基于STC89單片機(jī)的網(wǎng)球報警系統(tǒng)

曾憲敏 余芳玲

項目基金：安徽省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目資助（201910379037）

摘要：國家為了加強(qiáng)國民的身體素質(zhì)，開展了很多老少皆宜的運(yùn)動。網(wǎng)球也應(yīng)運(yùn)而生。因它不僅能鍛煉身體，還可以豐富生活，增強(qiáng)情感交流?，F(xiàn)如今對網(wǎng)球犯規(guī)的評判還是依靠裁判員的裁定，在一定程度上對比賽的公平原則進(jìn)行影響。針對這一問題，本文提出一套基于STC89單片機(jī)設(shè)計的網(wǎng)球犯規(guī)報警系統(tǒng)。本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，結(jié)合傳感器和報警器設(shè)計而成。用傳感器感應(yīng)網(wǎng)球的運(yùn)動進(jìn)行信號輸入，用報警器進(jìn)行信號輸出。在一定程度上解決了傳統(tǒng)判斷方式的缺點。

關(guān)鍵詞：單片機(jī);網(wǎng)球比賽;傳感器

中圖分類號：TS952.3;TP368.1?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）11-0034-01

1 網(wǎng)球的發(fā)展

網(wǎng)球運(yùn)動不僅呈現(xiàn)優(yōu)美的體態(tài)，還可以增強(qiáng)心理素質(zhì)。隨著國家強(qiáng)調(diào)增加全民身體素質(zhì)，網(wǎng)球運(yùn)動越來越被大眾所熟知。在運(yùn)動上，參與者可以體驗參與網(wǎng)球這種交互式運(yùn)動的樂趣，揮灑熱情;在性格上，可以調(diào)整自己的心理狀態(tài)，增加自己心理承受能力。在世界上，網(wǎng)球運(yùn)動被稱為紳士運(yùn)動，是因為網(wǎng)球的規(guī)則和禮儀跟其他運(yùn)動相比會更加重視。交互式的網(wǎng)球運(yùn)動體現(xiàn)出對彼此的尊重。

2 單片機(jī)

本設(shè)計采用STC89C52RC單片機(jī)，STC89C52RC是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。作為設(shè)計的主控核心，會把從傳感器接收到的信號進(jìn)行加工處理變成電信號輸出給報警器，從而達(dá)到犯規(guī)報警的作用。對單片機(jī)進(jìn)行操作會運(yùn)用到Java語言，可以使傳感器傳入進(jìn)來的數(shù)據(jù)被處理，然后按照我們所設(shè)置的規(guī)則從而進(jìn)一步操作。也結(jié)合了網(wǎng)球場，對與網(wǎng)球場有關(guān)的數(shù)據(jù)和規(guī)則進(jìn)行實時記錄，還可以進(jìn)行室內(nèi)和室外進(jìn)行分析。其中還與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接，用于保存相關(guān)數(shù)據(jù)，還需要對感應(yīng)器感應(yīng)到網(wǎng)球超出或者沒過網(wǎng)線的時候進(jìn)行相應(yīng)的判斷。

3 傳感器

此次設(shè)計采用mt5100微波探測模塊。它的特點是低頻率輸出功能，輸出與移動速度對應(yīng)的頻率脈沖方便二次識別開發(fā);靈敏度設(shè)定端口，可外接點位器或在背面直接焊接固定電阻設(shè)定模塊靈敏度。同時，此款產(chǎn)品是以MS601、MS701為傳感核心的微波探測電路，內(nèi)置識別控制軟件。實現(xiàn)對微波信號的分析處理以及輸出硬件控制需要的信號。還采用MS601/701供電電路為微波傳感模塊提供脈沖供電電源，以降低功耗延長傳感模塊壽命，供電脈沖的頻率和電流由MCU控制。模塊接通電源后，延時30秒進(jìn)入工作狀態(tài)。有物體在感應(yīng)區(qū)域內(nèi)移動，D-OUT端輸出高電平（5V），高電平持續(xù)時間為3秒，3秒鐘后，D-OUT端變?yōu)榈碗娖?，低電平保?秒，然后模塊再次進(jìn)入探測狀態(tài)?？梢栽谀KG1和G2端連接一個10K的可調(diào)電阻調(diào)整感應(yīng)靈敏度。也可以在電路板背面R位置焊接一個0603封裝的電阻設(shè)定模塊的靈敏度。F-OUT端輸出的是MS601或MS701傳感模塊的原始信號經(jīng)過反打整形后的信號，輸出的脈沖頻率和物體的運(yùn)動速度相對應(yīng)，然后將這個信號輸入給單片機(jī)。SLEEP端可以控制模塊進(jìn)入低功耗狀態(tài)，高電平有效，也可以將這個端口作為模塊的使能/禁止端口來使用。

4 市場分析

4.1市場規(guī)模、市場結(jié)構(gòu)與劃分。由于當(dāng)今中國還沒有建立足夠規(guī)模的網(wǎng)球犯規(guī)后臺報警系統(tǒng)。面對如此境況，這是一個機(jī)遇也是一個挑戰(zhàn)。在網(wǎng)球比賽中，裁判員坐在與網(wǎng)線齊平的高凳子上，精神高度集中，對比賽場上的球進(jìn)行來回的追蹤，這個過程很容易疲勞。但網(wǎng)球的耗時還是長的。這無疑加劇了裁判員的工作。我們所設(shè)計的系統(tǒng)不僅僅給裁判員減輕了工作，還對比賽的公平公正做出了極大貢獻(xiàn)。但是第一次出現(xiàn)這種機(jī)器出聲裝置，會讓人不信服。會懷疑會不會有人做手腳，產(chǎn)生虛假消息，沒有極大的說服力。很多人會擔(dān)心，我們設(shè)計的網(wǎng)球后臺報警系統(tǒng)會不會在現(xiàn)場很多的聲音下被淹沒。遇到再室外的場地突發(fā)特殊情況，會不會承受不住。如遭受雨天、雷電等會不會因此而運(yùn)行不了。如果被人突然踩一腳，會不會感應(yīng)器不能工作。會不會不能很好的追蹤和反應(yīng)本系統(tǒng)給出正確的報警聲音。網(wǎng)球比賽不僅是青年組，還涉及少年組和老年組。針對他們的現(xiàn)場，本系統(tǒng)是否還會運(yùn)轉(zhuǎn)如常。由此產(chǎn)生的一系列問題是本項目所面臨的挑戰(zhàn)。

4.2產(chǎn)品消費(fèi)群體。產(chǎn)品消費(fèi)群體主要是大型的專業(yè)的網(wǎng)球俱樂部、在有網(wǎng)球訓(xùn)練項目的學(xué)校、與網(wǎng)球有關(guān)的教育機(jī)構(gòu)等。他們相對于其他人群更能接受這種報警系統(tǒng)帶來的便利。更好的糾正在網(wǎng)球場上的錯誤，鍛煉自己的技能，為網(wǎng)球比賽做準(zhǔn)備。也能更好的加強(qiáng)自己的身體素質(zhì)。隨著社會的發(fā)展，壓力的增加。大多數(shù)人缺乏鍛煉，身體機(jī)能的退化，對各方面的反應(yīng)能力的遲緩，都會造成在網(wǎng)球比賽中動作的不標(biāo)準(zhǔn)，失分的情況屢次出現(xiàn)。本系統(tǒng)更好的展現(xiàn)了這方面的優(yōu)點?，F(xiàn)如今的小朋友，也隨著知識面的拓寬，眼界的開闊，對事物的了解越來越多，也喜歡上了網(wǎng)球這項優(yōu)雅的工作。也開始了網(wǎng)球鍛煉。小朋友是未來的希望。需要標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范的體質(zhì)來進(jìn)行相應(yīng)的訓(xùn)練。本系統(tǒng)會給出很好方案，讓小朋友會愛上網(wǎng)球比賽，更加喜歡網(wǎng)球的鍛煉。

5 總結(jié)

本文對網(wǎng)球犯規(guī)報警系統(tǒng)進(jìn)行合理化設(shè)計，在選擇相關(guān)元件時兼顧經(jīng)濟(jì)實惠，實現(xiàn)當(dāng)網(wǎng)球觸線時，發(fā)出警告的聲音。

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