本實(shí)用新型涉及一種足球， 尤其涉及一種新型足球系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技 術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)力的提高，人們對(duì)競(jìng)技足球的期望也越來(lái)越高。足球作為億萬(wàn)球迷喜愛(ài)的體育運(yùn)動(dòng)，在該領(lǐng)域里應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，實(shí)時(shí)記錄訓(xùn)練和比賽過(guò)程，用現(xiàn)代先進(jìn)的足球理論和技術(shù)，指導(dǎo)和幫助提高足球訓(xùn)練水平，提高校園足球的訓(xùn)練效率和樂(lè)趣，是足球和信息技術(shù)界的一種大膽嘗試。足球賽事中出現(xiàn)的“爭(zhēng)議”、“誤判”也往往成為人們街頭巷尾談?wù)摰脑掝}，人們希望現(xiàn)代科技來(lái)滿足足球運(yùn)動(dòng)的“公正”、“公平”的需求，隨著足球運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，人們不僅僅滿足于其僅具有用來(lái)踢球的簡(jiǎn)單應(yīng)用，也希望增加足球比賽的特殊功能和足球賽事的趣味性。目前人們對(duì)足球的質(zhì)量和壽命僅是從經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，缺乏統(tǒng)一的工具和方法來(lái)衡量，也希望有一個(gè)真實(shí)的數(shù)據(jù)來(lái)支持足球質(zhì)量的鑒定，決定比賽、練習(xí)用球符合足球標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。從此足球界出現(xiàn)了“智能足球”的概念，采用各種技術(shù)和方法，探索應(yīng)用信息技術(shù)來(lái)提高足球運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和比賽水平，已經(jīng)成為信息技術(shù)和足球界共同關(guān)注的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案，一種新型足球系統(tǒng)，是由智能足球、球員標(biāo)志裝置和安裝專用手機(jī)APP軟件的智能手機(jī)組成，APP軟件包括足球比賽模塊、足球訓(xùn)練模塊和足球質(zhì)量管理模塊，根據(jù)需要選用相應(yīng)的模塊，所述的智能足球內(nèi)部裝有數(shù)字六維傳感器、無(wú)線通訊微處理器、可充電電池、無(wú)線充電模塊，其中數(shù)字六維傳感器、無(wú)線通信微處理器和無(wú)線充電模塊組成一個(gè)微型電子組件，放置在足球內(nèi)膽的一個(gè)特制皮囊內(nèi)，所述的可充電電池定制成超薄弧形，安置在與微型電子組件相對(duì)的另一個(gè)皮囊內(nèi)，無(wú)線充電模塊的平面電磁接收線圈放置在兩個(gè)皮囊之間的另外兩個(gè)皮囊內(nèi)，相鄰皮囊之間的距離一致以保持足球的平衡，所述的球員標(biāo)志裝置是一種穿戴電子設(shè)備，它由無(wú)線通訊微處理器、三軸加速度傳感器、心率傳感器和柔性電池組成，球員信息可以事先由智能手機(jī)設(shè)定存在無(wú)線通訊微處理器的Flash存儲(chǔ)器內(nèi)，包括球隊(duì)名稱代號(hào)、球員球衣號(hào)、球員名字等，與無(wú)線充電模塊對(duì)應(yīng)的專用無(wú)線充電器是通用的無(wú)線充電設(shè)備，設(shè)有專用的足球塑料座放置足球，保證智能足球在充電時(shí)不會(huì)滾動(dòng)而與充電器分離；所述的智能足球和球員標(biāo)志裝置中的無(wú)線通訊微處理器模塊都可以通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)連接各個(gè)具有藍(lán)牙模塊的微微網(wǎng)和相應(yīng)的電子設(shè)備，接收智能手機(jī)發(fā)出的操作指令，同時(shí)向智能手機(jī)發(fā)送由微處理器解算的實(shí)時(shí)足球運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，包括足球的瞬時(shí)位置、速度、加速度、實(shí)時(shí)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)和射門(mén)方向、擊球的“力”大小和次數(shù)以及雙方球員在足球場(chǎng)上的實(shí)時(shí)位置；智能手機(jī)安裝專用的足球系統(tǒng)APP軟件，根據(jù)足球訓(xùn)練、比賽的要求，專用APP軟件所編程的軟件模塊可以提供盤(pán)球、顛球、射門(mén)等相關(guān)數(shù)據(jù)，所述新型足球系統(tǒng)還包括足球質(zhì)量管理模塊，足球內(nèi)裝置的數(shù)字六維傳感器在足球受到外力沖擊時(shí)，足球便發(fā)生運(yùn)動(dòng)，六維傳感器將測(cè)到一次加速度的最大值，根據(jù)力學(xué)公式,我們可以得到擊球力值大小，比照中華人民共和國(guó)的足球國(guó)家測(cè)試中“足球沖擊力測(cè)試計(jì)”所提供擊球力的數(shù)值，在無(wú)線通訊微處理器內(nèi)部設(shè)置該擊球沖擊力的基準(zhǔn)值，把大于此沖擊力值的次數(shù)在微處理器內(nèi)部進(jìn)行記錄，儲(chǔ)存到Flash存儲(chǔ)器里，每擊球足球一次，足球本體內(nèi)部的加速度矢量值也變化一次，通過(guò)計(jì)算得到擊球力的大小，若達(dá)到或超過(guò)規(guī)定擊球力的基準(zhǔn)數(shù)值，可以通過(guò)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)、存儲(chǔ)，同時(shí)存儲(chǔ)到微處理器中指定的Flash存儲(chǔ)器單元，在斷電情況下，即使電池?fù)p壞，其存儲(chǔ)的數(shù)值仍然保存不變，這時(shí)我們就可以隨時(shí)從智能手機(jī)中獲得這個(gè)足球已經(jīng)受到?jīng)_擊的次數(shù)參數(shù)，也可以同時(shí)存儲(chǔ)多個(gè)足球的沖擊的次數(shù)，而達(dá)到監(jiān)測(cè)足球壽命和足球管理的目的。

智能足球場(chǎng)地通訊裝置和智能足球都應(yīng)在無(wú)線局域網(wǎng)WLAN能夠覆蓋的區(qū)域使用，通過(guò)安裝專用手機(jī)軟件APP的智能手機(jī)與安置在智能足球內(nèi)部的無(wú)線通訊微處理器組成微微網(wǎng)，也可以與安置在比賽場(chǎng)地里所有裝有藍(lán)牙收發(fā)模塊的設(shè)備如帶有藍(lán)牙收發(fā)裝置的CCD攝像機(jī)等相連接，構(gòu)成有多個(gè)藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)點(diǎn)的微微網(wǎng)，通過(guò)相應(yīng)軟件把所有在微微網(wǎng)上的設(shè)備通過(guò)4.0以上版本的BLE協(xié)議用無(wú)線的方式連接起來(lái)，所述的專用無(wú)線充電器可以是與放置在智能足球內(nèi)部的無(wú)線充電模塊相同的電子器件裝置，安裝在可以方便安放智能足球，并且可以對(duì)智能足球充電的專用電子裝置。

所述的一種新型足球系統(tǒng)，還包括球員標(biāo)志裝置，其包括無(wú)線通訊微處理器、三維加速度傳感器、心率傳感器和微型可充電電池組成，裝置在一個(gè)由硅橡膠材料制成的外殼里，分別佩戴在雙方球員的手腕上，在訓(xùn)練時(shí)它可以選擇運(yùn)動(dòng)員的健康情況監(jiān)護(hù)，在比賽時(shí)它可以正確地向智能手機(jī)發(fā)送雙方球員在比賽場(chǎng)上的瞬間位置和位置變化。

作為優(yōu)選，所述無(wú)線通訊微處理器模塊,采用CC2540藍(lán)牙低功耗芯片為核心，它是一款完全兼容藍(lán)牙4.0低功耗BLE協(xié)議的Soc芯片，其內(nèi)部集成了低功耗、增強(qiáng)型8051MCU內(nèi)核，高性能2.4GHz射頻收發(fā)器，8K RAM、256K Flash存儲(chǔ)器，其主要特性包括1個(gè)16位和2個(gè)8位通用定時(shí)器，2個(gè)UART，共有21個(gè)GPIO,可以通過(guò)設(shè)置，用作1個(gè)SPI或一個(gè)作雙向數(shù)據(jù)傳輸通道，接收六維傳感器的加速度計(jì)、磁力計(jì)參數(shù)，它有32.678KHz的休眠定時(shí)器，并擁有5種工作模式，精確的數(shù)據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)（RSSI)、功能強(qiáng)大的五通道直接內(nèi)存（DMA），在發(fā)送接收、數(shù)據(jù)處理和傳輸時(shí)，可以選擇不同的工作模式進(jìn)行工作，以降低微處理器的功率損耗，在休閑模式時(shí)芯片的電流損耗可以調(diào)節(jié)，最低的電流損耗僅0.4ua。芯片僅有6×6×1mm，適宜應(yīng)用于有體積要求的場(chǎng)合，無(wú)線通訊微處理器模塊的供電電壓為2～3.6伏，與可充電電池的電壓相匹配。

低功耗的主芯片具有無(wú)線收發(fā)功能和輸入輸出功能，因此需要外圍電路來(lái)實(shí)現(xiàn)芯片功能，外圍電路是圍繞主芯片進(jìn)行配置，外圍電路包括兩個(gè)時(shí)鐘電路電源電路、阻抗匹配電路、通訊接口、天線等，芯片中有RF_P和RF_N是一對(duì)差分輸入、輸出的偶極信號(hào)端口，所述的天線是一種特制的可以制成PCB板形式的天線，天線的接收頻段為2400～2483MHz，其增益不小于3db，基于其是一種不平衡天線，需要在射頻輸入輸出管腳與藍(lán)牙天線之間連接一個(gè)巴倫（平衡、不平衡）匹配電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種匹配電路可以用分離的電容、和電感來(lái)實(shí)現(xiàn)，整個(gè)電子電路板進(jìn)行優(yōu)化薄型設(shè)計(jì)，可以安置在智能足球球膽小氣囊的中心。

作為優(yōu)選，所述的數(shù)字六維傳感器是一個(gè)三維加速度傳感器和一個(gè)三維磁力計(jì)（電子羅盤(pán)）組成，其中三維加速度傳感器通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量得到的X、Y、Z三個(gè)方向的加速度可以得到的矢量值，通過(guò)獲得的加速度值，比照足球的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)軟件算法，我們就可以得到足球的運(yùn)動(dòng)方向、和加速度的絕對(duì)值大小，通過(guò)微處理器內(nèi)部時(shí)鐘的定時(shí)采集足球的加速度值，我們可以計(jì)算得到足球加速度的變化，進(jìn)而獲得足球的球速和足球的位置變化，如果在手機(jī)里事先設(shè)定足球場(chǎng)地的尺寸、和足球位置的初始值，我們可以通過(guò)相應(yīng)的軟件獲得足球在訓(xùn)練、比賽時(shí)瞬間立體位置，足球質(zhì)量歷來(lái)是足球制造公司和足球界關(guān)心的足球指標(biāo)，我們?cè)跍y(cè)得加速度的最大變化值。通過(guò)力學(xué)計(jì)算也可以獲得足球的擊球力的大小，把足球受到外擊力的大小進(jìn)行記數(shù)，從而可以獲得這只足球所受到的沖擊次數(shù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算規(guī)律，可以了解這足球或足球制作工藝對(duì)足球壽命對(duì)影響。所述的數(shù)字六維傳感器中還有一個(gè)三維磁力計(jì)，它可以測(cè)得精度高達(dá)0.1°的足球在靜止?fàn)顟B(tài)下的“狀態(tài)位置”，在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，可以根據(jù)三維磁力的變化根據(jù)該芯片給出的位置定義，磁力計(jì)芯片方向的變更，可以獲得三維方向的磁力變化，可以很方便的了解足球的方向變化，從而獲得了足球的實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)信息。

作為優(yōu)選，所述的數(shù)字六維傳感器采用飛思卡爾公司生產(chǎn)的FXOS8700CQ，這是一個(gè)封裝在QFN的小型芯片，僅有3×3×1.2mm，它由2～3.6伏電壓供電，供電電壓范圍較寬，電壓較低，適合電壓電池供電，加速度計(jì)測(cè)試范圍可根據(jù)選擇分別為±2g\±4g\±8g，滿足競(jìng)技足球的球速、擊球力的大小測(cè)定，磁力計(jì)測(cè)試范圍可以在±1200uT，可以比較測(cè)試結(jié)果，獲得足球的位置和三維方向，器件內(nèi)置有專用的ADC轉(zhuǎn)換器，可以把加速度、磁力的模擬數(shù)值轉(zhuǎn)換為14位加速度數(shù)字值和16位磁力變化的數(shù)字信號(hào)，可以選擇采用和SPI二種雙向數(shù)據(jù)通信方式中的任何一種，采用串行實(shí)現(xiàn)與無(wú)線通訊微處理器的信號(hào)傳輸，所述的數(shù)字六維傳感器的功率消耗極少，僅有0.24ma～0.08ma左右，由于它的體積很小，外圍電路器件不多，與無(wú)線通訊微處理器的通信連接線少，因此，可以與CC2540藍(lán)牙低功耗芯片、bq51013無(wú)線充電模塊集成在同一塊電路板中，使該電子組件的尺寸最小化。

作為優(yōu)選，所述的可充電電池是一種超薄型柔性鋰電池，其重量很輕，一般可控制在3g以內(nèi)，可以根據(jù)電子裝置電路板的尺寸大小以及足球內(nèi)膽小氣囊制作工藝，選擇超薄柔性可充電鋰電池，電池的電壓選擇為3.7伏，電池的容量以不少于2～3天充電一次，充電次數(shù)不小于500次，暫定充電電池的容量不小于65mah。

作為優(yōu)選，所述的鋰電池采用bq51013無(wú)線充電模塊進(jìn)行充電，本實(shí)用新型可以采用特制的超薄型柔性鋰電池，標(biāo)稱電壓3.7伏，終止電壓為2.8V，為解決新型足球在使用中的供電問(wèn)題，可以采用無(wú)線充電的方式，無(wú)線充電器可以選用市售的其中的一種無(wú)線充電器作為新型足球系統(tǒng)充電的充電器，當(dāng)充電器通電以后在充電器中的線圈中產(chǎn)生高頻振蕩電流，在足球的球內(nèi)膽的皮囊里，安裝一個(gè)或二個(gè)弧形柔性平面電磁線圈，通過(guò)電磁感應(yīng)，在線圈中感應(yīng)出一定電壓的高頻電流，這個(gè)高頻電流的電壓量與足球安放的位置有關(guān)，安裝在足球里面的線圈距離充電器的高頻線圈越近，信號(hào)越強(qiáng)，高頻信號(hào)經(jīng)過(guò)無(wú)線充電模塊bq51013的高頻整流在信號(hào)的out端輸出電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值，使輸出的電壓滿足柔性可充電電池充電要求。

作為優(yōu)選，無(wú)線充電模塊bq51013的高頻電磁線圈與無(wú)線充電模塊bq51013分別安裝在特制的球膽皮囊中，其中無(wú)線充電模塊bq51013安裝在微型電子組件內(nèi)，電子組件放置在球膽的皮囊里，二個(gè)特制的高頻電磁線圈放置在相對(duì)的二個(gè)皮囊中，球膽橡膠皮之間有橫向淺槽，用于薄型柔性可充電電池、無(wú)線充電模塊和高頻電磁線圈之間放置連接導(dǎo)線。

作為優(yōu)選，所述的球員標(biāo)志裝置是一種智能足球?qū)Ｓ秒娮邮汁h(huán)，使用時(shí)，電子手環(huán)佩戴在運(yùn)動(dòng)員的手腕上，專用電子手環(huán)中的無(wú)線通訊微處理器也采用德州公司的CC2540，所采用的三維數(shù)字加速度傳感器為L(zhǎng)IS3DSH，它與六維數(shù)字加速度傳感器有相似的結(jié)構(gòu)，三維數(shù)字加速度計(jì)主要測(cè)試運(yùn)動(dòng)員位置，根據(jù)測(cè)試到的運(yùn)動(dòng)員前進(jìn)（后退）的方向，確定運(yùn)動(dòng)加速度值的大小和方向，三維數(shù)字加速度傳感器由或雙向傳輸通道與微處理器器相連，微處理器得到加速度數(shù)據(jù)后，通過(guò)計(jì)算可以獲得該球員的可以得到球員在足球場(chǎng)上的具體瞬時(shí)位置。

作為優(yōu)選，所述的球員標(biāo)志裝置還具有運(yùn)動(dòng)員健康測(cè)試功能，采用深圳松恩電子科技有限公司生產(chǎn)的光電心率傳感器，其芯片尺寸是4×2×1mm，功耗＜0.3ma，接受波長(zhǎng)=550nm，其中配置運(yùn)算放大器并加接外圍電子元件可以獲得運(yùn)動(dòng)員心率方波信號(hào)，與微處理器的I/O口相接，由微處理器和設(shè)定的定時(shí)器可以正確的測(cè)試運(yùn)動(dòng)員在各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的心率參數(shù)。

優(yōu)選地，所述的新型足球系統(tǒng)包括智能手機(jī)作為智能足球的通訊數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備、計(jì)算設(shè)備和手動(dòng)控制器終端設(shè)備三個(gè)部分以及安裝在手機(jī)中配套的新型足球系統(tǒng)APP軟件，智能手機(jī)APP軟件應(yīng)該包括足球比賽模塊、足球訓(xùn)練模塊、足球管理模塊，按照使用要求，我們可以分別在在手機(jī)中得到需要的操作界面，包括手動(dòng)、自動(dòng)發(fā)出指令，發(fā)出足球的初始位置、比賽場(chǎng)地尺寸、比賽開(kāi)始時(shí)間，智能足球可以記錄新型足球系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)情況，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以獲得包括足球的實(shí)時(shí)位置、比賽時(shí)的足球時(shí)速，擊球次數(shù)、擊球力度等參數(shù)，也可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)顯示足球的運(yùn)動(dòng)軌跡，這有助于足球訓(xùn)練時(shí)提供足球教練員訓(xùn)練效果的實(shí)時(shí)記錄圖像，無(wú)線通訊微處理器采用的是CC2540，它是由藍(lán)牙收發(fā)模塊和基于增強(qiáng)型的8051所組成的MCU，通過(guò)串行通訊的方式接收數(shù)字六維傳感器FXOS8700CQ的加速度、磁力信號(hào)，由柔性可充電鋰供電，該電池則由SQ51013無(wú)線充電模塊獲得電能補(bǔ)充，同時(shí)通過(guò)智能手機(jī)向新型足球系統(tǒng)事先設(shè)置訓(xùn)練和比賽場(chǎng)地尺寸、并發(fā)出如“足球位置初始值”、“比賽開(kāi)始計(jì)時(shí)”、“比賽暫?！?、“中場(chǎng)休息”等向新型足球系統(tǒng)發(fā)出微處理器計(jì)數(shù)器開(kāi)啟、暫停、微處理器休眠等指令，建立與新型足球系統(tǒng)的通信通道，連接帶有藍(lán)牙模塊的高清晰度攝像機(jī)實(shí)時(shí)記錄足球射門(mén)瞬時(shí)情況，判斷足球進(jìn)門(mén)、出界，足球比賽進(jìn)球的全過(guò)程，還可以根據(jù)足球比賽的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)適時(shí)選擇無(wú)線通訊微處理器工作模式降低微處理器模塊的能耗。新型足球系統(tǒng)的訓(xùn)練模塊應(yīng)該能夠記錄球員的盤(pán)球、顛球、射門(mén)等訓(xùn)練訓(xùn)練質(zhì)量情況，考察球員體能變化。新型足球系統(tǒng)的足球管理模塊還應(yīng)該記錄足球已經(jīng)受到?jīng)_擊的次數(shù)，為足球比賽和訓(xùn)練選擇合適的足球選擇。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的示意圖；

圖2為本實(shí)用新型智能足球的俯視圖；

圖3為本實(shí)用新型智能足球的電子組件框圖；

圖4為本實(shí)用新型智能足球中的無(wú)線通訊微處理器框圖；

圖5為本實(shí)用新型智能足球中的數(shù)字六維傳感器框圖;

圖6為本實(shí)用新型的球員標(biāo)志裝置電子框圖;

圖7為本實(shí)用新型的三維數(shù)字傳感器電子框圖。

圖中：1、足球本體；2、球膽氣囊；3、可充電電池；4、無(wú)線通訊微處理器；5、數(shù)字六維傳感器；6、無(wú)線充電模塊；7、無(wú)線充電模塊線圈；8、智能手機(jī)；9、專用無(wú)線充電器；10、特制皮囊。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。

參見(jiàn)圖1至圖7所示的一種新型足球系統(tǒng)，是由智能足球、球員標(biāo)志裝置和安裝專用手機(jī)APP軟件的智能手機(jī)8組成，APP軟件包括足球比賽模塊、足球訓(xùn)練模塊和足球質(zhì)量管理模塊，根據(jù)需要選用相應(yīng)的模塊，所述的智能足球包括足球本體1，足球本體1內(nèi)部裝有數(shù)字六維傳感器5、無(wú)線通訊微處理器4、可充電電池3、無(wú)線充電模塊6，其中數(shù)字六維傳感器5、無(wú)線通信微處理器4和無(wú)線充電模塊6組成一個(gè)微型電子組件，放置在足球內(nèi)膽2的一個(gè)特制皮囊10內(nèi)，所述的可充電電池3定制成超薄弧形，安置在與微型電子組件相對(duì)的另一個(gè)皮囊內(nèi)，無(wú)線充電模塊6的平面電磁接收線圈7放置在兩個(gè)皮囊之間的另外兩個(gè)皮囊內(nèi)，相鄰皮囊之間的距離一致以保持足球的平衡，所述的球員標(biāo)志裝置是一種穿戴電子設(shè)備，它由無(wú)線通訊微處理器、三軸加速度傳感器、心率傳感器和柔性電池組成，球員信息可以事先由智能手機(jī)8設(shè)定存在無(wú)線通訊微處理器的Flash存儲(chǔ)器內(nèi)，包括球隊(duì)名稱代號(hào)、球員球衣號(hào)、球員名字等，與智能足球的無(wú)線充電模塊6對(duì)應(yīng)的專用無(wú)線充電器9是通用的無(wú)線充電設(shè)備，設(shè)有專用的足球塑料座放置足球，保證智能足球在充電時(shí)不會(huì)滾動(dòng)而與充電器分離；所述的智能足球和球員標(biāo)志裝置中的無(wú)線通訊微處理器模塊都可以通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)連接各個(gè)具有藍(lán)牙模塊的微微網(wǎng)和相應(yīng)的電子設(shè)備，接收智能手機(jī)8發(fā)出的操作指令，同時(shí)向智能手機(jī)8發(fā)送由微處理器4解算的實(shí)時(shí)足球運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，包括足球的瞬時(shí)位置、速度、加速度、實(shí)時(shí)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)和射門(mén)方向、擊球的“力”大小和次數(shù)以及雙方球員在足球場(chǎng)上的實(shí)時(shí)位置；智能手機(jī)8安裝專用的足球系統(tǒng)APP軟件，根據(jù)足球訓(xùn)練、比賽的要求，專用APP軟件所編程的軟件模塊可以提供盤(pán)球、顛球、射門(mén)等相關(guān)數(shù)據(jù)，所述新型足球系統(tǒng)還包括足球質(zhì)量管理模塊，足球內(nèi)裝置的數(shù)字六維傳感器5在足球受到外力沖擊時(shí)，足球便發(fā)生運(yùn)動(dòng)，六維傳感器5將測(cè)到一次加速度的最大值，根據(jù)力學(xué)公式,我們可以得到擊球力值大小，比照中華人民共和國(guó)的足球國(guó)家測(cè)試中“足球沖擊力測(cè)試計(jì)”所提供擊球力的數(shù)值，在無(wú)線通訊微處理器4內(nèi)部設(shè)置該擊球沖擊力的基準(zhǔn)值，把大于此沖擊力值的次數(shù)在微處理器4內(nèi)部進(jìn)行記錄，儲(chǔ)存到Flash存儲(chǔ)器里，每擊球足球一次，足球本體1內(nèi)部的加速度矢量值也變化一次，通過(guò)計(jì)算得到擊球力的大小，若達(dá)到或超過(guò)規(guī)定擊球力的基準(zhǔn)數(shù)值，可以通過(guò)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)、存儲(chǔ)，同時(shí)存儲(chǔ)到微處理器4中指定的Flash存儲(chǔ)器單元，在斷電情況下，即使電池?fù)p壞，其存儲(chǔ)的數(shù)值仍然保存不變，這時(shí)我們就可以隨時(shí)從智能手機(jī)中獲得這個(gè)足球已經(jīng)受到?jīng)_擊的次數(shù)參數(shù)，也可以同時(shí)存儲(chǔ)多個(gè)足球的沖擊的次數(shù)，而達(dá)到監(jiān)測(cè)足球壽命和足球管理的目的。

智能足球場(chǎng)地通訊裝置和智能足球都應(yīng)在無(wú)線局域網(wǎng)WLAN能夠覆蓋的區(qū)域使用，通過(guò)安裝專用手機(jī)軟件APP的智能手機(jī)8與安置在智能足球內(nèi)部的無(wú)線通訊微處理器4組成微微網(wǎng)，也可以與安置在比賽場(chǎng)地里所有裝有藍(lán)牙收發(fā)模塊的設(shè)備如帶有藍(lán)牙收發(fā)裝置的CCD攝像機(jī)等相連接，構(gòu)成有多個(gè)藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)點(diǎn)的微微網(wǎng)，通過(guò)相應(yīng)軟件把所有在微微網(wǎng)上的設(shè)備通過(guò)4.0以上版本的BLE協(xié)議用無(wú)線的方式連接起來(lái)，所述的專用無(wú)線充電器9可以是與放置在智能足球內(nèi)部的無(wú)線充電模塊6相同的電子器件裝置，安裝在可以方便安放智能足球的足球塑料座上，并且可以對(duì)智能足球充電的專用電子裝置。

所述的一種新型足球系統(tǒng)，還包括球員標(biāo)志裝置，其包括無(wú)線通訊微處理器、三維加速度傳感器、心率傳感器和微型可充電電池組成，裝置在一個(gè)由硅橡膠材料制成的外殼里，分別佩戴在雙方球員的手腕上，在訓(xùn)練時(shí)它可以選擇運(yùn)動(dòng)員的健康情況監(jiān)護(hù)，在比賽時(shí)它可以正確地向智能手機(jī)發(fā)送雙方球員在比賽場(chǎng)上的瞬間位置和位置變化。

作為優(yōu)選，所述無(wú)線通訊微處理器模塊4,采用CC2540藍(lán)牙低功耗芯片為核心，它是一款完全兼容藍(lán)牙4.0低功耗BLE協(xié)議的Soc芯片，其內(nèi)部集成了低功耗、增強(qiáng)型8051MCU內(nèi)核，高性能2.4GHz射頻收發(fā)器，8K RAM、256K Flash存儲(chǔ)器，其主要特性包括1個(gè)16位和2個(gè)8位通用定時(shí)器，2個(gè)UART，共有21個(gè)GPIO,可以通過(guò)設(shè)置，用作1個(gè)SPI或一個(gè)作雙向數(shù)據(jù)傳輸通道，接收六維傳感器的加速度計(jì)、磁力計(jì)參數(shù)，它有32.678KHz的休眠定時(shí)器，并擁有5種工作模式，精確的數(shù)據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)（RSSI)、功能強(qiáng)大的五通道直接內(nèi)存（DMA），在發(fā)送接收、數(shù)據(jù)處理和傳輸時(shí)，可以選擇不同的工作模式進(jìn)行工作，以降低微處理器的功率損耗，在休閑模式時(shí)芯片的電流損耗可以調(diào)節(jié)，最低的電流損耗僅0.4ua。芯片僅有6×6×1mm，適宜應(yīng)用于有體積要求的場(chǎng)合，無(wú)線通訊微處理器模塊的供電電壓為2～3.6伏，與可充電電池的電壓相匹配。

低功耗的主芯片具有無(wú)線收發(fā)功能和輸入輸出功能，因此需要外圍電路來(lái)實(shí)現(xiàn)芯片功能，外圍電路參照?qǐng)D4,外圍電路是圍繞主芯片進(jìn)行配置，外圍電路包括兩個(gè)時(shí)鐘電路電源電路、阻抗匹配電路、通訊接口、天線等，芯片中有RF_P和RF_N是一對(duì)差分輸入、輸出的偶極信號(hào)端口，所述的天線是一種特制的可以制成PCB板形式的天線，天線的接收頻段為2400～2483MHz，其增益不小于3db，基于其是一種不平衡天線，需要在射頻輸入輸出管腳與藍(lán)牙天線之間連接一個(gè)巴倫（平衡、不平衡）匹配電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種匹配電路可以用分離的電容、和電感來(lái)實(shí)現(xiàn)，巴倫匹配電路的電容、電感元件參數(shù)是：C1=18pF；C2=1pF；C3=1pF； C4=1pF；晶振電容C0=15pF；C0=15pF；L1=2nH；L2=2nH；L3=1nH；L4=1nH；所用的元件尺寸是1 mm×0.5 mm；整個(gè)電子電路板進(jìn)行優(yōu)化薄型設(shè)計(jì)，可以安置在智能足球球膽小氣囊的中心。

作為優(yōu)選，所述的數(shù)字六維傳感器5是一個(gè)三維加速度傳感器和一個(gè)三維磁力計(jì)（電子羅盤(pán)）組成，其中三維加速度傳感器通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量得到的X、Y、Z三個(gè)方向的加速度可以得到的矢量值，通過(guò)獲得的加速度值，比照足球的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)軟件算法，我們就可以得到足球的運(yùn)動(dòng)方向、和加速度的絕對(duì)值大小，通過(guò)微處理器4內(nèi)部時(shí)鐘的定時(shí)采集足球的加速度值，我們可以計(jì)算得到足球加速度的變化，進(jìn)而獲得足球的球速和足球的位置變化，如果在手機(jī)里事先設(shè)定足球場(chǎng)地的尺寸、和足球位置的初始值，我們可以通過(guò)相應(yīng)的軟件獲得足球在訓(xùn)練、比賽時(shí)瞬間立體位置，足球質(zhì)量歷來(lái)是足球制造公司和足球界關(guān)心的足球指標(biāo)，我們?cè)跍y(cè)得加速度的最大變化值。通過(guò)力學(xué)計(jì)算也可以獲得足球的擊球力的大小，把足球受到外擊力的大小進(jìn)行記數(shù)，從而可以獲得這只足球所受到的沖擊次數(shù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算規(guī)律，可以了解這足球或足球制作工藝對(duì)足球壽命對(duì)影響。所述的數(shù)字六維傳感器中還有一個(gè)三維磁力計(jì)，它可以測(cè)得精度高達(dá)0.1°的足球在靜止?fàn)顟B(tài)下的“狀態(tài)位置”，在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，可以根據(jù)三維磁力的變化根據(jù)該芯片給出的位置定義，磁力計(jì)芯片方向的變更，可以獲得三維方向的磁力變化，可以很方便的了解足球的方向變化，從而獲得了足球的實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)信息。

作為優(yōu)選，所述的數(shù)字六維傳感器5采用飛思卡爾公司生產(chǎn)的FXOS8700CQ，這是一個(gè)封裝在QFN的小型芯片，僅有3×3×1.2mm，它由2～3.6伏電壓供電，供電電壓范圍較寬，電壓較低，適合電壓電池供電，加速度計(jì)測(cè)試范圍可根據(jù)選擇分別為±2g\±4g\±8g，滿足競(jìng)技足球的球速、擊球力的大小測(cè)定，磁力計(jì)測(cè)試范圍可以在±1200uT，可以比較測(cè)試結(jié)果，獲得足球的位置和三維方向，器件內(nèi)置有專用的ADC轉(zhuǎn)換器，可以把加速度、磁力的模擬數(shù)值轉(zhuǎn)換為14位加速度數(shù)字值和16位磁力變化的數(shù)字信號(hào)，可以選擇采用和SPI二種雙向數(shù)據(jù)通信方式中的任何一種，采用串行實(shí)現(xiàn)與無(wú)線通訊微處理器的信號(hào)傳輸，所述的數(shù)字六維傳感器的功率消耗極少，僅有0.24ma～0.08ma左右，由于它的體積很小，外圍電路器件不多，與無(wú)線通訊微處理器的通信連接線少，因此，可以與CC2540藍(lán)牙低功耗芯片、bq51013無(wú)線充電模塊集成在同一塊電路板中，使該電子組件的尺寸最小化。

作為優(yōu)選，所述的可充電電池是一種超薄型柔性鋰電池，其重量很輕，一般可控制在3g以內(nèi)，可以根據(jù)電子裝置電路板的尺寸大小以及足球內(nèi)膽小氣囊制作工藝，選擇超薄柔性可充電鋰電池，電池的電壓選擇為3.7伏，電池的容量以不少于2～3天充電一次，充電次數(shù)不小于500次，暫定充電電池的容量不小于65mah。

作為優(yōu)選，所述的鋰電池采用bq51013無(wú)線充電模塊進(jìn)行充電，本實(shí)用新型可以采用特制的超薄型柔性鋰電池，標(biāo)稱電壓3.7伏，終止電壓為2.8V，為解決新型足球在使用中的供電問(wèn)題，可以采用無(wú)線充電的方式，無(wú)線充電器可以選用市售的其中的一種無(wú)線充電器作為新型足球系統(tǒng)充電的充電器，當(dāng)充電器通電以后在充電器中的線圈中產(chǎn)生高頻振蕩電流，在足球的球內(nèi)膽的皮囊里，安裝一個(gè)或二個(gè)弧形柔性平面電磁線圈，通過(guò)電磁感應(yīng)，在線圈中感應(yīng)出一定電壓的高頻電流，這個(gè)高頻電流的電壓量與足球安放的位置有關(guān)，安裝在足球里面的線圈距離充電器的高頻線圈越近，信號(hào)越強(qiáng)，高頻信號(hào)經(jīng)過(guò)無(wú)線充電模塊bq51013的高頻整流在信號(hào)的out端輸出電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值，使輸出的電壓滿足柔性可充電電池充電要求。

作為優(yōu)選，無(wú)線充電模塊bq51013的高頻電磁線圈與無(wú)線充電模塊bq51013分別安裝在特制的球膽皮囊中，其中無(wú)線充電模塊bq51013安裝在微型電子組件內(nèi)，電子組件放置在球膽的皮囊里，二個(gè)特制的高頻電磁線圈放置在相對(duì)的二個(gè)皮囊中，球膽橡膠皮之間有橫向淺槽，用于薄型柔性可充電電池、無(wú)線充電模塊和高頻電磁線圈之間放置連接導(dǎo)線。

作為優(yōu)選，所述的球員標(biāo)志裝置是一種智能足球?qū)Ｓ秒娮邮汁h(huán)，使用時(shí)，電子手環(huán)佩戴在運(yùn)動(dòng)員的手腕上，專用電子手環(huán)中的無(wú)線通訊微處理器也采用德州公司的CC2540，所采用的三維數(shù)字加速度傳感器為L(zhǎng)IS3DSH，它與六維數(shù)字加速度傳感器有相似的結(jié)構(gòu)，三維數(shù)字加速度計(jì)主要測(cè)試運(yùn)動(dòng)員位置，根據(jù)測(cè)試到的運(yùn)動(dòng)員前進(jìn)（后退）的方向，確定運(yùn)動(dòng)加速度值的大小和方向，三維數(shù)字加速度傳感器由或雙向傳輸通道與微處理器器相連，微處理器得到加速度數(shù)據(jù)后，通過(guò)計(jì)算可以獲得該球員的可以得到球員在足球場(chǎng)上的具體瞬時(shí)位置。

作為優(yōu)選，所述的球員標(biāo)志裝置還具有運(yùn)動(dòng)員健康測(cè)試功能，采用深圳松恩電子科技有限公司生產(chǎn)的光電心率傳感器，其芯片尺寸是4×2×1mm，功耗＜0.3ma，接受波長(zhǎng)=550nm，其中配置運(yùn)算放大器并加接外圍電子元件可以獲得運(yùn)動(dòng)員心率方波信號(hào)，與微處理器的I/O口相接，由微處理器和設(shè)定的定時(shí)器可以正確的測(cè)試運(yùn)動(dòng)員在各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的心率參數(shù)。

優(yōu)選地，所述的新型足球系統(tǒng)包括智能手機(jī)作為智能足球的通訊數(shù)據(jù)收發(fā)設(shè)備、計(jì)算設(shè)備和手動(dòng)控制器終端設(shè)備三個(gè)部分以及安裝在手機(jī)中配套的新型足球系統(tǒng)APP軟件，智能手機(jī)APP軟件應(yīng)該包括足球比賽模塊、足球訓(xùn)練模塊、足球管理模塊，按照使用要求，我們可以分別在在手機(jī)中得到需要的操作界面，包括手動(dòng)、自動(dòng)發(fā)出指令，發(fā)出足球的初始位置、比賽場(chǎng)地尺寸、比賽開(kāi)始時(shí)間，智能足球可以記錄新型足球系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)情況，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以獲得包括足球的實(shí)時(shí)位置、比賽時(shí)的足球時(shí)速，擊球次數(shù)、擊球力度等參數(shù)，也可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)顯示足球的運(yùn)動(dòng)軌跡，這有助于足球訓(xùn)練時(shí)提供足球教練員訓(xùn)練效果的實(shí)時(shí)記錄圖像，無(wú)線通訊微處理器采用的是CC2540，它是由藍(lán)牙收發(fā)模塊和基于增強(qiáng)型的8051所組成的MCU，通過(guò)串行通訊的方式接收數(shù)字六維傳感器FXOS8700CQ的加速度、磁力信號(hào)，由柔性可充電鋰供電，該電池則由SQ51013無(wú)線充電模塊獲得電能補(bǔ)充，同時(shí)通過(guò)智能手機(jī)向新型足球系統(tǒng)事先設(shè)置訓(xùn)練和比賽場(chǎng)地尺寸、并發(fā)出如“足球位置初始值”、“比賽開(kāi)始計(jì)時(shí)”、“比賽暫?！?、“中場(chǎng)休息”等向新型足球系統(tǒng)發(fā)出微處理器計(jì)數(shù)器開(kāi)啟、暫停、微處理器休眠等指令，建立與新型足球系統(tǒng)的通信通道，連接帶有藍(lán)牙模塊的高清晰度攝像機(jī)實(shí)時(shí)記錄足球射門(mén)瞬時(shí)情況，判斷足球進(jìn)門(mén)、出界，足球比賽進(jìn)球的全過(guò)程，還可以根據(jù)足球比賽的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)適時(shí)選擇無(wú)線通訊微處理器工作模式降低微處理器模塊的能耗。新型足球系統(tǒng)的訓(xùn)練模塊應(yīng)該能夠記錄球員的盤(pán)球、顛球、射門(mén)等訓(xùn)練訓(xùn)練質(zhì)量情況，考察球員體能變化。新型足球系統(tǒng)的足球管理模塊還應(yīng)該記錄足球已經(jīng)受到?jīng)_擊的次數(shù)，為足球比賽和訓(xùn)練選擇合適的足球選擇。

所述的智能足球制成以后必須按統(tǒng)計(jì)規(guī)律稱重智能足球的重量，并把足球總重量作為智能足球系統(tǒng)的一個(gè)參數(shù)輸入智能手機(jī)軟件的設(shè)置值。

所述的智能足球內(nèi)置的電子元件和芯片，都需要在焊接前進(jìn)行元器件“溫度老化”實(shí)驗(yàn)，所有器件都必須在120℃環(huán)境下，存儲(chǔ)時(shí)間不小于24小時(shí)，經(jīng)淘汰部分已經(jīng)損壞的元器件并測(cè)試合格后，才能進(jìn)行焊接作業(yè)。

所述的智能足球電子模塊在制作足球前用專用的開(kāi)發(fā)裝置和設(shè)備進(jìn)行裝配和調(diào)試，并應(yīng)用裝有專用APP軟件進(jìn)行調(diào)試，專用APP應(yīng)該具有可供調(diào)試的專用軟件模塊，無(wú)線充電模塊及電磁線圈的軟件功能模塊。

比賽時(shí)本實(shí)用新型讀取三維加速度傳感器的加速度信息，微處理器根據(jù)指令要求和讀到的三維加速度傳感器的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，足球位置的初始值是由比賽和訓(xùn)練開(kāi)始時(shí)球所在的位置，由教練員、裁判員或工作人員用智能手機(jī)設(shè)定初始位置和比賽場(chǎng)地的實(shí)際尺寸。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。