劉煥斌++魏振鋼

摘 要隨著計算機技術及傳感器技術的快速發(fā)展，競技體育訓練的智能化時代已經(jīng)來臨。本文中所提到的敏捷訓練系統(tǒng)是一種基于ZigBee無線通信網(wǎng)絡技術開發(fā)的、能夠實時反應敏捷訓練情況的系統(tǒng)。首次打破了傳統(tǒng)敏捷訓練存在的缺陷，極大地提高訓練效率，并將訓練結果直觀地反映給教練員和運動員。本文論述了基于ZigBee無線通信網(wǎng)絡技術的敏捷訓練系統(tǒng)的研究與開發(fā)過程。

【關鍵詞】敏捷訓練 ZigBee網(wǎng)絡 Android移動終端

在體育領域中，靈敏性訓練是指運動員根據(jù)教練員指示或輔助儀器的指引而做出相應的動作的訓練項目。在各個專業(yè)運動隊中，靈敏性訓練多數(shù)采用人工指揮等傳統(tǒng)手段，即通過教練員對運動員實施指令，運動員按照指令做出相應的快速反應，這樣的靈敏性訓練對于運動員靈敏性的提高是沒有任何意義的。

敏捷訓練系統(tǒng)是一以新興的無線傳感技術為主線，集計算機軟硬件技術和電子應用技術為一體的智能化設備，具有使用簡單、攜帶方便等特性。該系統(tǒng)的工作原理：基于Android平臺的中央控制器通過ZigBee網(wǎng)絡發(fā)送激活指令啟動指定敏捷感應器上的光電傳感器，同時光電傳感器上的信號源會發(fā)出光聲信號作為提示；當運動員收到信號后，迅速移動并遮擋激活的敏捷感應器上的信號源；此時敏捷感應器將啟動與關閉的時間差傳回中央控制器；中央控制器接收到數(shù)據(jù)后發(fā)送另一個啟動信號，如此循環(huán)測試并記錄相關數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)分為三個模塊，分別是中央控制模塊、敏捷感應模塊、和無線通訊模塊，如圖1所示。

1 敏捷感應模塊

敏捷感應模塊由若干個敏捷感應器組成，而每個敏捷感應器又分成紅外線收發(fā)器和無線收發(fā)器兩部分。紅外收發(fā)器實現(xiàn)光電信號的轉換，無線收發(fā)器則通過ZigBee網(wǎng)絡實現(xiàn)命令和數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

紅外收發(fā)器是由發(fā)送端和接收端兩部分組成的，發(fā)送端采用控制電路將待發(fā)送的信號編碼轉換為脈沖信號，通過發(fā)射管經(jīng)過透鏡發(fā)射紅外信號。

無線收發(fā)器是敏捷感應模塊的最重要的組成部分，其核心是CC2530，一款由德州儀器公司研制主要使用在IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE應用的芯片。

2 基于ZigBee技術的無線通訊模塊

敏捷訓練系統(tǒng)的無線通訊模塊主要實現(xiàn)敏捷感應模塊與中央控制模塊之間的數(shù)據(jù)與命令的交互，鑒于該系統(tǒng)是近距離的感應設備且要求傳輸安全、功耗小，因此本系統(tǒng)各個模塊之間的通訊采用ZigBee技術實現(xiàn)。

2.1 ZigBee技術概述

ZigBee技術主要適用于自動控制領域，尤其是距離短、功耗低且傳輸速率不高的電子設備之間進行的數(shù)據(jù)傳輸以及有周期性、間歇性數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽谩?/p>

2.2 ZigBee網(wǎng)絡的組建

ZigBee技術的組網(wǎng)功能非常強大，按照其網(wǎng)絡拓撲結構可分為星形，樹形，和網(wǎng)形。根據(jù)本系統(tǒng)中敏捷感應器數(shù)量固定并且數(shù)量較少的特點，本系統(tǒng)的ZigBee網(wǎng)絡采用星形結構。

3 中央控制模塊

中央控制模塊是由Android移動客戶端和ZigBee網(wǎng)絡協(xié)調器組成。Android移動客戶端主要是Android平板電腦和客戶端軟件系統(tǒng)，其主要功能是實現(xiàn)敏捷感應模塊控制指令的發(fā)送和敏捷數(shù)據(jù)的接收，以及對接收到的數(shù)據(jù)進行分析與處理。ZigBee網(wǎng)絡協(xié)調器主要負責無線自組織網(wǎng)絡的組建以及敏捷指令和數(shù)據(jù)的轉發(fā)。

4 結語

本系統(tǒng)最終實現(xiàn)了一種應用于運動員訓練的敏捷訓練系統(tǒng)。它能夠方便快捷地測量運動員的敏捷反應數(shù)據(jù)。

參考文獻

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作者單位

中國海洋大學信息科學與工程學院 山東省青島市 266100