本實用新型主要涉及一種體育測量儀器領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種學(xué)校用智能體測儀。

背景技術(shù)：

健康是人類社會生存發(fā)展的一個基本要素，沒有健康就一事無成。人們對健康的認(rèn)識，是隨社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而變化的?！皝喗】怠弊鳛橐粋€新的醫(yī)學(xué)概念，是在20世紀(jì)90年代才被納入科學(xué)視野，從千百年來固有的健康、疾病概念中剝離出來，而引起世界的關(guān)注和矚目的。大學(xué)生作為祖國下一代的接班人，大學(xué)生的身體健康更值得關(guān)注，大部分高校在每學(xué)期末都會通過體測得方式檢驗大學(xué)生的身體素質(zhì)，但是大學(xué)生人數(shù)較多，測量起來不方便，設(shè)計一款智能體測儀檢測仰臥起坐，可以減少時間和人力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種學(xué)校用智能體測儀，其結(jié)構(gòu)簡單，通過遮擋紅外光線的次數(shù)統(tǒng)計測試者仰臥起坐，壓力傳感器檢測測試者是否犯規(guī)，檢測的數(shù)據(jù)在顯示模塊上顯示出來。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀包括紅外發(fā)射管、光電傳感器、壓力傳感器、時鐘模塊、電源模塊、單片機、按鍵模塊、顯示模塊、接口模塊、語音模塊、計數(shù)器，其結(jié)構(gòu)簡單，通過遮擋紅外光線的次數(shù)統(tǒng)計測試者仰臥起坐，壓力傳感器檢測測試者是否犯規(guī)，檢測的數(shù)據(jù)在顯示模塊上顯示出來。

其中，所述單片機的輸出端連接著紅外發(fā)射管的輸入端；所述光電傳感器的輸出端連接著單片機的輸入端；所述壓力傳感器的輸出端連接著單片機的輸入端；所述電源模塊的輸出端連接著單片機的輸入端；所述按鍵模塊的輸出端連接著單片機的輸入端；所述單片機的輸出端連接著顯示模塊的輸入端；所述單片機的輸出端連接著語音模塊的輸入端；所述計數(shù)器的輸出端連接著單片機的輸入端；所述時鐘模塊的輸出端連接著單片機的輸入端；所述單片機連接著接口模塊。

作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀所述單片機采用AT89C51單片機。

作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀所述光電傳感器采用2CU型光電二極管。

作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀所述壓力傳感器采用MPM830壓力傳感器芯片。

作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀所述時鐘模塊采用DS1302芯片。

作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀所述顯示模塊采用LCD1602。

作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)化，本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀所述語音模塊采用AP8921A語音芯片。

控制效果：本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀，其結(jié)構(gòu)簡單，通過遮擋紅外光線的次數(shù)統(tǒng)計測試者仰臥起坐，壓力傳感器檢測測試者是否犯規(guī)，檢測的數(shù)據(jù)在顯示模塊上顯示出來。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方法對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀的硬件結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀的單片機的電路圖。

圖3為本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀的光電傳感器的電路圖。

圖4為本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀的壓力傳感器的電路圖。

圖5為本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀的時鐘模塊的電路圖。

圖6為本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀的電源模塊的電路圖。

圖7為本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀的顯示模塊的電路圖。

圖8為本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀的語音模塊的電路圖。

圖9為本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀的接口模塊的電路圖。

圖10為本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀的計數(shù)器的電路圖。

具體實施方式

具體實施方式一：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10說明本實施方式，本實施方式所述一種學(xué)校用智能體測儀包括紅外發(fā)射管、光電傳感器、壓力傳感器、時鐘模塊、電源模塊、單片機、按鍵模塊、顯示模塊、接口模塊、語音模塊、計數(shù)器，其結(jié)構(gòu)簡單，通過遮擋紅外光線的次數(shù)統(tǒng)計測試者仰臥起坐，壓力傳感器檢測測試者是否犯規(guī)，檢測的數(shù)據(jù)在顯示模塊上顯示出來。

其中，所述單片機的輸出端連接著紅外發(fā)射管的輸入端，紅外發(fā)射管采用紅外發(fā)光二極管，學(xué)校用智能體測儀為一個測試毯，在測試毯的一側(cè)安裝紅外發(fā)光二極管，在測試毯另一側(cè)的對稱位置安裝光電傳感器，當(dāng)測試者躺在測試毯上，紅外光線被遮擋，當(dāng)測試者起來時，光電傳感器接收到紅外光線，在測試者仰臥的過程中根據(jù)檢測到的紅外信號次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，單片機的P0.0、P0.1引腳與紅外發(fā)射管相連接。

所述光電傳感器的輸出端連接著單片機的輸入端，光電傳感器采用2CU型光電二極管，光電傳感器安裝在測試毯與紅外發(fā)射管對應(yīng)的位置，根據(jù)測試者在仰臥起坐的過程中，光電傳感器間斷的接收紅外信號，將紅外信號轉(zhuǎn)換成電信號，光電傳感器的RA0端與單片機的P0.3引腳相連接。

所述壓力傳感器的輸出端連接著單片機的輸入端，壓力傳感器采用MPM830壓力傳感器芯片，壓力傳感器設(shè)置在測試者腳踏的位置，當(dāng)測試者在測量仰臥起坐的過程中壓力傳感器檢測不到壓力信號，判定測試者犯規(guī)，壓力傳感器的OUT端與P3.3引腳相連接。

所述電源模塊的輸出端連接著單片機的輸入端，電源模塊用于為智能體測儀進(jìn)行供電，通過電源模塊將標(biāo)準(zhǔn)220V電源進(jìn)行降壓、濾波、穩(wěn)壓等處理，從VCC口輸出5V電源為單片機進(jìn)行供電。

所述按鍵模塊的輸出端連接著單片機的輸入端，按鍵模塊采用單一按鍵，按鍵模塊采用一個S2按鍵對電源進(jìn)行控制，按鍵S2一端與單片機的P1.7引腳相連接，一端通過電阻接地。

所述單片機的輸出端連接著顯示模塊的輸入端，顯示模塊采用LCD1602液晶顯示屏，顯示模塊用于顯示時間、計數(shù)器統(tǒng)計的個數(shù)，顯示模塊的D0、D1、D2、D、D4、D5、D6、D7端與單片機的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7引腳相連接，用來顯示數(shù)據(jù)；顯示模塊的RS端與單片機的P3.0引腳相連接，用來控制數(shù)據(jù)命令；顯示模塊的R/W端與單片機的P3.1引腳相連接，用來控制讀寫操作；顯示模塊的使能端E與單片機的P3.2引腳相連接；單片機的P3.0、P3.1、P3.2引腳用于控制顯示模塊中的數(shù)碼管的選通狀態(tài)。

所述單片機的輸出端連接著語音模塊的輸入端，語音模塊采用AP8921A語音芯片，語音模塊用于當(dāng)測試者開始測試、犯規(guī)、結(jié)束測試時進(jìn)行語音提醒，語音模塊的VOUT1、VOUT2端與單片機的P1.4、P1.5引腳相連接。

所述計數(shù)器的輸出端連接著單片機的輸入端，計數(shù)器采用74160，計數(shù)器統(tǒng)計光電傳感器接收到的紅外信號的個數(shù)，即為測試者仰臥起坐的個數(shù)，74160統(tǒng)計的個數(shù)通過QA、QB、QC、QD口輸出到單片機的P0.4、P0.5、P0.6、P0.7引腳，H1接收單片機P1.2引腳輸出的高電平計數(shù)器才能進(jìn)行工作。

所述單片機連接著接口模塊，接口模塊采用RS232接口，RS232接口電路采用MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片，MAX232芯片一般外接4個電容，C+對地之間，C-對地之間的電容用于穩(wěn)定電荷泵輸出的電壓，由于C1+和C1-之間的電容加上C2+和C2-之間的電容，且都是由VCC對它們進(jìn)行循環(huán)充電，產(chǎn)生的V+<＝2VCC，V->＝-2VCC，MAX232芯片的DATA OUT口與單片機的P1.0引腳相連接，MAX232芯片的DATA IN口與單片機的P1.1引腳相連接。

所述時鐘模塊的輸出端連接著單片機的輸入端，時鐘模塊采用DS1302時鐘芯片，用于為系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的時間信號，VCC1為后備電源、VCC2為主電源，DS1302芯片由VCC1或VCC2兩者中的較大者供電。X1、X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。SCK為時鐘輸入端，I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)。時鐘模塊的SCLK端與單片機的P3.5引腳相連接，時鐘模塊的I/O端與單片機的P3.6引腳相連接，時鐘模塊的RST端與單片機的P3.7引腳相連接。

具體實施方式二：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10說明本實施方式，所述單片機采用AT89C51單片機。所述AT89C51單片機從它內(nèi)部的硬件到軟件都有一套完整的按位操作系統(tǒng)，片內(nèi)RAM區(qū)間還特別開辟了一個雙重功能的地址區(qū)間，十六個字節(jié)，單元地址20H～2FH，它既可作字節(jié)處理，也可作位處理。51單片機的I/O腳的設(shè)置和使用非常簡單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時，只須將該腳設(shè)置為高電平(復(fù)位時，各I/O口均置高電)。當(dāng)該腳作輸出腳使用時，則為高電平或低電平均可。

具體實施方式三：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10說明本實施方式，所述光電傳感器采用2CU型光電二極管。光電二極管是由一個PN結(jié)組成的半導(dǎo)體器件，也具有單方向?qū)щ娞匦?。但在電路中它不是作整流元件，而是把光信號轉(zhuǎn)換成電信號的光電傳感器件。普通二極管在反向電壓作用時處于截止?fàn)顟B(tài)，只能流過微弱的反向電流，光電二極管在設(shè)計和制作時盡量使PN結(jié)的面積相對較大，以便接收入射光。光電二極管是在反向電壓作用下工作的，沒有光照時，反向電流極其微弱，叫暗電流；有光照時，反向電流迅速增大到幾十微安，稱為光電流。光的強度越大，反向電流也越大。光的變化引起光電二極管電流變化，這就可以把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，成為光電傳感器件。

具體實施方式四：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10說明本實施方式，所述壓力傳感器采用MPM830壓力傳感器芯片。所述MPM830壓力傳感器是壓阻式傳感器，利用單晶硅材料的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器。單晶硅材料在受到力的作用后，電阻率發(fā)生變化，通過測量電路就可得到正比于力變化的電信號輸出。壓阻式傳感器用于壓力、拉力、壓力差和可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ淖兓钠渌锢砹?如液位、加速度、重量、應(yīng)變、流量、真空度)的測量和控制(見加速度計)。壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件，擴散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。用作壓阻式傳感器的基片(或稱膜片)材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍。

具體實施方式五：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10說明本實施方式，所述時鐘模塊采用DS1302芯片。DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進(jìn)行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個31×8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。

具體實施方式六：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10說明本實施方式，所述顯示模塊采用LCD1602。LCD1602也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5×7或者5×11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形。LCD1602顯示屏是指顯示的內(nèi)容為16×2，即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊。

具體實施方式七：

結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10說明本實施方式，所述語音模塊采用AP8921A語音芯片。AP8921A一次性編程(OTP)語音芯片是采用4-bit ADPCM或8-bit PCM壓縮方式。在6K采樣率下時間長度可達(dá)到21秒；可用按鍵或CPU方式觸發(fā)，最大可以觸發(fā)12段；2個輸出端可以選擇LED、STOP、BUSY不同組合；聲音輸出可外接三極管放大輸出(COUT)或直接推喇叭(VOUT)方式。

本實用新型一種學(xué)校用智能體測儀的工作原理為：由于大學(xué)生的身體素質(zhì)在不斷下降，全國各高校每年都會進(jìn)行體測檢測學(xué)生的身體狀況，從而督促學(xué)生進(jìn)行體育鍛煉。體育測試中仰臥起坐是女生必測項目，測量一分鐘內(nèi)可以做多少個仰臥起坐，通過安裝在測試毯兩側(cè)的紅外發(fā)射管和光電傳感器，當(dāng)測試者在仰臥起坐的過程中，一起一作的過程中，光電傳感器間斷的接收到紅外信號，檢測光電傳感器在一分鐘之內(nèi)接收到紅外信號的個數(shù)從而確定測試者仰臥起坐的個數(shù)，時間信號由時鐘模塊進(jìn)行提供，個數(shù)通過計數(shù)器進(jìn)行統(tǒng)計，在測試者在進(jìn)行仰臥起坐的過程中，需要屈膝抱頭，在腳踏測量毯的位置安裝壓力傳感器，當(dāng)測試者按標(biāo)準(zhǔn)姿勢進(jìn)行仰臥起坐時，壓力傳感器能夠檢測到壓力信號，當(dāng)檢測者不按標(biāo)準(zhǔn)姿勢進(jìn)行仰臥起坐時，壓力傳感器檢測不到壓力信號，單片機控制語音模塊進(jìn)行聲音提醒，顯示模塊顯示計數(shù)器統(tǒng)計的個數(shù)以及時間，單片機控制語音模塊進(jìn)行測試提醒，在開始、結(jié)束時進(jìn)行提醒，接口模塊將測試者成績通過接口模塊傳送到上位機，按鍵模塊作為體檢儀的開關(guān)控制。

雖然本實用新型已以較佳的實施例公開如上，但其并非用以限定本實用新型，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種改動和修飾，因此本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。