游泳项目电子训练诱导仪的研制分析

中图分类号：G861.1   文献标识：A     文章编号：1009-9328（2021）05-073-02

摘    要  针对游泳项目的传统训练中游泳者对于游泳节奏以及强度把握不够精准的问题，特研制出一款电子训练诱导仪。此诱导仪器不仅操作简便，还能对运动员在训练中的兴趣以及效率起到促进作用，以使游泳训练更加科学。

关键词  游泳项目  电子训练诱导仪  研制  分析

随着体育国际化、社会化、现代化的发展趋势，科技在现代体育发展中发挥着不可或缺的作用。金牌之争背后实际上是体育科技之争，电子技术、新材料的高速发展推动电子训练器材在运动训练领域中应用的愈加广泛，电子器材由此引发了训练方式的新一轮革新。在现代化的科学训练中，使用先进的训练设备对训练效果的提高会起到积极作用。

一、游泳项目中电子训练诱导仪的研制原理

电子诱导仪系统设计框图如图1所示。

首先，使用速度诱导模块当中的第1模块，教练员可以使用手持设备当中的输入键盘，输入各种训练内容参数，在输入完成之后手持设备上的无线发送模块，就会将指令向第2模块中的控制器进行传输。其次，控制器中的无线接收模块对指令予以接收之后再交给单片机实行处理，再经由数据线把控制信号向第3部分的LED灯带进行传送。最后，第3个模块由LED灯所组成的灯带会依次接收相应控制信号，然后开始发光，多路灯带可以按照设定速度依次完成亮灯，由此对游泳运动员在游泳速度方面实行有效诱导。

每个模块的组成以及功能：模块1手持设备中主要包含液晶显示屏、无线发射模块、单片机的处理芯片、键盘。其中，键盘所起到的作用是将各种训练内容参数输入系统;单片机芯片所起到的作用是把训练内容各项参数向液晶显示屏进行传输然后显示，再把训练内容中的各种参数向无线发射模块进行传输，无线发射模块会把各个训练内容当中的参数指令，向模块2进行发送。

模块二中的可编程控制器主要包括可编程控制器、温度传感器、蜂鸣器、无线接收模塊。无线接收模块起到的作用是，对手持设备所发送的各项训练内容以及参数指令予以有效接收。可编程控制器就是对无线模块所接收到的指令实行有效处理，然后对相关指令信号进行传输，交给LED进行驱动。温度传感器起到的作用是对游泳池水内温度进行采集，然后显示在液晶屏上。蜂鸣器起到的作用就是语音播报，能够提示运动员及时进入到训练状态中。

模块三中的水下LED发光灯带，主要包括LED灯和驱动电路。驱动电路起到的作用就是对控制信号进行接收，然后对多路LED灯进行驱动，对设定序列予以发光。让运动员通过视觉观察亮灯诱导的具体速度，进而对训练节奏进行掌握[1]。

二、游泳项目中电子训练诱导仪的硬件过程

（一）电子训练诱导仪的手持设备

手持设备主要由无线发射模块、液晶屏、键盘共同组成。教练可通过手持设备远程自主设置培训内容。

单片机控制系统由扩展插针接口、串行通信电平的转换电路、晶振电路、单片机等组成。

短距离的无线收发模块由两部分组成：无线发射器和无线接收器。通信的基本原理是来自发射端的数据以无线方式传输，接收端天线接收并处理，以获得正确、经过验证的精准数据。

考虑游泳池场地的大小，可使用CC1101-232的无线发射和接收模块。此模块中包含可配置的调制解调器，在调制时支持不同的格式，数据在传输时的速率高达500kb/s。通过打开调制解调器上集成的前向纠错选项可以提高性能。在发射状态时，发射功率可编程可调，最大发射功率可达+10dBm，接收时灵敏度为110dBm。其具有的低功耗和强抗干扰能力等特点在游泳训练时可以很好地满足数据在传输中的需求。

（二）电子训练诱导仪中的可编程控制器

可编程控制器由LED驱动控制电路、语音播报电路、温度传感器、无线模块、SCT 89 C52的单片机系统所组成。能够对训练指令起到接收、处理的作用，输出一定的定时控制信号并传输至水下灯带。

可编程控制器在接收到手持设备传输的训练信号之后，针对工作模式做出相应判断，并根据相应的灯控制LED灯再次亮灭，实时显示采集到的水温。同时，当训练者训练完成、处于间歇期时，蜂鸣器会发出必要的声音进行提示[2]。

三、电子诱导仪功能的具体测试

在日常的游泳训练当中，电子诱导仪为游泳教练在训练中提供以下几种模式。同时，教练还可以针对基本的训练需求，自主设置训练模式。

模式一，匀速间歇训练的状态。根据泳池泳道的长度，在泳道下方铺设定制的五十米LED灯带。通电后，通过手持设备设置游泳训练内容，如设置十个一千米，每一百米设置游泳一分钟匀速完成，间隔三十秒。设置完成后按下启动键，灯带从始端到终点匀速点亮，灯带全亮。再以匀速从终点到起点，按照预设的一分钟完成一次一百米的往返速度诱导训练，完成一轮诱导训练。计数器倒数1并显示出来，并间歇保持三十秒。三十秒之后提示音响起，灯带会从初始端再次匀速亮灯，当灯到达终点时，灯带全亮。再以匀速从终点到初始点，按照预设的一分钟完成一次一百米往返的速度间隔三十秒速度诱导训练，之后继续进行下一轮速度诱导训练。重复此法，达到设定效果即完成一组诱导训练。

模式二，分段往返间歇的不匀速状态。按照泳池泳道的长度，在泳道下方放置一个定制的五十米LED灯带，打开电源，通过手持设备设置游泳训练内容。比如：设置十个十米，设置每一百米总游泳里程，限时一分钟非匀速完成;前五十米设置为二十七秒，后五十米设置为三十三秒，间隔30秒。设置完成后按下启动键，灯带从初始点到结束点按照二十七秒的时间，灯带依次亮起，直至全亮。然后以三十三秒的匀速从终点到初始点，按照预设的一百米总时间完成一分钟的往返速度诱导训练，完成一轮诱导训练。计数器倒计时1的次数并显示，并保持间隔三十秒。三十秒后提示音响起，灯带从起始端以匀速再次亮起，最后灯全部亮起。再以匀速从终点到初始点，按照预设速度完成一分钟一个的往返速度一百米三十秒的速度诱导训练，然后继续进行下一轮速度诱导训练。重复此法，达到设定效果即完成一组速度感应训练[3]。

四、结语

电子诱导仪操作简单方便，可根据运动员具体情况提供不同的训练模式，教练还可以自主设置训练参数。同时，电子诱导仪具备语音播报提示、测量水温等功能。教练员可远程控制设备，电子诱导仪具备便捷化、智能化、人性化、维护更换成本低等优点，在专业训练中能很好地满足训练强度、节奏的精确控制等重要训练要素，能够对我国当下游泳训练的落后状况予以改善，从而提升游泳训练的效率。

参考文献：

[1]王合霞，王勇，唐亮.游泳项目电子训练诱导仪的研制与运用研究[J].山东体育科技，2016，38（04）：51-54.

[2]王珂.用电子仪器诱导控制游泳训练——能编程序的YXD型游泳训练诱导仪[J].体育科技（广西），1984（01）：48-50.

[3]彭寅安，林诗存，胡子铭，等.有关《YXJ型游泳训练测试仪》研制的思考[J].武汉体育学院学报，1997（01）：89-92.