[发明专利]基于STM32的低功耗多路无线同步桨力采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线同步传输系统，尤其是一种用于皮划艇的基于STM32的低功耗多路无线同步桨力采集系统。

背景技术

数字体育是数字技术与传统体育相结合的产物，是IT、通信、互联网技术手段，数字游戏和数字媒体形式，同体育锻炼、竞技健身、互动娱乐的完美结合。目前，国外发达国家普遍利用数字体育提升运动员的各项素质，由传感器采集的动作信号，通过计算机软件分析，进而纠正使其达到最佳水平。

皮划艇是一项运动项目，1924年作为表演项目进入奥运会，1936年，皮划艇成为奥运会正式比赛项目。皮划艇静水项目也是是奥运会的金牌大项目之一。皮划艇最重要的阶段是拉桨乏力，运动员发力时，力量由手臂传递到桨叶上，推动皮划艇前进。在训练过程中，常常需要采集皮划艇的划桨桨柄的桨拉力和桨扭力，根据数据进行有针对性地调整运动员的对划桨的控制力量和角度。采集数据时，需要在划桨的桨柄放置传感器，然后由传感器将采集的数据发送至皮划艇上的信息采集盒，由信息采集盒对采集的数据进行存储、绘制波形并进行分析等工作。目前，在多人皮划艇项目中，采用的有线通信方式，即桨端的传感器与信息采集盒之间通过有线方式连接。这种有线通信方式，需要单独设置通信数据线。由于划桨在高速往复运动，划桨频率有时会达到每分钟100～130次。这种高速往复运动的情况下，数据线随划桨在水中运动时，会对划桨的端部的运动有些影响，采集数据的精确度也会有偏差。而且高速运动有时牵拉数据线，一旦数据线脱落或拉断，就导致采集系统失效，采集系统的可靠性较差。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种基于STM32的低功耗多路无线同步桨力采集系统，以解决现有皮划艇桨端采用有线通信精确度较低、可靠性较差的问题。

本发明为解决技术问题采用以下技术方案。

基于STM32的低功耗多路无线同步桨力采集系统，其结构特点是，包括多个桨端采集装置、一个信息采集盒和一个上位机；所述桨端采集装置设置于皮划艇的每个划桨的端部，用于采集桨拉力和桨扭力；所述信息采集盒设置于皮划艇上，用于对桨拉力和桨扭力进行处理后发给上位机，由上位机对桨拉力和桨扭力数据进行存储并绘制波形图和显示；所述桨端采集装置和所述信息采集盒之间通过无线通信的方式交换数据；

所述桨端采集装置包括桨拉力传感器、桨扭力传感器、锂电池B1、差分放大电路、桨端无线通信模块和桨端微控制器U3；所述锂电池B1经降压后转换为3.3V直流输出，为桨端采集装置供电；所述桨拉力传感器和桨扭力传感器均与所述差分放大电路相连接，用于将桨拉力和桨扭力数据传输给差分放大电路，差分放大电路的输出经过放大和滤波处理后输出给所述桨端微控制器U3，将桨拉力和桨扭力数据传输给桨端微控制器U3；所述桨端无线通信模块与所述桨端微控制器U3相连接，用于将桨端微控制器U3所获得的桨拉力和桨扭力通过所述桨端无线通信模块无线发送给信息采集盒；

所述信息采集盒包括信息采集盒无线通信模块、信息采集盒微控制器U5、USB-UART桥接器U7、锂电池B2和稳压芯片；所述锂电池B2用于为稳压芯片提供电源，所述稳压芯片将锂电池B2输出的电压转换为3.3V直流输出，为信息采集盒供电；所述信息采集盒无线通信模块与所述信息采集盒微控制器U5相连接，用于将桨端无线通信模块所发送的桨拉力和桨扭力发送给信息采集盒微控制器U5，由信息采集盒微控制器U5对桨拉力和桨扭力进行处理后发给上位机，上位机进行数据显示和数据波形显示；信息采集盒微控制器U5与所述USB-UART桥接器U7相连接，用于通过USB-UART桥接器U7和USB数据线连接上位机。

本发明的基于STM32的低功耗多路无线同步桨力采集系统的结构特点也在于：

所述桨端微控制器U3上连接有电阻R3、电容C1～C8、电容C14～C15、电容C27～C28、低压差线性稳压器U04和无线接口电路P1；无线接口电路P1上连接有电容C18和C19；

所述差分放大电路包括第一信号调理电路和第二信号调理电路；所述第一信号调理电路和第二信号调理电路均与所述桨端微控制器U3相连接；所述第一信号调理电路包括电阻R1、电阻R4～R8、电容C10～C13、运放U03、运放U1A、运放U1C；所述第二信号调理电路包括电阻R2、电阻R9～R14、电容C16～C17、电容C22～C23、运放U4、运放U1B、运放U1D。