一种进阶跑训练与考核系统的设计

一种进阶跑训练与考核系统的设计

龙文峰

 武警警官学院　四川　成都　610213

【摘要】目前进阶跑训练与考核中都是采用的人工计时的方式，存在主观判断等因素影响考核的公平性。本文介绍了一种利用单片机、传感器和无线模块组成的考核系统，通过利用智能化进阶跑训练和考核系统能够有助于训练科目测试的效率，而且对于考生的成绩管理和也更加方便。

【关键词】进阶跑训练；成绩管理；单片机

1.引言

采用智能化手段的考试来开展相应的训练管理工作能够大大的节省人力，提高训练的效率。本文中的进阶跑测试与管理系统由跑步测试模块以及手机App模块两大部分组成，通过利用智能化进阶跑训练和考核系统能够有助于提高训练科目测试的效率，而且对于考生的成绩管理和也更加方便。 本系统主要通过传感器技术、移动通信技术和嵌入式技术的应用，实现测试数据的移动监测、数据处理和数据监测。

2、系统结构及组成

系统以进阶跑训练与考核系统需求为出发点，结合实时进阶跑监测的功能要求，以“STM32F103单片机+读卡器模块+语音播报模块+wifi模块+液晶显示模块”对数据进行采集并且实时监控考生跑步的情况。如图1所示。

图1系统整体方案图

按下开始键后，通过MP3play模块播放音频，指示测试者进行相关测试流程，并且在硬件上用过OLED显示实时数据，完成相关子步骤时绿灯提示，未完成时红灯提示而且同时硬件部分的蜂鸣器提示，以提醒在哪个阶段没有完成，通过无线传输至电脑，完成测试自动给出成绩，并显示在屏幕上。成绩记录到数据库中，并可通过app进行人员绑定及对历史监测数据进行保存，以便后续的数据分析。

3、系统硬件电路设计

为了满足进阶跑训练与考核系统实时性的要求,本设计核心主控采用STM32F1芯片，通过该芯片实现整个系统的数据逻辑处理，保证整个硬件系统的对应功能有序、完整地实现，该芯片具有实现本系统训练考核功能所需要的存储容量、引脚数量，能够满足训练考核系统的工作环境温度要求以及电压要求，STM32管脚如图2所示。

图2  STM32管脚图

4、系统软件设计

为了让各个模块之间有序工作，完成测试工作，首先接通电源后，在主程序启动后，定时器初始化，串口初始化，GPIO初始化，OLED初始化。本次设计的主程序流程图如图3所示：

图3主程序流程图

主程序的控制逻辑步骤执行如下：

当执行按键程序，判断按键是否按下，若按键按下的时候，屏幕显示“请放卡”，当读卡器读卡成功后OLED显示“录入成功”当另一个按键被按下时，向服务器登记新记录，然后开始测试；当执行OLED显示程序，确认号码正确与否，若正确则显示“请站在起跑点”，播放进阶跑音乐，测试开始；当执行读卡器程序，程序判断在级别规定的时间到达另一侧感应区，则考核继续，没有在规定的时间到达，红灯亮起，警报声响起，结束考核，OLED显示考核完成级别，传输至考官电脑，进行成绩统计。

5、 实物功能展示

根据进阶跑的功能模块，合理设计电路图，最后焊接，将程序安装在单片机上，进行测试。进阶跑系统实物图如图4所示。

图4系统实物图

图4中1为OLED显示屏，显示考核前录入信息情况以及考核结束时最终成绩；2为内存卡，存储进阶跑音乐；3为小喇叭，语音播报音乐；4为LED指示灯，红灯亮起，未在规定时间内到达目标线，考核结束；5为LED指示灯，绿灯亮起，在规定时间内到达目标线，考核继续；6为芯片感应器，用来录入考核人员信息和检测是否在规定时间内到达该区域；7为USB接口，系统供电；8为蜂鸣器，用来发出警报声；9为独立按键，确定进阶跑测试开始；10为独立按键，对进阶跑考核人员录入信息以及确定成绩；11为ESP8266,可将测试进阶跑人员的成绩传输至手机APP；12为STM32F1主控芯片。

6、结束语

本文介绍了一种进阶跑训练与考核系统的设计，实现了自动化方式对于考生进阶跑的实时监测，当完成相关步骤时绿灯提示，未完成时红灯提示，完成测试自动给出成绩，并显示在屏幕上。并将成绩记录到数据库中，可通过app进行人员绑定及历史成绩查看，对于进阶跑训练和考核系统的设计具有很大的实际意义。

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