基于ZigBee技术的敏捷训练系统

刘焕斌++魏振钢

摘 要随着计算机技术及传感器技术的快速发展，竞技体育训练的智能化时代已经来临。本文中所提到的敏捷训练系统是一种基于ZigBee无线通信网络技术开发的、能够实时反应敏捷训练情况的系统。首次打破了传统敏捷训练存在的缺陷，极大地提高训练效率，并将训练结果直观地反映给教练员和运动员。本文论述了基于ZigBee无线通信网络技术的敏捷训练系统的研究与开发过程。

【关键词】敏捷训练 ZigBee网络 Android移动终端

在體育领域中，灵敏性训练是指运动员根据教练员指示或辅助仪器的指引而做出相应的动作的训练项目。在各个专业运动队中，灵敏性训练多数采用人工指挥等传统手段，即通过教练员对运动员实施指令，运动员按照指令做出相应的快速反应，这样的灵敏性训练对于运动员灵敏性的提高是没有任何意义的。

敏捷训练系统是一以新兴的无线传感技术为主线，集计算机软硬件技术和电子应用技术为一体的智能化设备，具有使用简单、携带方便等特性。该系统的工作原理：基于Android平台的中央控制器通过ZigBee网络发送激活指令启动指定敏捷感应器上的光电传感器，同时光电传感器上的信号源会发出光声信号作为提示；当运动员收到信号后，迅速移动并遮挡激活的敏捷感应器上的信号源；此时敏捷感应器将启动与关闭的时间差传回中央控制器；中央控制器接收到数据后发送另一个启动信号，如此循环测试并记录相关数据。

本系统分为三个模块，分别是中央控制模块、敏捷感应模块、和无线通讯模块，如图1所示。

1 敏捷感应模块

敏捷感应模块由若干个敏捷感应器组成，而每个敏捷感应器又分成红外线收发器和无线收发器两部分。红外收发器实现光电信号的转换，无线收发器则通过ZigBee网络实现命令和数据的发送和接收。

红外收发器是由发送端和接收端两部分组成的，发送端采用控制电路将待发送的信号编码转换为脉冲信号，通过发射管经过透镜发射红外信号。

无线收发器是敏捷感应模块的最重要的组成部分，其核心是CC2530，一款由德州仪器公司研制主要使用在IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的芯片。

2 基于ZigBee技术的无线通讯模块

敏捷训练系统的无线通讯模块主要实现敏捷感应模块与中央控制模块之间的数据与命令的交互，鉴于该系统是近距离的感应设备且要求传输安全、功耗小，因此本系统各个模块之间的通讯采用ZigBee技术实现。

2.1 ZigBee技术概述

ZigBee技术主要适用于自动控制领域，尤其是距离短、功耗低且传输速率不高的电子设备之间进行的数据传输以及有周期性、间歇性数据传输的应用。

2.2 ZigBee网络的组建

ZigBee技术的组网功能非常强大，按照其网络拓扑结构可分为星形，树形，和网形。根据本系统中敏捷感应器数量固定并且数量较少的特点，本系统的ZigBee网络采用星形结构。

3 中央控制模块

中央控制模块是由Android移动客户端和ZigBee网络协调器组成。Android移动客户端主要是Android平板电脑和客户端软件系统，其主要功能是实现敏捷感应模块控制指令的发送和敏捷数据的接收，以及对接收到的数据进行分析与处理。ZigBee网络协调器主要负责无线自组织网络的组建以及敏捷指令和数据的转发。

4 结语

本系统最终实现了一种应用于运动员训练的敏捷训练系统。它能够方便快捷地测量运动员的敏捷反应数据。

参考文献

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作者单位

中国海洋大学信息科学与工程学院 山东省青岛市 266100