基于无线数据传输的游泳计时系统设计

摘要

近年来，体育运动的蓬勃发展令竞速理念愈加的深入人心。突破人类的极限逐渐成为人们的焦点。奥运会的发展史就是鉴证人类突破自身极限的发展史，而见证人类突破自身极限的是计时器的发展。计时系统在竞速类的赛事中起着至关重要的作用，每一个激动人心的成绩，都是以时间数据的形式展现在世人眼中。然而在这个关键环节，中国还没有得到国际承认的计时系统。国内的场馆大部分使用传统人工方式或者引进国外的先进设备进行计时工作。但是传统方式不仅在精确性方面达不到高标准要求，还会耗费大量人力，而引进国外品牌会大大提高基础预算，大部分场馆承受不起。2008年的北京奥运会也是使用的欧米茄提供计时服务，因此自主研发一款可以得到国际认证的计时系统，是增强我国体育实力非常重要的一环。国内企业和相关科研机构正在这一领域开展技术研究。
　　针对我国体育计时系统现状，提出了一种无线计时系统的设计方案，该设计可应用于游泳类、径赛、船类等项目的备用计时。而在计时过程中存在很多不可预测的因素，计时的准确性不能依赖于唯一的计时设备，在游泳比赛中每个泳道通常会有两块或两块以上的备用秒表，一是提供备份成绩，二是可以对多个成绩取均值，使最后的计时成绩更加有说服力。秒表过多就造成了数据的庞杂，设计中，秒表采用无线传输的方式，保证数据的条理性和实时性数据记录和处理。在计时单元电路的晶振器件优选中，设计了一套晶振检测仪器，可以确保每个无线秒表外源晶振的精确和稳定，进而保证计时的稳定。计时系统中的无线秒表采用半自动工作方式，可以有手动计时也可以由上位机发送指令自动计时，并且可以将成绩自动发送至上位机。
　　系统包括无线秒表、通讯控制器、数据采集处理中心三部分。无线秒表负责计时；通讯控制器充当系统沟通的“桥梁”，是数据的中转站；数据采集处理中心通过通讯控制器完成数据传输，负责发送指令和接收数据，并完成计时数据的实时处理。无线秒表以32位单片机STM32F103RBT6为核心，设计了计时电路、锂电池充电器控制电路、OLED显示电路、Flash存储电路、433MHz无线模块SRWF-1E80。数据采集处理端设置PC机软件，连接一个通讯控制器，通讯控制器内设有一个大功率SRWF-508无线模块，可以接收20个以上下位机数据。经过实验测试，设计的计时系统可以实时接收数据，计时精确、操作简单、性能可靠，应用前景非常广阔。

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第1章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3 设计需求及研究目标

1.4论文主要内容和安排

第2章 游泳计时系统分析

2.1 人工计时和自动计时系统

2.2 游泳计时系统简介

2.3游泳计时系统基本功能和流程

第3章 计时系统硬件设计

3.1 系统总体设计

3.2 秒表硬件设计

3.3秒表系统PCB以及电路板设计

3.4通讯控制器设计

第4章 系统软件设计

4.1 下位机软件设计

4.2 上位机软件设计

第5章 测试与实验

5.1 充电与低功耗测试

5.2 通讯距离与丢包率测试

5.3 秒表通讯测试

5.4 秒表计时数据传输测试

第6章 总结与展望

6.1 本文总结

6.2 前景与展望

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢