数据采集器采用WICBOX 无线联网的体质健康标准数据
引言
为了使学校和广大的学生能够及时了解学生的健康水平，督促学生积极参加体育锻炼，养成良好的锻炼习惯，教育部、国家体育总局于2000 年正式发布《学生体质健康标准》，从身体形态、身体机能、身体素质等方面综合评定学生的体质健康状况，这个标准目前已经在全国各地高校普遍实施。
目前多数高校普遍采用的体育测试设备普遍落后，存在着很多的缺点，如工作效率低，测试人员工作量大，测试精度不高。这种简单落后的测试设备和测试手段已经无法适应当前高校的现实需求。
在这种形势下，我们从高校实际出发，充分利用TS80C51U2 单片机的智能特点，设计了一套学生体质健康标准采集终端，对学生体质健康标准数据进行自动采集、处理。和普通的体育测试设备相比，这套采集终端大大提高了学生体质健康标准测试的效率。
2 、系统设计
依据教育部、国家体育总局《学生体质健康标准》，我们设计的这套采集终端可以对以下项目进行测试：身高、体重、肺活量、握力、坐位体前屈、立定跳远、仰卧起坐、台阶试验、50 米跑。针对不同的测试项目，我们采用不同的传感器对不同的项目进行数据采集，例如，使用悬臂梁体重传感器对学生体重数据采集器进行采集，使用红外线非接触传感器对学生50 米短跑数据进行采集。
2.1 系统构成和组成原理
本套数据采集器系统使用目前高校普遍采用的校园卡作为身份认证载体来完成卡片的数码识别。测试开始前，读卡器读取学生校园卡来进行学生身份认证，认证成功方开启数据采集。
系统结构如图1 所示，读卡器采用通用M1 读卡器，用以读取M1 射频卡的ID。传感器用光栅位移传感器、悬臂梁体重传感器、温压差传感器、位移传感器、定制的悬臂梁力传感器、红外线非接触传感器、专业血氧传感器、红外线非接触传感器[3]作为身高、体重、肺活量、坐位体前屈、握力、立定跳远、台阶试验、50 米短跑测试仪的传感器部件。TLC0834进行A/D 转换，TLC0834 把转换后的数字信号提交中央处理器TS80C51U2 整合处理，最后TS80C51U2 把处理后的数据通过WicBox 无线串口设备服务器发送出TS80C51U2 外接一个串口flash 芯片MM365B512，对大量的测试数据采集器进行暂存。ISD4004 语音芯片和音频播放设备完成采集过程中的语音提示功能。
2.2 TS80C51U2 单片机
TS80C51U2 单片机是一个双串口的8 位微控制器，它采用INTEL 公司可靠的CMOS工艺技术制造，属于标准的MCS-51 的HCMOS 产品。TS80C51U2 内置中央处理单元，256字节内部存储器RAM（可扩充64k 外部存储器），32 个双向输入/输出（I/O）口，3 个16位定时计数器，7 个中断源、4 级的中断结构，两个全双工的串行通信口。
TS80C51U2 可以工作于低功耗模式，可通过软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU 而RAM、定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM 数据，时钟震荡停止，同时停止芯片内其它功能。
采集终端的微控制器需要连接两个串口设备，读卡器和WicBox 无线串口设备服务器，所以我们选用双串口的TS80C51U2 作为中央处理芯片。
2.3 数据采集器模块
数据采集模块的主要功能是专用传感器采集信号的线性放大和A/D 转换。如图2 所示，模块的处理流程如下：专用传感器采集数据信号，然后交给信号调理电路对信号进行增益放大，最后交给A/D 转换芯片TLC0834 完成模拟信号到数字信号的转换。
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