专利名称：微型无线三维加速度采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种加速度采集装置，特别涉及一种利用无线传输方式的微 型无线三维加速度采集装置。
背景技术：
现今的体育运动训练，在专项训练实践和理论的基础上，逐渐形成了比较 完善的"运动训练学"。运动技能是由系列化的专业动作所组成，而在完成每一 个专业动作时，人体的各个运动环节都处于不同的运动状态。 一直以来， 一大 批的专家学者通过各种方法和手段，对训练中人体各个运动环节进行各种分析， 以期发现和总结人体运动环节的运动规律，为训练中运动技能掌握以及错误动 作纠正提供有效的训练手段和新思路，为各种竞技体育的专项训练提供科学依 据和理论指导。教练员需要观察运动员的动作轨迹，以便更好的指导运动员的 训练，传统的方法是利用照相机拍照或者视频拍摄来观测运动员在训练中的动 作完成情况，或通过特定空间中分布的镜头从不同角度摄取活体运动图像，再 按照一定的空间关系重现运动过程；这样做会出现以下情况 一、所有的技术
分析只能在运动员训练结束后，根据图像来进行分析，具有滞后性，不能实时
进行有针对性的反馈，不利于问题的及时处理；二、视频、拍照等手段均需要 占用较大的空间资源，数据过于庞大，费用昂贵；三、视频、拍照等手段在位 置判断的准确性方面也难以保证；四、上述数据采集装置只能描述运动物体的 空间位置的变化，而不能反映物体在运动过程中的受力情况。因此需提供一种 实时的反映运动轨迹的信号采集装置以解决上述问题。 发明内容
本实用新型的目的是提出一种微型无线三维加速度采集装置，该采集装置 采用无线数据传输，现场实时观测，该微型无线三维加速度采集装置可对多种 运动项目的三维运动数据精确采集输入计算机分析，成本低、体积小、使用方 便，可以弥补现有运动数据采集装置的缺陷。本实用新型的目的是这样实现的 一种微型无线三维加速度采集装置，该采 集装置由数据采集发射器和数据接收器组成;所述数据采集发射器包括一个发射 器壳体、数据采集器、发射器微处理器、发射器无线通信模块和电源，所述数据 采集器、发射器微处理器和发射器无线通信模块焊接在发射器线路板上，发射器 线路板被固定在发射器壳体中，电源连接至数据采集器、发射器微处理器和发射 器无线通信模块，所述数据采集器的信号输出连接至发射器微处理器信号输入 口，发射器微处理器信号输出口连接发射器无线通信模块；所述数据接收器包括 一个接收器壳体、接收器无线通信模块、接收器微处理器和USB接口电路，所述 接收器无线通信模块、接收器微处理器和USB接口电路焊接在线路板上，线路板 被固定在接收器壳体中，所述接收器无线通信模块连接至接收器微处理器信号输 入口，接收器微处理器通讯口与USB接口电路连接；数据采集发射器中的发射器 无线通信模块与数据接收器中的接收器无线通信模块通过无线电信号相互连接。
本实用新型与已有技术相比有以下优点
1. 本实用新型只需将数据采集发射器绑定在运动员或者运动器械上，接收 器连接计算机就可以实时将数据汇总到计算机内集中处理。
2. 本实用新型的数据采集发射器和数据接收器之间采用无线电数据连接，
使采集装置使用更加方便，不受线缆的束缚。
3. 本实用新型的装置体积小、重量轻、操作简单、测量速度快，不但描述 运动物体的空间位置的变化，而且还可以反映运动物体运动过程的加速度变化， 既经济又实用。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

图l为本实用新型外部结构示意图； 图2为本实用新型数据采集发射器的电路框图； 图3为本实用新型数据接收器的电路框图4为本实用新型数据采集发射器的电原理图； 图5为本实用新型数据接收器的电原理图。
具体实施方式
参见图l、图2、图3、图4和图5，本实施例的一种微型无线三维加速度采集 装置，该采集装置由数据采集发射器1和数据接收器2组成，所述的数据采集发射 器与数据接收器之间是无线电数据连接，所述数据采集发射器包括一个发射器壳 体3、数据采集器6、发射器微处理器7和发射器无线通信模块8;在该发射器壳体 中安装有发射器线路板5，电源4安装在电路板上，所述的电源与发射器线路板电 连接，所述数据采集发射器的数据采集器、发射器微处理器和发射器无线通信模 块焊接在线路板上，所述数据采集器的信号输出连接至发射器微处理器信号输入 端，发射器微处理器信号输出连接发射器无线通信模块；所述数据接收器包括一 个接收器壳体9、接收器无线通信模块13、接收器微处理器12和USB接口电路11， 在该接收器壳体内安装有接收端线路板10，所述数据接收器的接收器无线通信模 块、接收器微处理器和USB接口电路焊接在线路板上，所述接收器无线通信模块 连接至接收器微处理器输入口，接收器微处理器通讯口与USB接口电路连接；数 据采集发射器中的发射器无线通信模块与数据接收器中的接收器无线通信模块 通过无线电信号相互连接。
所述发射器线路板上安装有电源显示灯和无线通信显示灯，发射器壳体上在 电源显示灯和无线通信显示灯的位置处设有电源显示灯孔14和无线通信显示灯 孔15。
所述接收器线路板上安装有电源显示灯和无线通信显示灯，接收器壳体上在 电源显示灯和无线通信显示灯的位置处设有电源显示灯孔和无线通信显示灯孔。
所述发射器线路板上安装有电源开关16，该电源开关焊接在线路板上连接在 电源与线路板电路之间，本实施例中电源开关是一个拨动开关，所述的发射器壳 体上在电源开关的位置处设有电源开关孔17 。
使用时，接收器通过USB接口电路插装在主机电脑上，可实现对接收器的供 电，通过USB接口连接主机电脑的设计可更好的解决接收器与主机电脑串口的匹 配问题。
本实施例中，所述电源型号为CR2032的纽扣电池，该电池直接安装在线路 板上；所述的数据采集器采用型号为SMB380的三轴加速度传感器；所述的发射器微处理器和接收器微处理器均采用型号为MC9S08QG8的微处理器；所述的发射器 无线通信模块和接收器无线通信模块均采用型号为nRF24L01的单片射频收发器; 所述的USB接口电路采用型号为PL-2303HX的接口芯片。所述的电源显示灯和无线 通信显示灯均采用LED灯。
所述的发射器的三轴加速度传感器SMB380的输出端SDA脚和SCL脚分别与发 射器微处理器MC9S08QG8的脚13、 14对应连接；所述的发射器无线通信模块和接 收器无线通信模块nRF24L01的2 (CSN)、 3 (SCK)、 4 (MOSI)、 5 (MISO)、 6 (IRQ) 脚分别与发射器微处理器和接收器微处理器MC9S08QG8的9、 8、 7、 15、 16对应连 接。
工作过程是
一、 将数据采集发射器固定在被测运动体上，数据采集发射器电路板接通电 源，发射器线路板上安装的电源显示LED灯1亮，数据采集发射器处于工作状态；
将数据接收器通过USB接口接入计算机使其接通电源，接收器线路板上安装的电 源显示LED灯亮，数据接收器处于接收状态等待数据的到来；
二、 运行计算机中的VB (数据采集和分析处理)程序，在被测对象运动的同 时点击计算机屏幕上的接收按钮；
三、 运动体运动，数据采集发射器通过三轴加速度传感器SMB380采集被测对 象的三维运动数据发送至数据接收器，无线通信显示LED灯亮；
四、 在l ms内数据接收器收到数据并送入计算机，同时计算机显示屏的VB 操作界面显示出接收到的数据，并对接收的数据进行处理。
权利要求1、微型无线三维加速度采集装置，其特征在于该采集装置由数据采集发射器和数据接收器组成；所述数据采集发射器包括一个发射器壳体、数据采集器、发射器微处理器、发射器无线通信模块和电源，所述数据采集器、发射器微处理器和发射器无线通信模块焊接在发射器线路板上，发射器线路板被固定在发射器壳体中，电源连接至数据采集器、发射器微处理器和发射器无线通信模块，所述数据采集器的信号输出连接至发射器微处理器信号输入口，发射器微处理器信号输出口连接发射器无线通信模块；所述数据接收器包括一个接收器壳体、接收器无线通信模块、接收器微处理器和USB接口电路，所述接收器无线通信模块、接收器微处理器和USB接口电路焊接在线路板上，线路板被固定在接收器壳体中，所述接收器无线通信模块连接至接收器微处理器信号输入口，接收器微处理器通讯口与USB接口电路连接；数据采集发射器中的发射器无线通信模块与数据接收器中的接收器无线通信模块通过无线电信号相互连接。
2、 根据权利要求l所述的微型无线三维加速度采集装置，其特征在于 所述发射器线路板上安装有电源显示灯和无线通信显示灯，发射器壳体上 在电源显示灯和无线通信显示灯的位置处设有电源显示灯孔和无线通信显 示灯孔。
3、 根据权利要求l所述的微型无线三维加速度采集装置，其特征在于:所述接收器线路板上安装有电源显示灯和无线通信显示灯，接收器壳体上 在电源显示灯和无线通信显示灯的位置处设有电源显示灯孔和无线通信显 示灯孔。
4、 根据权利要求2或3所述的微型无线三维加速度采集装置，其特征在 于所述电源显示灯和无线通信显示灯是LED灯。
5、 根据权利要求l所述的微型无线三维加速度采集装置，其特征在于:所述发射器线路板上安装有电源开关，该电源开关焊接在线路板上连接在电源与线路板电路之间，所述电源开关是拨动开关，所述的发射器壳体上 在电源开关的位置处设有电源开关孔。
6、 根据权利要求l所述的微型无线三维加速度采集装置，其特征在于:所述电源型号为CR2032的纽扣电池，该电源直接安装在线路板上。
7、 根据权利要求1所述的微型无线三维加速度采集装置，其特征在于:所述的数据采集器采用型号为SBM380的三轴加速度传感器。
8、 根据权利要求1所述的微型无线三维加速度采集装置，其特征在于所述的发射器微处理器和接收器微处理器采用型号为MC9S08QG8的微处理 器。
9、 根据权利要求1所述的微型无线三维加速度采集装置，其特征在于 所述的发射器无线通信模块和接收器无线通信模块采用型号为nRF24L01 的单片射频收发器。
10、 根据权利要求1所述的微型无线三维加速度采集装置，其特征在 于所述的USB接口电路采用型号为PL-2303HX的接口芯片。
专利摘要本实用新型涉及一种利用无线传输方式的微型无线三维加速度采集装置。该装置由数据采集发射器和数据接收器组成；数据采集发射器包括数据采集器、发射器微处理器、发射器无线通信模块和电源；数据接收器包括接收器无线通信模块、接收器微处理器和USB接口电路；数据采集发射器与数据接收器通过无线电信号相互连接。本实用新型有益效果是只需将数据采集发射器绑定在运动员或者运动器械上，接收器连接计算机就可以实时将数据汇总到计算机内集中处理，体积小、重量轻、操作简单、测量速度快，不但描述运动物体的空间位置的变化，而且还可以反映运动物体运动过程的加速度变化；本装置采用无线电数据连接，使采集装置使用更加方便，不受线缆的束缚。
文档编号G01P15/00GK201340649SQ20082018106
公开日2009年11月4日 申请日期2008年12月12日 优先权日2008年12月12日
发明者张忠秋, 李祥臣, 肖书明 申请人:国家体育总局体育科学研究所