本實用新型涉及電子技術領域，具體而言，涉及一種智能光感器。

背景技術：

在運動或訓練過程中，經常需要進行不同形式的運動來提高運動人員的身體素質，或者通過不同形式的運動來評估運動人員的運動能力。例如，在一些跑動訓練中，通過直線折返跑、斜線折返跑、側滑步折返跑等不同形式的跑動訓練，來提高運動人員在跑動中的反應能力。但在這些形式多樣的跑動訓練中，如果需要對運動人員的身體素質進行評估的話，只能對從起點到終點之間的時間進行計量，不能對每一段路線運動用時進行統計。而且日常訓練過程中，如果通過人工利用秒表進行計時，計時結果不精確，誤差大。如果使用精確的計時設備進行計時，計時設備的調試安裝繁瑣，使用成本高，不能滿足日常訓練過程中多樣化的需求。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型提供了一種智能光感器，能夠解決上述問題。

本實用新型提供的技術方案如下：

一種智能光感器，包括設備本體、光線發射器、光電轉換器、時鐘模塊、處理器和通信模塊，其中：

所述設備本體包括上殼體、下殼體、連接桿、轉軸和底座，所述上殼體和下殼體扣接配合形成空腔，所述下殼體遠離所述空腔的一面與所述連接桿的一端固定連接，所述連接桿的另一端通過轉軸與所述底座活動連接，所述上殼體為透光結構；

所述光線發射器設置在所述空腔內，通過所述上殼體向外發射檢測光束；

所述光電轉換器設置在所述空腔內，當接收到經反射后的所述檢測光束后生成感應信號；

時鐘模塊，設置在所述空腔內，用于生成時刻信號；

所述處理器與所述光電轉換器、時鐘模塊相連接，用于當生成感應信號時，根據所述時刻信號，確定所述感應信號的生成時刻信息；

所述通信模塊與所述處理器相連接，用于與其他感應設備或控制終端通信連接，將所述生成時刻信息發送給其他感應設備或控制終端。

進一步的，還包括：壓力傳感器，所述壓力傳感器設置在所述空腔內且與所述上殼體固定連接，與所述處理器相連接，用于感應施加在所述上殼體表面的外部壓力大小，并在感應到外部壓力超過預設壓力閾值時生成壓力電信號；

所述處理器還用于確定所述壓力電信號的生成時刻信息。

進一步的，還包括燈光模塊，所述燈光模塊設置在所述空腔內，并與所述處理器相連接；

所述通信模塊還用于接收預設光線控制信號，所述燈光模塊依據所述預設光線控制信號發光。

進一步的，還包括聲音模塊，所述聲音模塊設置在所述空腔內，并與所述處理器相連接；

所述通信模塊還用于接收預設聲音控制信號，所述聲音模塊依據所述預設聲音控制信號發出聲音。

進一步的，所述通信模塊還用于與身份標識設備通信連接，所述身份識別裝置內置有身份信息，并采集人體心率數據，所述通信模塊接收所述身份標識設備的身份信息和人體心率數據；

所述處理器將所述身份信息、人體心率數據與所述生成時刻信息打包并通過所述通信模塊發送出去。

進一步的，所述通信模塊還用于接收其他智能光感器發送的生成時刻信息，并轉發。

進一步的，還包括授時信號接收模塊，所述授時信號接收模塊與所述時鐘模塊相連接，用于接收公用授時無線電信號，以對所述時鐘模塊授時。

優選地，所述底座為一端開口的中空錐形筒或圓臺。

優選地，所述通信模塊采用藍牙、無線電或zigbee。

優選地，所述檢測光束為紅外線光束。

與現有技術相比，采用本申請實施例提供的智能光感器，在運動和訓練時，運動人員可以通過肢體或使用其他運動裝備靠近光線發射器，使光電轉換器生成感應信號，并得到生成感應信號的生成時刻信息，可以通過通信模塊將生成時刻信息傳輸至其他設備上，方便準確的了解到運動人員到達該智能光感器所在位置的具體時刻。在跑動路線復雜的訓練使用場景中，通過設置多個智能光感器，可以記錄下運動人員到達每一個智能光感器的具體時刻，方便對每一段跑動路線的用時進行計量。裝置結構簡單，安裝使用簡便，計量結果精確，能夠滿足日常訓練過程中多樣化的需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的智能光感器的外部結構示意圖。

圖2為本實用新型實施例提供的智能光感器的另一結構示意圖。

圖3為本實用新型實施例提供的智能光感器的功能模塊連接示意圖。

圖4為本實用新型實施例提供的智能光感器的另一種功能模塊連接示意圖。

其中，附圖標號匯總如下：

設備本體101；光線發射器102；光電轉換器103；時鐘模塊104；處理器105；通信模塊106；壓力傳感器107；燈光模塊108；聲音模塊109；身份標識設備110；授時信號接收模塊111；上殼體1011；下殼體1012；連接桿1013；轉軸1014；底座1015。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部件實施例，而不是全部的實施例。

因此，以下對本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的部件實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，或者是本領域技術人員慣常理解的方位或位置關系，這類術語僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。下面通過具體的實施例并結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。

本申請實施例提供了一種智能光感器，如圖1至圖3所示，包括設備本體101、光線發射器102、光電轉換器103、時鐘模塊104、處理器105和通信模塊106。

所述設備本體101包括上殼體1011、下殼體1012、連接桿1013、轉軸1014和底座1015，所述上殼體1011和下殼體1012扣接配合形成空腔，所述下殼體1012遠離所述空腔的一面與所述連接桿1013的一端固定連接，所述連接桿1013的另一端通過轉軸1014與所述底座1015活動連接，所述上殼體1011為透光結構。通過上殼體1011和下殼體1012可以形成設置各種傳感器的內部空間，下殼體1012通過連接桿1013和轉軸1014與底座1015連接，通過設置轉軸1014，可以通過旋轉連接桿1013改變上殼體1011和下殼體1012到達不同位置，方便在不同的安置場合使用。底座1015可以是一中空的錐形筒，通過這樣的結構可以直接套設在雪糕桶或其他物品的頂端，方便設置和取用。底座1015還可以是一圓柱，轉軸1014設置在圓柱的一個底面上，在實際使用中，底座1015可以采用密度較大的材料制成，使底座1015的重量大于上殼體1011和下殼體1012的重量，在安放使用時，可以放置的更穩固，工作狀態更穩定。

所述光線發射器102設置在所述空腔內，通過所述上殼體1011向外發射檢測光束。所述光電轉換器103設置在所述空腔內，當接收到經反射后的所述檢測光束后生成感應信號。通過光線發射器102向外部發射檢測光束，其他物體靠近到上殼體1011的位置時，可能會對檢測光束形成反射作用，并使一部分檢測光束反射后進入到光電轉換器103中，進而生成感應信號。生成感應信號即表明有物體進入到了檢測光束的發射和反射范圍內。在實際運動訓練使用場景中，運動人員從其他位置運動到一智能光感器所在位置后，通過身體上的手部或腳部向上殼體1011靠近，并觸發光電轉換器103生成感應信號，即表明該人員到達了該智能光感器所在位置。

時鐘模塊104設置在所述空腔內，用于生成時刻信號。時鐘模塊104可以通過預設好時刻信號，使時鐘模塊104的時間與智能光感器所在位置的當地時間相同也可以在每次使用時，根據實際情況設定。

所述處理器105與所述光電轉換器103、時鐘模塊104相連接，用于當生成感應信號時，根據所述時刻信號，確定所述感應信號的生成時刻信息。處理器105可以對生成的感應信號的具體生成時刻進行確定。本申請實施例中的時刻信號的精確度可以根據實際情況設定選用。

所述通信模塊106與所述處理器105相連接，用于與其他感應設備或控制終端通信連接，將所述生成時刻信息發送給其他感應設備或控制終端。其他感應設備或控制終端可以對生成時刻信息進行統計分析和查詢。

在實際使用中，可以在一訓練場地上布置一個或多個智能光感器，并通過授時設定，使多個智能光感器內的時鐘模塊104的走時一致。訓練開始前，可以確定運動路線，在每一段路線的終點設置一智能光感器。訓練開始后，訓練人員通過跑動或其他運動方式沿預設的運動路線運動，到達某一個智能光感器所在位置后，通過肢體或使用其他運動裝備接近智能光感器的動作使光線發射器102發射的光線反射后被光電轉換器103接收，生成感應信號，表明該人員已經到達該智能光感器的所在位置。例如，可以使用球拍、足球、籃球等運動裝備。智能光感器通過處理器105結合時鐘模塊104提供的時刻信號，確定感應信號的生成時刻信息，并通過通信模塊106將生成時刻信息發送出去，在其他終端上進行展示。即可實時了解運動人員到達某一智能光感器所在位置的準確時刻，并可以通過簡單的時間運算，得到運動人員在兩個智能光感器之間的運動時長，了解運動人員的運動能力。

如圖4所示，進一步的還包括壓力傳感器107，所述壓力傳感器107設置在所述空腔內且與所述上殼體1011固定連接，與所述處理器105相連接，用于感應施加在所述上殼體1011表面的外部壓力大小，并在感應到外部壓力超過預設壓力閾值時生成壓力電信號；所述處理器105還用于確定所述壓力電信號的生成時刻信息。

壓力傳感器107可以采用微機電壓力傳感器107，壓力傳感器107中的壓力感知部分即壓力感應單元與上殼體1011固定連接，施加在上殼體1011的壓力會傳遞到壓力感應單元上，壓力感應單元即可感應到外部壓力的大小，并通過壓力判斷單元對壓力大小和預設壓力閾值進行比較，當外部壓力超過預設壓力閾值時，即通過壓電轉換單元生成壓力電信號。表明有較大的外部壓力施加在了上殼體1011上。在訓練運動的使用場景中，如上所述，可以通過人體上的部分肢體或使用其他運動裝備接近光線發射器102實現感應信號的生成。還可以通過手拍或者腳踏的動作，向智能光感器的上殼體1011上施加一定的壓力，以生成壓力電信號。

在實際使用中，處理器105可以只獲取感應信號或者壓力電信號中的一種，例如在同一時刻得到了感應信號和壓力電信號，表明人體在該時刻同時接近了智能光感器的光線發射器102，在接近的同時還向上殼體1011端面上施加了一個大于預設壓力閾值的壓力，造成在同一時刻生成了感應信號和壓力電信號。

在實際使用中，如果分別確定兩個信號的生成時刻，實際上是多余的，因為其中一個信號即可表明人體到達智能光感器所在位置的時刻。或者在時間間隔較短的兩個時刻也分別生成了感應信號和壓力電信號，由于這兩個生成時刻的間隔很短，在實際中不可能是兩個不同的人員造成的。所以，在本申請實施例中，可以設置一時間間隔閾值，如果一個感應信號和一個壓力電信號的生成時刻的時間間隔小于時間間隔閾值的話，那么就認定是同一人員的動作造成的感應信號或壓力電信號的生成，此時只確定兩個信號中任意一個信號的生成時刻信息即可。同樣的道理，如果兩個感應信號的生成時刻的時間間隔小于預設時間間隔的話，只確定其中一個感應信號的生成時刻信息。或者，如果兩個壓力電信號的生成時刻的時間間隔小于預設時間間隔的話，只確定其中一個壓力電信號的生成時刻信息。

進一步的，還可以預先設定一屏蔽時間間隔，在生成某一個信號后的屏蔽時間間隔內，屏蔽光電轉換器103或者壓力傳感器107的信號生成，在屏蔽時間間隔結束后，處理器105才繼續接受光電轉換器103或壓力傳感器107的信號。假設在某一時刻，光電轉換器103生成了感應信號，此時，屏蔽時間間隔開始計時，在屏蔽時間間隔內，即使光電轉換器103或壓力傳感器107繼續生成了感應信號或壓力電信號，處理器105都不會對屏蔽時間間隔內生成的信號進行生成時刻信息的確定。這樣也能保證在一定時間間隔內，只確定一個感應信號或一個壓力電信號的生成時刻信息。不會發生針對一個人員的到達而確定多個生成時刻信息的情況，擾亂訓練或運動結果。

進一步的，還包括燈光模塊108，所述燈光模塊108設置在所述空腔內，并與所述處理器105相連接；所述通信模塊106還用于接收預設光線控制信號，所述燈光模塊108依據所述預設光線控制信號發光。

在實際使用中，智能光感器一般設置在較空曠的運動場地中，智能光感器的體積較小，由于運動訓練過程的活動范圍較大，如果直接擺放在地面上，很可能使運動人員在快速的運動過程中，不能準確的確定智能光感器的具體位置，影響運動過程。即使將智能光感器設置在其他物體上，也可能不能被準確的發現，并且如果在一塊場地上設置多個智能光感器，期望實現復雜的跑動訓練，如折返跑等活動，運動人員需要在跑動過程中，在多個不同的智能光感器之間運動，很可能造成混淆。

通過設置燈光模塊108，可以發出提示光線，不僅可以將智能光感器的具體位置標示出來，還可以對訓練形成光線提示。如運動人員需要運動到多個智能光感器的其中一個，那么這一個智能光感器上的光線發生器就可以根據預設光線控制信號發出光線，而其他的智能光感器上的燈光模塊108保持熄滅狀態，提示運動人員需要運動到發出光的智能光感器所在位置。

另外，燈光模塊108的點亮或熄滅還可以根據光電轉換器103或壓力傳感器107的生成信號而動作。例如，一智能光感器的燈光模塊108發出某一顏色光線，提示運動人員需要運動到該智能光感器所在位置，當運動人員的肢體或使用其他運動裝備接近了該智能光感器上的光線發射器102，使光點轉換器生成了感應信號，表明運動人員到達了智能光感器的所在位置。此時，該智能光感器上的燈光模塊108就可以熄滅，完成對運動人員的光線提示。在多個智能光感器組成的運動系統中，可以通過不同智能光感器依次序點亮或熄滅，實現對運動路線的提示和運動計劃的展現。

本申請實施例中的燈光模塊108可以采用四色LED燈，可以發出不同顏色的光線，可以通過預設光線控制信號控制發出預設顏色的光線，還可以進行閃動、熄滅等光線動作。一場運動活動中，多個智能光感器的發光順序、發光顏色可以根據運動需要進行預先設置。并通過通信模塊106將設定好的預設燈光控制信號傳輸到智能光感器中，為了保證燈光模塊108對光線發射器102發出的光線不會形成干擾，在實際使用中，燈管模塊發出的光線和光線發射器102采用的檢測光束設置為不同波長的光線，避免干擾情況的發生。

更進一步的，還包括聲音模塊109，所述聲音模塊109設置在所述空腔內，并與所述處理器105相連接；所述通信模塊106還用于接收預設聲音控制信號，所述聲音模塊109依據所述預設聲音控制信號發出聲音。

與燈光模塊108的提示功能類似，還可以通過聲音模塊109進行聲音提示。通過聲音模塊109發出預先聲音信號設定的聲音，由于人體通過視覺接收燈光模塊108發出的光線可以準確的確定一智能光感器的具體位置，但通過聲音不能精確確定智能光感器的具體位置，只能確定聲音來源的大致方位。所以通過聲音模塊109更多的是對運動方式的提示。如在多個智能光感器組成的運動訓練系統中，通過燈光模塊108亮滅的順序標示出運動路線，當運動人員運動到某一個智能光感器所在位置并通過光電轉換器103或壓力傳感器107生成了電信號后，聲音模塊109即可發出聲音，如“繼續向前”“左轉”“折返”等等聲音，對運動人員進行下一步運動路線的提示。預設聲音控制信號可以根據實際情況進行預先設定。

更進一步的，所述通信模塊106還用于與身份標識設備110通信連接，所述身份識別裝置內置有身份信息，并采集人體健康數據，所述通信模塊106接收所述身份標識設備的身份信息和人體健康數據；所述處理器105將所述身份信息、人體健康數據與所述生成時刻信息打包并通過所述通信模塊106發送出去。

在一項訓練運動中，可能有較多的人員參與，同一個智能運動設備會有不同人員在不同時刻到達，并生成多個生成時刻信息，為了區別出生成時刻信息的具體對應人員，還可以針對每一個人員設置一個身份標識設備110，身份標識設備110中存儲有該人員的個人信息，如姓名、編號等等。身份標識設備110可以和通信模塊106進行通信，具體的通信距離和通信協議可以預先設定。

在實際使用中，當運動人員佩戴有身份標識設備110運動到一智能光感器附近時，身份標識設備110可以和通信模塊106預先建立通信，但此時，運動人員還沒有靠近光線發射器102或還沒有觸壓壓力傳感器107，還沒有生成感應信號或者壓力電信號。處理器105可以在生成感應信號或壓力電信號的同時確定身份標識信息。在訓練運動中，可能出現不同的兩個人在間隔較短的時間內到達同一個智能光感器的情況，在本申請實施例中，可以將身份標識設備110和通信模塊106的感應距離設置為很小，身份標識設備110可以是一手環，只有手環到達通信模塊106的感應距離內才會感應到身份信息。避免對不同人員的到達時刻混淆，實現對每一個運動人員的精確計時。

在本申請實施例中，身份識別裝置還可以實現人體心率數據的采集，身份識別裝置上可以設置心率傳感器，通過心率傳感器采集佩戴人員的心率數據，并可以將采集到的人體心率數據發送給智能光感器。智能光感器可以通過通信模塊106將人體心率數據、身份信息和生成時刻信息一并發送出去。以便通過其他設備及時了解訓練人員的心率情況。

另外，所述通信模塊106還用于接收其他智能光感器發送的生成時刻信息，并轉發。在一場訓練運動中，實際使用的智能光感器可能很多，布置的范圍很廣，通過一個控制終端對所有的智能光感器進行控制時，可能由于通信距離的顯示，不能對距離較遠的智能光感器發送的信息及時接收，造成生成時刻信息的漏接。本申請實施例中的通信模塊106還可以實現生成時刻信息的轉發，實現通信接力，將距離控制終端較遠的智能光感器的生成時刻信息轉發到控制終端上。

另外，還包括授時信號接收模塊111，所述授時信號接收模塊111與所述時鐘模塊104相連接，用于接收公用授時無線電信號，以對所述時鐘模塊104授時。由于時鐘模塊104的精準走時關系到計時的準確性，并且同時使用多個智能光感器時，要求所有的智能光感器的走時是一致的，在本申請實施例中，通過授時信號接收模塊111，可以接收授時無線電信號，使其時刻信號與公用授時無線電信號的授時信息完全一致，保證走時準確和多個智能光感器的走時一致。

具體的，所述通信模塊106采用藍牙、無線電或、紫峰zigbee技術、射頻識別技術或NFC進場通信技術。優選的，光線發射器102采用的所述檢測光束為紅外線光束。

綜上所述，采用本申請實施例提供的智能光感器，在運動和訓練時，運動人員可以通過肢體或使用其他運動裝備靠近光線發射器，使光電轉換器生成感應信號，并得到生成感應信號的生成時刻信息，并可以通過通信模塊將生成時刻信息傳輸至其他設備上，方便準確的了解到運動人員到達該智能光感器所在位置的具體時刻。在跑動路線復雜的訓練使用場景中，通過設置多個智能光感器，可以記錄下運動人員到達每一個智能光感器的具體時刻，方便對每一段跑動路線的用時進行計量。裝置結構簡單，安裝使用簡便，計量結果精確，能夠滿足日常訓練過程中多樣化的需求。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語。