cyclone II FPGA器件為硬件設計平臺，在Quartus II 9.0軟件中的SOPC Builder中使用Nios II軟核作為處理器,Avalon為總線連接各組件構建片上硬件系統。利用C語言在Nios II IDE 軟件開發平臺對整個系統進行軟件編程。利用Nios II軟核實現了與nRF905的SPI接口通信，并通過nRF905實現控制部分與測試部分的串行通信等功能。

紅外光電測距工作原理如圖2所示。規定測量區長度為300cm,為了節約資源，在起跳區的100cm范圍內不安裝紅外裝置。設立50cm，100cm的起跳線，被測者可根據原始成績距離來確定起跳線。測量區的發射端由38khz調制電路如圖3所示通過串行輸入并行輸出器件74HC164外接200個紅外發光二級管組成,二極管的間距為1cm。接收端由25個并行輸出串行輸出74HC165外接200個紅外接收頭組成,接頭的間距也是1cm,并且每個接收頭分別與對面放置的紅外發光二極管一一對應，紅外接收頭如圖4所示。設備啟動紅外發光二極管,被測者從起跳線跳入測量區,紅外線會被鞋子遮擋,與之對應的紅外接收區域將收不到紅外信號則輸出高電平,此時系統會自動暫停并重新啟動紅外發光二極管,進行二次判定紅外接收頭的狀態來判斷是否被擋住,若是則比較前后兩次的計數值的大小找出被擋住的最近的紅外接收頭位置,根據紅外線接收頭電平的高低就可以計算出相對于小的值就是測試區的跳遠距離d(0cm<d<200cm),由此即可計算出被測者的立定跳遠距離。

與現有技術相比，本發明基于FPGA與紅外光電收發一體化裝置立定跳遠測試儀，經多次實驗測試，系統的誤差控制在±1cm之內，并且可以選定起跳線和控制測試區的范圍，節省了能源的消耗，提高了精確度，而且智能化得到了提高，能夠滿足實際的使用需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明所述系統總體設計框圖。

圖2是本發明所述系統紅外光電測距工作原理圖。

圖3是本發明所述38KHz紅外發射電路（2 路）。

圖4是本發明所述紅外接收頭單元電路。

圖5是本發明所述片上系統框圖。

圖6是本發明所述Nios II 系統模塊圖。

圖7是本發明所述控制端工作流程圖。

圖8是本發明所述測試區流程框圖。

圖9是本發明所述上位機軟件設計框圖。

具體實施方式