本發(fā)明涉及數據處理技術，具體涉及一種武術散打電子護具的傳感器和信號采集處理系統(tǒng)。

背景技術：

在現代信息化數據時代下，信號傳輸已經日趨成熟，但是相對于武術領域，則沒有利用傳感器來進行信號傳輸處理的先例，由于跆拳道以及散打比賽在評判過程中的一點失誤很有可能對比賽結果造成很大的偏差，僅靠裁判不足以保證比賽的公平、公開、公正。

在2015年西安郵電大學的碩士研究生論文所提到的散打電子護具的設計與研究一文中，采用了信息采集、傳輸及處理系統(tǒng)；但是其系統(tǒng)中，感應打擊力度的傳感器不夠敏感，檢測范圍不夠完整，且傳感器易彎折、變形，導致感應靈敏度進一步下降；信號的傳輸速度慢，無法適用于節(jié)奏較快的散打比賽，未對所傳輸的信號進行篩選判定，容易使信號傳輸出現錯誤，造成誤判；同時，信號的集中處理也不夠完善，容易造成信號干擾，使信號的傳輸紊亂，造成最終傳輸到終端機進行數據處理的信號出現交叉干擾。

技術實現要素：

基于此，針對上述問題，有必要提出一種武術散打電子護具的傳感器和信號采集處理系統(tǒng)，其傳感器全面覆蓋在護具內表面，使得傳感器能夠全方位清晰的感應壓力信號，不容易出現誤判；在傳感器中加入銀納米膜層，使電阻率降低，有利于整套電子護具電壓的降低；在緩沖層與壓電薄膜層的真空填充層，可使因壓力發(fā)生形變的傳感器快速復原，使得傳感器不會因為長期使用而降低靈敏度；而整個信號采集處理系統(tǒng)中，對轉換后的數字信號進行判定，篩選出不符合規(guī)定的信號，減少了誤判的發(fā)生概率；同時，數據集中器通過多個端口將不同頻率的信號集中處理，避免了信號的干擾，使信號最終能傳輸到終端處理模塊進行數據處理。

本發(fā)明提供一種武術散打電子護具的傳感器，其技術方案如下：

一種武術散打電子護具的傳感器，包括壓電薄膜層，所述壓電薄膜層的內部夾設有兩片壓力感應膜片，兩片所述的壓力感應膜片之間還設有降低電阻率的銀納米膜層；所述壓電薄膜層的上下兩面均設置有緩沖層，所述的緩沖層與壓電薄膜層之間設有0.25-0.5mm的真空填充層，所述緩沖層遠離壓電薄膜層的外表面設置有包裹整個壓電薄膜層的柔性屏蔽層。

在本技術方案中，使傳感器芯片全方位覆蓋的護具內表面，利用壓力原理將感應到的打擊力轉化為電信號，實現在武術散打競賽中通過感應信號來自動計分的功能，不易產生誤判；其中的壓電薄膜層能有效感應并轉化信號，感應靈敏度高；且緩沖層能有效緩沖力量，保護壓電薄膜層；柔性屏蔽層能屏蔽信號并包裹保護整個傳感器，避免信號出現干擾，造成傳輸紊亂；再在緩沖層與壓電薄膜層之間加設真空填充層，使因重擊產生形變的傳感器能快速無損傷的復原，提高傳感器的使用壽命，保持較高的感應靈敏度。

作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述壓電薄膜層的正極和負極分別連接有金屬導線，所述的壓力感應膜片通過金屬導線連接信號處理模塊。目的是通過金屬導線作為介質，將經由壓力感應膜片轉化成的電信號傳輸至后續(xù)的信號處理模塊，后續(xù)處理模塊由單片機控制，再將該電信號數模轉化為數字信號，實現了信號的傳輸，有效獲取了因打擊護具而產生的信號，并記錄保存。

作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述壓電薄膜層的厚度為0.2-0.5mm，所述緩沖層的厚度為0.7-1.2mm，所述柔性屏蔽層的厚度為0.1-0.3mm。目的是

作為上述方案的更進一步優(yōu)化，所述的柔性屏蔽層為高強度塑料薄膜材質。目的是既實現了信號屏蔽的功能，又使得該柔性屏蔽層可彎曲、變形。

本發(fā)明還提供一種武術散打電子護具的信號采集處理系統(tǒng)，其技術方案如下：

一種武術散打電子護具的信號采集處理系統(tǒng)，包括傳感器模塊、電路調理模塊、數模轉換模塊、信號判定模塊、無線發(fā)射模塊和無線接收模塊，其中：

傳感器模塊，用于接收外接壓力，將壓力極化產生微弱電流形成打擊力信號，并傳輸該打擊力信號至各自對應的電路調理模塊；

電路調理模塊，用于將采集后的打擊力信號進行初步處理形成模擬信號，并將處理后所形成的模擬信號傳輸至數模轉換模塊；

數模轉換模塊，用于收集多路模擬信號，并將該模擬信號經過數模轉換形成數字信號；

信號判定模塊，用于判定數模轉換后的數字信號，如果頻率低于429.00mhz,則攔截下該數字信號；如果頻率高于434.90mhz,則攔截下該數字信號；如果頻率在429.00-434.90mhz之間,則將該數字信號傳輸至無線發(fā)射模塊；

無線發(fā)射模塊，用于經過信號判定后的數字信號配置在不同頻率的載頻，并傳輸至無線接收模塊；

無線接收模塊，用于根據不同的頻率接收相應的數字信號，并進行自動對碼以及校驗。

在本技術方案中，傳感器模塊接收打擊力信號，再由調理電路轉換成電信號傳輸到arm處理模塊進行數模轉換，形成數字信號，數字信號再經過判定頻率是否合格，合格的數字信號無線傳輸到接收模塊處進行校驗；實現了對數據信號進行傳輸，使武術散打比賽能通過感應打擊力度自動記錄得分情況，降低裁判對比賽的影響，不易出現誤判現象，保證了武術散打比賽的公平性、公正性及客觀性；同時加快了比賽的節(jié)奏，間接提高了選手散打動作技術的要求。

作為上述方案的進一步優(yōu)化，該數據信號處理系統(tǒng)還包括數據集中模塊，用于將校驗后的多路數據進行分析處理，將處理后的數據按照預設定的傳輸協議集中打包。由于有多路數據信號，并且終端處理模塊沒有那么多端口同時接收不同的數據，所以提供數據集中器對不同頻率的數據信號進行集中處理后，再統(tǒng)一按照傳輸協議打包傳輸到下一級模塊；提高了信號傳輸和處理的速度，且數據不易損壞、掉包，保證了數據傳輸的可靠性。

作為上述方案的進一步優(yōu)化，該數據信號處理系統(tǒng)還包括終端處理模塊，用于接收格式轉換后按照預設定的傳輸協議傳輸的數據包，并對數據包進行解壓、圖形顯示以及界面顯示操作。目的是對傳輸到終端處理模塊的數據進行具體的處理，最終得出分數和圖形結果，實現武術散打比賽自動計分的功能。

作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述的數據集中模塊包括串口轉換子模塊，用于對將要按照預設定的傳輸協議打包傳輸至終端處理模塊的數據，在其傳輸前，進行進一步的格式轉換。由于經數據集中模塊處理后的數據，因格式問題不能直接傳輸到終端處理模塊，故需采用串口轉換子模塊對數據集中模塊處理后的數據進行格式轉換，再通過usb接口連接到終端處理模塊，實現數據傳輸。

作為上述方案的更進一步優(yōu)化，該數據信號處理系統(tǒng)還包括信號存儲模塊，用于儲存經信號判定模塊判定后的數字信號，根據頻率分別儲存在不同的寄存器內，并將儲存在不同寄存器的數字信號通過i/o模塊端口分別傳輸至無線傳輸模塊。目的是將不同頻率的信號分類儲存，方便無線傳輸到下一級模塊，同時方便數據信號的管理，使數據信號不會出現交叉干擾。

作為上述方案的更進一步優(yōu)化，該數據信號處理系統(tǒng)還包括邊裁數據傳輸模塊，用于將邊裁判員通過手柄操作后產生的數據經i/o模塊端口傳輸至數據集中模塊。邊裁員采用手柄人為打分，通過i/o端傳輸數據，可有效的分辨無線傳輸的數據和i/o端傳輸的數據，用于最后計算比賽分數。

本發(fā)明的有益效果是：

1、該傳感器全面覆蓋在護具內表面，使得傳感器能夠全方位清晰的感應壓力信號，不容易出現誤判，且不易發(fā)生彎折，使其感應靈敏度始終保持在一個較高的水準上。

2、在壓力感應膜片中加入銀納米膜層，使電阻率降低，有利于整套電子護具電壓的降低。

3、在緩沖層與壓電薄膜層之間設置真空填充層，使因壓力發(fā)生形變的傳感器能快速復原，使得傳感器不會因為長期使用而降低靈敏度。

4、柔性屏蔽層采用高強度塑料薄膜材質，既實現了信號屏蔽的功能，又使得該柔性屏蔽層可彎曲、變形。

5、保證了比賽的公正性、客觀性，及時、客觀的反應運動員的得分情況，從而避免了一些職業(yè)道德低下的裁判員的惡意操控比賽勝敗的不良情況發(fā)生，從而最大程度上保證了散打比賽的公平、公正性；同時也不會因選手的名氣或者選手的背景而出現故意偏判、誤判，從而保證了任何一名運動員都能在比賽中得到公平對待。

6、提高了散打動作技術的要求，由于傳感器的設計，使得運動員只有擊打到頭、胸腹部和大腿的幾個有效部位，并且要達到一定的力度電子護具才會有所感應，這也就變相要求運動員在平時的訓練中，必須要加強動作的精準度以及提高動作擊打的力量，從而提高了競技水平。

7、數據信號傳輸中，對信號進行判定，篩選不符合規(guī)定的，進一步提高了判罰的精準度，減少了誤判發(fā)生的概率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例所述武術散打電子護具的信號采集處理系統(tǒng)的原理框圖；

圖2是本發(fā)明實施例所述武術散打電子護具的傳感器的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例所述壓電薄膜層的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例21所述動態(tài)沖擊力標定器的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例22所述數據集中器的原理框圖；

圖6是本發(fā)明實施例22所述數據集中器傳輸方法的流程圖。

附圖標記說明：

10-壓電薄膜層；101-壓力感應膜片；102-銀納米膜層；20-緩沖層；30-真空填充層；40-柔性屏蔽層；50-金屬導線；s10-傳感器模塊；s20-電路調理模塊；s30a-數模轉換模塊；s30b-信號判定模塊；s40-信號存儲模塊；s50a-無線發(fā)射模塊；s50b-無線接收模塊；s60-邊裁數據傳輸模塊；s70-數據集中模塊；s701-串口轉換子模塊；s80-終端處理模塊；b10-真空室；b11-真空室底座；b12-真空室套筒；b13-真空室頂蓋；b20-標定器支撐筒；b21-沖擊桿；b22-彈簧；b23-彈簧座；b24-校準座；b25-沖擊施力板；b26-永磁體；b27-標定物固定裝置；b30-電磁鐵；b31-驅動裝置；g10-i/o模塊；g20-無線數傳模塊；g201-第一無線模塊接收端；g202-第二無線模塊接收端；g203-第三無線模塊接收端；g204-調理電路；g30-arm處理模塊；g301-fpga芯片；g40-安全檢測模塊；g50-串口轉換芯片；g60-usb接口；g70-電源模塊；g701-電源輸入接口；g702-acdc模塊；g703-穩(wěn)壓器。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。

實施例1

如圖1和圖2所示，一種武術散打電子護具的傳感器，包括壓電薄膜層10，所述壓電薄膜層10的內部夾設有兩片壓力感應膜片101，兩片所述的壓力感應膜片101之間還設有降低電阻率的銀納米膜層102；所述壓電薄膜層10的上下兩面均設置有緩沖層20，所述的緩沖層20與壓電薄膜層10之間設有0.25mm的真空填充層30，所述緩沖層20遠離壓電薄膜層的外表面設置有包裹整個壓電薄膜層10的柔性屏蔽層40。

實施例2

如圖1和圖2所示，一種武術散打電子護具的傳感器，包括壓電薄膜層10，所述壓電薄膜層10的內部夾設有兩片壓力感應膜片101，兩片所述的壓力感應膜片101之間還設有降低電阻率的銀納米膜層102；所述壓電薄膜層10的上下兩面均設置有緩沖層20，所述的緩沖層20與壓電薄膜層10之間設有0.5mm的真空填充層30，所述緩沖層20遠離壓電薄膜層的外表面設置有包裹整個壓電薄膜層10的柔性屏蔽層40。

實施例3

如圖1和圖2所示，一種武術散打電子護具的傳感器，包括壓電薄膜層10，所述壓電薄膜層10的內部夾設有兩片壓力感應膜片101，兩片所述的壓力感應膜片101之間還設有降低電阻率的銀納米膜層102；所述壓電薄膜層10的上下兩面均設置有緩沖層20，所述的緩沖層20與壓電薄膜層10之間設有0.3mm的真空填充層30，所述緩沖層20遠離壓電薄膜層的外表面設置有包裹整個壓電薄膜層10的柔性屏蔽層40。

在上述實施例中，使傳感器芯片全方位覆蓋的護具內表面，利用壓力原理將感應到的打擊力轉化為電信號，實現在武術散打競賽中通過感應信號來自動計分的功能，不易產生誤判；其中的壓電薄膜層10能有效感應并轉化信號，感應靈敏度高；且緩沖層20能有效緩沖力量，保護壓電薄膜層10；柔性屏蔽層40能屏蔽信號并包裹保護整個傳感器，避免信號出現干擾，造成傳輸紊亂；再在緩沖層20與壓電薄膜層10之間加設真空填充層30，使因重擊產生形變的傳感器能快速無損傷的復原，提高傳感器的使用壽命，保持較高的感應靈敏度。

實施例4

如圖1和圖2所示，一種武術散打電子護具的傳感器，包括壓電薄膜層10，所述壓電薄膜層10的內部夾設有兩片壓力感應膜片101，兩片所述的壓力感應膜片101之間還設有降低電阻率的銀納米膜層102；所述壓電薄膜層10的上下兩面均設置有緩沖層20，所述的緩沖層20與壓電薄膜層10之間設有0.3mm的真空填充層30，所述緩沖層20遠離壓電薄膜層的外表面設置有包裹整個壓電薄膜層10的柔性屏蔽層40。

所述壓電薄膜層10的正極和負極分別連接有金屬導線50，所述的壓力感應膜片101通過金屬導線50連接信號處理模塊。

實施例5

如圖1和圖2所示，一種武術散打電子護具的傳感器，包括壓電薄膜層10，所述壓電薄膜層10的內部夾設有兩片壓力感應膜片101，兩片所述的壓力感應膜片101之間還設有降低電阻率的銀納米膜層102；所述壓電薄膜層10的上下兩面均設置有緩沖層20，所述的緩沖層20與壓電薄膜層10之間設有0.5mm的真空填充層30，所述緩沖層20遠離壓電薄膜層的外表面設置有包裹整個壓電薄膜層10的柔性屏蔽層40。

所述壓電薄膜層10的厚度為0.2mm，所述緩沖層20的厚度為0.7mm，所述柔性屏蔽層40的厚度為0.1mm。

實施例6

如圖1和圖2所示，一種武術散打電子護具的傳感器，包括壓電薄膜層10，所述壓電薄膜層10的內部夾設有兩片壓力感應膜片101，兩片所述的壓力感應膜片101之間還設有降低電阻率的銀納米膜層102；所述壓電薄膜層10的上下兩面均設置有緩沖層20，所述的緩沖層20與壓電薄膜層10之間設有0.25mm的真空填充層30，所述緩沖層20遠離壓電薄膜層的外表面設置有包裹整個壓電薄膜層10的柔性屏蔽層40。

所述壓電薄膜層10的厚度為0.5mm，所述緩沖層20的厚度為1.2mm，所述柔性屏蔽層40的厚度為0.3mm。

實施例7

如圖1和圖2所示，一種武術散打電子護具的傳感器，包括壓電薄膜層10，所述壓電薄膜層10的內部夾設有兩片壓力感應膜片101，兩片所述的壓力感應膜片101之間還設有降低電阻率的銀納米膜層102；所述壓電薄膜層10的上下兩面均設置有緩沖層20，所述的緩沖層20與壓電薄膜層10之間設有0.3mm的真空填充層30，所述緩沖層20遠離壓電薄膜層的外表面設置有包裹整個壓電薄膜層10的柔性屏蔽層40。

所述壓電薄膜層10的厚度為0.3mm，所述緩沖層20的厚度為0.9mm，所述柔性屏蔽層40的厚度為0.2mm。

實施例8

如圖1和圖2所示，一種武術散打電子護具的傳感器，包括壓電薄膜層10，所述壓電薄膜層10的內部夾設有兩片壓力感應膜片101，兩片所述的壓力感應膜片101之間還設有降低電阻率的銀納米膜層102；所述壓電薄膜層10的上下兩面均設置有緩沖層20，所述的緩沖層20與壓電薄膜層10之間設有0.3mm的真空填充層30，所述緩沖層20遠離壓電薄膜層的外表面設置有包裹整個壓電薄膜層10的柔性屏蔽層40。

所述壓電薄膜層10的正極和負極分別連接有金屬導線50，所述的壓力感應膜片101通過金屬導線50連接信號處理模塊。

所述壓電薄膜層10的厚度為0.3mm，所述緩沖層20的厚度為1.0mm，所述柔性屏蔽層40的厚度為0.2mm。

實施例9

如圖1和圖2所示，一種武術散打電子護具的傳感器，包括壓電薄膜層10，所述壓電薄膜層10的內部夾設有兩片壓力感應膜片101，兩片所述的壓力感應膜片101之間還設有降低電阻率的銀納米膜層102；所述壓電薄膜層10的上下兩面均設置有緩沖層20，所述的緩沖層20與壓電薄膜層10之間設有0.5mm的真空填充層30，所述緩沖層20遠離壓電薄膜層的外表面設置有包裹整個壓電薄膜層10的柔性屏蔽層40。

所述的柔性屏蔽層40為高強度塑料薄膜材質。

實施例10

如圖1和圖2所示，一種武術散打電子護具的傳感器，包括壓電薄膜層10，所述壓電薄膜層10的內部夾設有兩片壓力感應膜片101，兩片所述的壓力感應膜片101之間還設有降低電阻率的銀納米膜層102；所述壓電薄膜層10的上下兩面均設置有緩沖層20，所述的緩沖層20與壓電薄膜層10之間設有0.25mm的真空填充層30，所述緩沖層20遠離壓電薄膜層的外表面設置有包裹整個壓電薄膜層10的柔性屏蔽層40。

所述壓電薄膜層10的正極和負極分別連接有金屬導線50，所述的壓力感應膜片101通過金屬導線50連接信號處理模塊。

所述壓電薄膜層10的厚度為0.5mm，所述緩沖層20的厚度為0.9mm，所述柔性屏蔽層40的厚度為0.3mm。

所述的柔性屏蔽層40為高強度塑料薄膜材質。

以上實施例中提出的一種武術散打電子護具的傳感器，其采用壓力感應膜片101，將壓力轉化為電信號傳輸；且在壓力感應膜片101中加入銀納米膜層102，使電阻率降低，有利于整套電子護具電壓的降低；在緩沖層20與壓電薄膜層10的真空填充層30，可使因壓力發(fā)生形變的傳感器快速復原，使得傳感器不會因為長期使用而降低靈敏度。

實施例11

本發(fā)明還提供一種武術散打電子護具的信號采集處理系統(tǒng)，包括傳感器模塊s10、電路調理模塊s20、數模轉換模塊s30a、信號判定模塊s30b、無線發(fā)射模塊s50a和無線接收模塊s50b，其中：

傳感器模塊s10，用于接收外接壓力，將壓力極化產生微弱電流形成打擊力信號，并傳輸該打擊力信號至各自對應的電路調理模塊s20；

電路調理模塊s20，用于將采集后的打擊力信號進行初步處理形成模擬信號，并將處理后所形成的模擬信號傳輸至數模轉換模塊s30a；

數模轉換模塊s30a，用于收集多路模擬信號，并將該模擬信號經過數模轉換形成數字信號；

信號判定模塊s30b，用于判定數模轉換后的數字信號，如果頻率低于429.00mhz,則攔截下該數字信號；如果頻率高于434.90mhz,則攔截下該數字信號；如果頻率在429.00-434.90mhz之間,則將該數字信號傳輸至無線發(fā)射模塊s50a；

無線發(fā)射模塊s50a，用于經過信號判定后的數字信號配置在不同頻率的載頻，并傳輸至無線接收模塊s50b；

無線接收模塊s50b，用于根據不同的頻率接收相應的數字信號，并進行自動對碼以及校驗。

實施例12

本實施例在實施例11的基礎上，

該數據信號處理系統(tǒng)還包括數據集中模塊s70，用于將校驗后的多路數據進行分析處理，將處理后的數據按照預設定的傳輸協議集中打包。

實施例13

本實施例在實施例11的基礎上，

該數據信號處理系統(tǒng)還包括數據集中模塊s70，用于將校驗后的多路數據進行分析處理，將處理后的數據按照預設定的傳輸協議集中打包。

該數據信號處理系統(tǒng)還包括終端處理模塊s80，用于接收格式轉換后按照預設定的傳輸協議傳輸的數據包，并對數據包進行解壓、圖形顯示以及界面顯示操作。

實施例14

本實施例在實施例11的基礎上，

該數據信號處理系統(tǒng)還包括數據集中模塊s70，用于將校驗后的多路數據進行分析處理，將處理后的數據按照預設定的傳輸協議集中打包。

該數據信號處理系統(tǒng)還包括終端處理模塊s80，用于接收格式轉換后按照預設定的傳輸協議傳輸的數據包，并對數據包進行解壓、圖形顯示以及界面顯示操作。

所述的數據集中模塊s70包括串口轉換子模塊s701，用于對將要按照預設定的傳輸協議打包傳輸至終端處理模塊s80的數據，在其傳輸前，進行進一步的格式轉換。

實施例15

本實施例在實施例11的基礎上，

該數據信號處理系統(tǒng)還包括信號存儲模塊s40，用于儲存經信號判定模塊s30b判定后的數字信號，根據頻率分別儲存在不同的寄存器內，并將儲存在不同寄存器的數字信號通過i/o模塊g10端口分別傳輸至無線傳輸模塊s50a。

實施例16

本實施例在實施例11的基礎上，

該數據信號處理系統(tǒng)還包括數據集中模塊s70，用于將校驗后的多路數據進行分析處理，將處理后的數據按照預設定的傳輸協議集中打包。

該數據信號處理系統(tǒng)還包括終端處理模塊s80，用于接收格式轉換后按照預設定的傳輸協議傳輸的數據包，并對數據包進行解壓、圖形顯示以及界面顯示操作。

所述的數據集中模塊s70包括串口轉換子模塊s701，用于對將要按照預設定的傳輸協議打包傳輸至終端處理模塊s80的數據，在其傳輸前，進行進一步的格式轉換。

該數據信號處理系統(tǒng)還包括信號存儲模塊s40，用于儲存經信號判定模塊s30b判定后的數字信號，根據頻率分別儲存在不同的寄存器內，并將儲存在不同寄存器的數字信號通過i/o模塊g10端口分別傳輸至無線傳輸模塊s50a。

實施例17

本實施例在實施例11的基礎上，

該數據信號處理系統(tǒng)還包括邊裁數據傳輸模塊s60，用于將邊裁判員通過手柄操作后產生的數據經i/o模塊g10端口傳輸至數據集中模塊s70。

實施例18

本實施例在實施例11的基礎上，

該數據信號處理系統(tǒng)還包括數據集中模塊s70，用于將校驗后的多路數據進行分析處理，將處理后的數據按照預設定的傳輸協議集中打包并。

該數據信號處理系統(tǒng)還包括邊裁數據傳輸模塊s60，用于將邊裁判員通過手柄操作后產生的數據經i/o模塊g10端口傳輸至數據集中模塊s70。

實施例19

本實施例在實施例11的基礎上，

該數據信號處理系統(tǒng)還包括數據集中模塊s70，用于將校驗后的多路數據進行分析處理，將處理后的數據按照預設定的傳輸協議集中打包。

該數據信號處理系統(tǒng)還包括終端處理模塊s80，用于接收格式轉換后按照預設定的傳輸協議傳輸的數據包，并對數據包進行解壓、圖形顯示以及界面顯示操作。

所述的數據集中模塊s70包括串口轉換子模塊s701，用于對將要按照預設定的傳輸協議打包傳輸至終端處理模塊s80的數據，在其傳輸前，進行進一步的格式轉換。

該數據信號處理系統(tǒng)還包括邊裁數據傳輸模塊s60，用于將邊裁判員通過手柄操作后產生的數據經i/o模塊g10端口傳輸至數據集中模塊s70。

實施例20

本實施例在實施例11的基礎上，

該數據信號處理系統(tǒng)還包括數據集中模塊s70，用于將校驗后的多路數據進行分析處理，將處理后的數據按照預設定的傳輸協議集中打包。

該數據信號處理系統(tǒng)還包括終端處理模塊s80，用于接收格式轉換后按照預設定的傳輸協議傳輸的數據包，并對數據包進行解壓、圖形顯示以及界面顯示操作。

所述的數據集中模塊s70包括串口轉換子模塊s701，用于對將要按照預設定的傳輸協議打包傳輸至終端處理模塊s80的數據，在其傳輸前，進行進一步的格式轉換。

該數據信號處理系統(tǒng)還包括信號存儲模塊s40，用于儲存經信號判定模塊s30b判定后的數字信號，根據頻率分別儲存在不同的寄存器內，并將儲存在不同寄存器的數字信號通過i/o模塊g10端口分別傳輸至無線傳輸模塊s50a。

該數據信號處理系統(tǒng)還包括邊裁數據傳輸模塊s60，用于將邊裁判員通過手柄操作后產生的數據經i/o模塊g10端口傳輸至數據集中模塊s70。

實施例21

如圖4所示，本發(fā)明的傳感器基于一種動態(tài)沖擊力標定器，該動態(tài)沖擊力標定器包括真空室b10和設于真空室b10內的標定器支撐筒b20；所述真空室b10由真空室底座b11、真空室套筒b12和真空室頂蓋b13組成，所述真空室套筒b12垂直設于真空室底座b11上，所述真空室頂蓋b13設于真空室套筒b12的頂部；所述標定器支撐筒b20垂直設于真空室底座b11上，且標定器支撐筒b20設于真空室套筒b12內；所述標定器支撐筒b11內設有標定機構，該標定機構包括沖擊桿b21、彈簧b22、彈簧座b23和校準座b24，所述彈簧座b23和校準座b24均通過螺紋可拆卸的設于標定器支撐筒b20上，所述彈簧座b23設于校準座b24的下方，且彈簧座b23和校準座b24均垂直于標定器支撐筒b20的軸心，所述彈簧座b23和校準座b24上設有相對應的供沖擊桿b21穿過的通孔，所述沖擊桿b21的底部設有沖擊施力板b25，所述沖擊施力板b25和彈簧座b23之間設有套設于沖擊桿上的彈簧b22，所述沖擊桿上b21設有長度刻度線；所述沖擊桿b21的頂部設有永磁體b26，所述真空室b10的頂部設有與永磁體b26對應的電磁鐵b30和驅動該電磁鐵b30移動的驅動裝置b31。

優(yōu)選地，所述標定器支撐筒b20內還設有標定物固定裝置b27，所述標定物固定裝置b27設于沖擊桿b21下方，且該標定物固定裝置b27與沖擊施力板b25對應，所述標定物固定裝置b27包括環(huán)形鋼片，所述環(huán)形鋼片的外邊緣設有與環(huán)形鋼片垂直的柱狀支撐部，所述柱狀支撐部底部設有與柱狀支撐部垂直的環(huán)形延伸部，所述標定物固定裝置b27通過螺栓可拆卸的設于真空室底座b11上。

使用時，先將待標定物用標定物固定裝置b27固定，然后調節(jié)彈簧座b23，使沖擊施力板b25剛好和待標定物接觸面不對待標定物施加壓力，再調節(jié)校準座，使校準座b24的底面與沖擊桿b21上的長度刻度線的零刻度線重合，即完成了調試和校對。

蓋上真空室頂蓋b13后，將真空室b10抽真空，避免空氣阻力影響標定結果，盡量減少誤差。

標定時，電磁鐵b30通電產生磁力，吸引永磁體b26，啟動驅動裝置b31，將電磁鐵b30上升，同時也提升永磁體b26和沖擊桿b21，提升一定高度后，電磁鐵b30斷電失去磁力，永磁體b26被釋放，沖擊桿b21在彈簧b22的彈力作用下向下撞擊待標定物，待標定物一般為各種壓力傳感器，通過沖擊力和示波器待設備檢測壓力傳感器的信號進行計算即可進行標定。

沖擊力的計算采用如下公式進行計算：

其中，f表示沖擊力；m為沖擊桿的質量；g為重力加速度；h為沖擊桿上拉的高度，可由長度刻度線讀??；t為沖擊力的有效作用時間，可由示波器待設備讀?。籫為彈簧材料的切變模量，根據材料的不同，切變模量也不同，可根據選用的材料進行查找；d為彈簧鋼絲直徑；d為彈簧直徑，n為彈簧有效圈數。

優(yōu)選地，所述標定器支撐筒b20由上支撐筒和下支撐筒可拆卸地組成，所述彈簧座b23設于下支撐筒上，所述校準座b24設于上支撐筒上。

使用可拆御的上支撐筒和下支撐筒組成標定器支撐筒b20，在需要調節(jié)彈簧座b23的時候，可將上支撐筒拆下，以方便調節(jié)。

優(yōu)選地，所述真空室底座b11、彈簧座b23、沖擊桿b21和沖擊施力板b25均由鋼性材料制成。

使用鋼性材料可避免發(fā)生彈性形變產生誤差。

優(yōu)選地，所述真空室套筒b12和標定器支撐筒b20均由鋼化玻璃制成。

鋼化玻璃不僅強度好，而且方便觀察沖擊桿b21上的長度刻度線以讀數，同時也方便觀察標定過程，了解標定情況，避免發(fā)生不知情的問題導致標定錯誤。

優(yōu)選地，所述彈簧座b23和校準座b24與沖擊桿b21的連接處設有直線軸承。

使用直線軸承可盡量減少摩擦，使標定結果更準確。

優(yōu)選地，所述驅動裝置b31為導軌，該導軌垂直于真空室底座b11，所述電磁鐵b30設于導軌上。

優(yōu)選地，所述驅動裝置b31為伺服電機，該伺服電機的輸出軸垂直于沖擊桿b21，所述伺服電機的輸出軸上設有鋼索盤，所述鋼索盤上鋼索的自由端連接電磁鐵b30。

使用導軌和伺服電機控制，可減少人為因素的參與，使結果更準確，同時也更適合真空室b10的結構設定。

實施例22

本發(fā)明的數據集中模塊s70，包括采集邊裁判員手柄傳輸信號的i/o模塊g10、采集主裁判手柄和電子護具上傳感器無線傳輸信號的無線數傳模塊g20、arm處理模塊g30、安全檢測模塊g40、串口轉換芯片g50和usb接口g60，所述i/o模塊g10的信號輸出端連接arm處理模塊g30的第一信號輸入端；所述的無線數傳模塊g20包括第一無線模塊接收端g201、第二無線模塊接收端g202、第三無線模塊接收端g203和調理電路g204，所述第一無線模塊接收端g201的信號輸出端連接調理電路g204的第一信號輸入端，所述第二無線模塊接收端g202的信號輸出端連接調理電路g204的第二信號輸入端，所述第三無線模塊接收端g203的信號輸出端連接調理電路g204的第三信號輸入端，所述調理電路g204的信號輸出端連接arm處理模塊g30的第二信號輸入端；所述arm處理模塊g30的信號輸出端連接安全檢測模塊g40的信號輸入端，所述安全檢測模塊g40的信號輸出端連接串口轉換芯片g50的信號輸入端，所述串口轉換芯片g50的信號輸出端連接usb接口g60的信號輸入端。

由于在數據傳輸中，終端處理模塊沒有足夠多的接口來依次采集多路數據，且可供用戶自行使用的，沒有那么大的緩存區(qū)或足夠多的中斷源，所以需要數據集中模塊s70整合采集數據，作進一步優(yōu)化處理，再將數據傳輸給終端處理模塊；i/o模塊g10接收來自邊裁判員手柄傳輸的信號，無線數傳模塊g20的第一無線模塊接收端g201、第二無線模塊接收端g202和第三無線模塊接收端g203分別接收主裁判手柄和兩個電子護具上傳感器無線傳輸的信號，再經調理電路g204后，連接到arm處理模塊g30進行數據整合處理，并由安全檢測模塊g40對傳輸到arm處理模塊g30的數據進行檢測，最后通過串口轉換芯片g50再次轉換數據的輸出格式，使數據由usb接口g60進入終端處理模塊；完成了對數據從采集到集中整合，再傳輸到終端處理模塊的整個過程，實現了數據的傳輸；采用arm處理模塊g30，可靠性及實時性大大增強，抗干擾能力強；同時連接有安全檢測模塊g40，對多路數據的傳輸進行保護，防止數據丟失或損壞。

在一個優(yōu)選地實施例中，本發(fā)明的數據集中模塊s70還包括電源模塊g70，所述的電源模塊包括電源輸入接口g701、acdc模塊g702和穩(wěn)壓器g703，所述的電源輸入接口g701為220v交流電，且電源輸入接口g701的信號輸出端連接acdc模塊g702的信號輸入端，所述acdc模塊g702的信號輸出端連接穩(wěn)壓器g703的信號輸入端，所述穩(wěn)壓器g703的信號輸出端連接i/o模塊g10的信號輸入端。

電源直接接入220v市電，經由acdc模塊g702將電壓降到12v，再通過穩(wěn)壓器g703對電路進行調節(jié)，使電壓穩(wěn)定；最終，連接至i/o模塊g10，由各自的跳線接口進行分配使用；實現了降低電壓的功能，保證了電壓的穩(wěn)定，使i/o模塊g10端能接收來自邊裁判員手柄所傳輸的信號。

在進一步優(yōu)選地實施例中，所述的穩(wěn)壓器g703為單通道線性穩(wěn)壓器tps76950。目的是其工作穩(wěn)定、性價比高，既能對電路進行有效的調節(jié)，又節(jié)約了成本，且其具有超低功耗、低壓降的性能。

在更進一步優(yōu)選地實施例中，所述arm處理模塊g30通過并行總線還連接有fpga芯片g301，所述fpga芯片g301的信號輸出端連接arm處理模塊g30的第三信號輸入端。

fpga芯片g301提供與arm總線協議一致的接口，使fpga芯片g301與arm處理模塊g30的并行總線連接，實現arm和fpga之間的通信；且實現了對硬件進行編程擴展。

作為本發(fā)明所提到的數據集中模塊的傳輸方法，包括以下步驟：

a、接收不同頻率的多路數據信號，并根據不同的頻率將數據信號分別儲存至相應頻載的接收端內，轉換為數據幀；

b、將轉換后的多個數據幀集中儲存至數據集中模塊的判定區(qū)內，且其狀態(tài)按預設定的傳輸協議設置為待判定狀態(tài)；

c、判斷判定區(qū)內的單一數據幀大小是否高于25幀，如果高于，則篩選出高于25幀類型的數據幀，并移除出判定區(qū)；如果不高于，則打包不高于25幀類型的數據幀，形成第一數據包，并移送至緩沖區(qū)，狀態(tài)變更為待發(fā)送狀態(tài)；

d、判斷緩沖區(qū)內是否存在處于待發(fā)送狀態(tài)的其他數據包，若存在，則將緩沖區(qū)內所有處于待發(fā)送狀態(tài)的數據包一并發(fā)送至終端處理模塊；若不存在，則發(fā)送第一數據包。

數據信號由于頻率不同，不能同時接收，需分別儲存至相應頻載的接收端內，轉換為數據幀，再判定數據幀，將符合預設定幀數的數據幀打包形成數據包，再統(tǒng)一傳輸到終端處理模塊進行數據處理；使在傳輸過程中降低網絡時延的同時提高網絡負載量，保證了數據傳輸的可靠性；而且對數據包進行判定、校驗并轉換格式，使數據能正常的傳輸到終端處理模塊，同時提高了數據傳輸的穩(wěn)定性，減小了數據誤差的可能性。

作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述步驟b具體包括以下步驟：

判斷判定區(qū)內是否存在處于待判定狀態(tài)的其他數據幀，如果存在，則優(yōu)先對判定區(qū)內的其他數據幀進行判定操作；如果不存在，則對剛進入判定區(qū)的數據幀進行判定操作。

作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述步驟d具體包括以下步驟：

在所有待發(fā)送狀態(tài)的數據包發(fā)送至終端處理模塊之前，對所有待發(fā)送狀態(tài)的數據包進行格式轉換，并將轉換完成后的所有數據包按照每次一個數據包的形式傳輸至終端處理模塊。目的是由于終端處理模塊沒有足夠多的接口來依次采集多路數據，所以對數據包進行格式轉換，集中為一個接口傳輸到終端處理模塊，保證數據能完整傳輸到終端處理模塊，不至于掉包。

作為上述方案的更進一步優(yōu)化，第一數據包內至少有一個完整的數據，且第一數據包的大小為208字節(jié)，其中包括1字節(jié)的目的地址、1字節(jié)的功能碼、1字節(jié)的運動員編碼、1字節(jié)的數據包數時間高位、1字節(jié)的數據包數時間地位、1字節(jié)的數據位置信息、200字節(jié)的數據位以及2字節(jié)的數據校驗位。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的具體實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。