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运动员起跑反应时无线测量系统的研究和实现

来源:电子产品世界/扬州大学物理科学与技术学院 宋鹏 钱跃峰 窦振中?? 2005年12月18日 ?? 收藏0

???????引言

???????反应时是指刺激施于有机体之后到明显的反应开始时所需要的时间,即刺激与反应之间的时间间隔。目前,我国对运动员反应能力的测定大多是通过简单的声光反应时测定仪,或是计算机模拟来实现。但是这些测试方法受外界环境和人的主观心理因素影响较大,不能准确客观地反映运动员在运动中的神经反应能力。本文实现了一个测量运动员(听觉)神经-运动反应时的系统,以提高运动员听到发令枪后的起跑速度。该系统是通过声音传感器和加速度传感器检测运动员听到发令枪到起跑所需要的时间,即运动员的神经-运动反应时,再通过无线数据传输模块将数据传送到PC机进行显示,并可根据反应时记录进行处理和绘制成反应时曲线,能够直观地了解运动员反应时的变化及趋势。

???????系统结构及其原理

???????系统结构

???????本系统主要实现(听觉)神经-运动反应时的测定。方法是通过声音传感器检测发令枪的声音,用加速度传感器检测运动员起跑的时刻,记录运动员听到发令枪到起跑所需要的时间,再通过无线数据传输模块将数据传送到基站进行记录和处理。系统由反应时测定模块、通信模块、数据记录处理模块三部分组成,结构如图1所示。

系统结构框图

图1系统结构框图

???????反应时测定模块用单片机作为核心部件,加上声音传感器和加速度传感器检测电路,通过单片机的内部计数器记录运动员的起跑反应时,并将记录的数据按照一定的格式编码,通过串口送至无线发送模块,实现与PC机的无线通信。

???????通信模块主要用PTR2000无线数传模块实现无线数据的传输。

???????数据记录处理模块通过串行通信的方式接收无线数传模块传输的数据,并送到由PC机构成的基站进行记录、处理和显示。

???????系统设计基本原理

???????测量准备和系统自检

???????系统在反应时测量模块上设置了一个按钮,在每次测量前,按此按钮启动系统自检,通过单片机检查与之相连的各个部件,如存储器、加速度传感器、声音传感器等的状态,以及无线通信系统能否正常工作。通过无线传送模块,将检测到的各个部件的状态发送到接收端,若接收端接收到正常的信号,则记录端可以通知开始测量;若接收不到,则必须检查、调试,或者更换测量系统,直到接收端接收到正常的信号方可开始测量。

???????数据采集

???????在系统自检完成之后,如果各个部件工作正常,就可以开始测量反应时。声音传感器检测到发令枪的声音信号后,计数器开始计数,并查询加速度传感器的信号,在检测到加速度传感器信号后停止计数,并将计数值保存在发送缓冲区,数据采集过程结束。

???????数据的无线发送和接收

???????在单片机数据采集完成之后,即开始数据的无线发送。在发送之前,对采集的数据按照无线数传模块的要求进行编码,然后将数据通过无线数传模块按照从高位到低位的顺序进行发送。在无线接收端,把接收到的数据通过电平转换和RS-232串行接口送至PC机进行处理和显示。

???????数据的处理和显示

???????由PC机构成的基站从RS-232串行接口接收到数据后,通过运动员起跑反应时处理软件对数据进行处理、存储、显示和分析。


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传感器? 反应? 无线?

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