[发明专利]一种智能球场系统及其数据获取方法

权利要求书

1.一种智能球场系统，包括若干穿戴设备、若干定位基站、网关和服务器，该若干定位基站分布于球场不同位置，该定位基站与网关为有线或无线连接，该网关与服务器为有线或无线连接，其特征在于：还包括智能球，该智能球内设有第一UWB标签用于广播自身识别码和运动信息至定位基站；每个穿戴设备均安装有第二UWB标签，该第二UWB标签用于广播自身识别码、运动信息至定位基站；每个定位基站均设有UWB收发装置、微控制器、时钟装置和数据通信装置，该微控制器控制UWB收发装置接收智能球和穿戴设备发送的信息并添加来自时钟装置的时间戳，经数据通信装置发送至网关；该服务器接收网关上传的信息并采用时间差定位方法计算得到智能球和各个穿戴设备的位置及运动轨迹；预先对智能球与若干穿戴设备的广播顺序进行设定，并预设最大空闲时间；智能球或穿戴设备均监听其它装置并等待其广播顺序到达时广播，并在广播后重置最大空闲时间；具体数据获取步骤如下

1)球体或穿戴设备判断最大空闲时间是否到达，若是，则随机延迟后，球体发送自身识别码和运动信息，穿戴设备广播自身识别码、运动信息和体能状态信息至定位基站广播，重置最大空闲时间；若否则监听前一广播顺序装置是否完成广播，若是则球体发送自身识别码和运动信息，穿戴设备广播自身识别码、运动信息和体能状态信息至定位基站，重置最大空闲时间，若否，则重复该步骤；

2)定位基站判断是否接收到时间同步信号，若是，则执行时间同步；若否，则判断是否接收到球体或穿戴设备发送的信息，若是，则将信息添加时间戳后经网关发送至服务器；

3)服务器采用时间差定位方法计算得到智能球和各个穿戴设备的位置及运动轨迹，所述时间差定位方法包括TDOA或TOF。

2.如权利要求1所述的一种智能球场系统，其特征在于：所述第一UWB标签包括第一微控制单元、第一六轴惯性传感器、第一时钟单元、第一存储装置和第一UWB无线收发单元；该第一六轴惯性传感器与第一微控制单元相连用于检测智能球的运动信息，该第一时钟单元与第一微控制单元相连用于提供时钟信号；该第一存储装置与第一微控制单元相连用于临时存储运动信息；该第一UWB无线收发单元用于广播自身识别码和运动信息。

3.如权利要求1所述的一种智能球场系统，其特征在于：所述智能球还设有电池装置和无线充电接收装置，该无线充电接收装置与电池装置相连以实现无线充电，该电池装置与所述第一UWB标签相连以供电。

4.如权利要求1所述的一种智能球场系统，其特征在于：所述第二UWB标签包括第二微控制单元、第二六轴惯性传感器、第二时钟单元、第二存储装置和第二UWB无线收发单元；该第二六轴惯性传感器与第二微控制单元相连用于检测智能球的运动信息，该第二时钟单元与第二微控制单元相连用于提供时钟信号；该第二存储装置与第二微控制单元相连用于临时存储运动信息；该第二UWB无线收发单元用于广播自身识别码和运动信息。

5.如权利要求1所述的一种智能球场系统，其特征在于：所述穿戴设备还设有电池装置和无线充电接收装置，该无线充电接收装置与电池装置相连以实现无线充电，该电池装置与所述第二UWB标签和身体信息采集装置相连以供电。

6.如权利要1所述的一种智能球场系统，其特征在于：所述穿戴设备还设有身体信息采集装置，该身体信息采集装置与第二UWB标签相连以采集体能状态信息并送至所述定位基站。

7.如权利要求1所述的一种智能球场系统，其特征在于：所述服务器通过接收到的智能球或穿戴设备的自身识别码获取其运动信息及对应的时间戳，根据时间戳对比信息到达不同基站的时间或时间差来确定智能球或穿戴设备的位置，并结合运动信息得到运动轨迹。

8.如权利要求1所述的一种智能球场系统，其特征在于：设定其中一所述定位基站按预设周期发送时间同步信号，其余定位基站、智能球和穿戴设备接收该时间同步信号后校准对应的时钟装置，从而维持时间同步。

9.如权利要求1所述的一种智能球场系统，其特征在于：所述数据通信装置包括WI F I单元或LAN单元或3G数据机或4G数据机或USB接口中的一种或多种。