一种基于RFID的多传感器融合的篮球场安全管理系统

一种基于rfid的多传感器融合的篮球场安全管理系统
技术领域
1.本实用新型涉及体育设备技术领域，具体涉及一种基于rfid的多传感器融合的篮球场安全管理系统。


背景技术：

2.目前篮球场主要分为户外和室内两种，户外篮球场大多数都是露天的，一旦遇到雨雪天气，球场的地面环境难以保证球员进行正常比赛。室内篮球场主要是为专业篮球队员开放的篮球馆，即使在雨雪恶劣天气环境，室内篮球场依然能够保证球员们正常比赛。但是这种篮球场由于场地的限制，其场地使用竞争较为激烈，球员不能第一时间了解将要去的场地是否已经有人在使用，等换好运动装备发现已经场地已经有人在使用时，只能苦苦等待或者原路返回。这不仅会浪费球员时间，还会打乱他们的运动计划，更有可能降低球员的运动积极性。且目前大多数球场都是采取人工收费，一旦打球人员较多，还需排队逐个缴费，这也会浪费球员们的打球时间。当室内球馆晚上营业时，由于球馆面积较大，需要布置大量照明设备才可以保证球馆内视野足够明亮，但目前多数照明设备供电方式采用电网供电，需要架设高距离的电线，这不仅工程量复杂，且当有电线出现断路时，维修较麻烦。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种基于rfid的多传感器融合的篮球场安全管理系统，能够实现智能化无人监管篮球场地，人员能够及时了解篮球场内的情况，方便人员使用。
4.为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案为：包括设置于篮球场的处理器模块，以及设置于篮球场门体的门禁模块和rfid门禁卡，所述门禁模块包括门锁和rfid阅读器，所述门锁和所述rfid阅读器均通信连接至所述处理器模块，当用户通过所述rfid门禁卡与所述rfid阅读器接触识别后，所述处理器模块控制所述门锁打开；和/或，所述门禁模块还包括设置于所述门锁的二维码，用户能够通过手机终端扫描所述二维码与所述处理器模块进行交互控制所述门锁打开；所述处理器模块通信连接有监控模块，所述监控模块包括设置于篮板上沿的摄像头，所述摄像头用于拍摄篮球场内的图像信息，用户能够通过手机终端与所述处理器模块进行交互获取所述摄像头的图像信息；还包括供电模块、太阳能发电模块和压力发电模块，所述供电模块包括蓄电池，用于为系统供电，所述太阳能发电模块设置于篮球场的顶部，且电连接至所述蓄电池，所述压力发电模块包括设置于篮球场地板的压力发电板，所述压力发电板电连接至所述蓄电池。
5.进一步地，所述处理器模块通信连接有红外传感器模块，所述红外传感器模块包括设置于篮筐上方的第一红外传感器和设置于篮筐下方的第二红外传感器，所述第一红外传感器和所述第二红外传感器均通信连接至所述处理器模块。
6.进一步地，所述压力发电模块还包括布置于篮球场地板的三分线以外区域的第一压力传感器和布置于三分线以内区域的第二压力传感器，所述第一压力传感器和所述第二
压力传感器均通信连接至所述处理器模块。
7.进一步地，所述处理器模块通信连接有语音传感器模块，所述语音传感器模块设置于篮球架，用于播报所述处理器模块发出的提示信息。
8.进一步地，所述处理器模块通信连接有温湿度传感器模块，所述温湿度传感器模块用于检测篮球场内的温湿度信息。
9.进一步地，所述处理器模块内置于篮球架内部，所述处理器模块通信连接有控制面板，所述控制面板设置于篮球架的中下位置表面，用户能够通过所述控制面板与所述处理器模块交互。
10.进一步地，所述控制面板包括触摸屏，所述触摸屏能够显示温湿度信息和进球信息。
11.进一步地，所述门禁模块设置有红外测温仪，所述红外测温仪通信连接至所述处理器模块，所述红外测温仪用于检测用户体温。
12.进一步地，所述门禁模块设置有显示模块，所述显示模块通信连接至所述处理器模块，所述显示模块用于显示用户信息。
13.进一步地，还包括设置于篮球场顶部的照明装置和空调装置，所述照明装置和所述空调装置均电连接至所述蓄电池，且均通信连接至所述处理器模块。
14.与现有技术相比，本实用新型用户可以通过携带的rfid门禁卡与rfid阅读器识别来控制门锁开启，若用户忘记携带rfid门禁卡，则可以使用手机终端扫描在门锁表面的二维码，进入微信小程序后注册填写个人真实身份信息，然后购买使用球馆场地的时间即可进入，注册完成后，下次再次进入球馆只需扫描二维码完成付费即可，无需二次注册。利用位于篮板上沿的监控模块可以实时监控球馆内的场地使用情况信息，用户只需通过手机终端与监控模块远程连接，即可随时随地了解场地使用情况信息，有效的避免了来了球馆后没有场地使用或者是苦苦等待别人打完球的情况，大大节省了时间。太阳能发电模块通过吸收太阳能转化为电能储存在蓄电池中，并且在篮球场地板布置压力发电板，在球场打球过程中会不断奔跑和跳跃，从而会使地板振动触发压力发电模块工作，使得机械能转化为电能储存在蓄电池的内部，实现多种供电方式，节能环保，因此本实用新型能够实现智能化无人监管篮球场地，人员能够及时了解篮球场内的情况，方便人员使用。
15.进一步地，本实用新型设置红外传感器模块，红外传感器模块包括设置于篮筐上方的第一红外传感器和设置于篮筐下方的第二红外传感器，若投篮时，通过上方的第一红外传感器先感应到信号，下方的第二红外传感器再次感应到信号来判断篮球是否投进，从而避免系统误判篮球从篮筐下进上出也记为进球有效的情况。
16.进一步地，本实用新型在篮球场地板的三分线以外区域布置第一压力传感器和在三分线以内区域布置第二压力传感器，当打球人员在球场的某一位置投篮时，从而在红外传感器模块检测到投篮进球时，第一压力传感器或第二压力传感器检测到打球人员所处位置产生的压力信号，并将接收到信号传给处理器模块，处理器模块接收到信号后判断是三分线区域内的信号还是三分线外的信号，从而判断打球人员所投球为二分球还是三分球，并且通过语音传感器模块播报语音，提示用户进球为二分球或三分球，另外，通过温湿度传感器模块检测篮球场内的温湿度信息，通过控制面板实现用户与处理器模块交互，控制面板包括触摸屏，触摸屏能够显示温湿度信息和进球信息，便于用户查看相关信息，提高了运
动时的便利性、智能性、乐趣性。
17.进一步地，在门禁模块设置红外测温仪，打球人员进入球场前，红外测温仪首先工作，监测人体体温，如果检测到人体温度异常时，则处理器模块会控制门锁不会打开，避免体温异常人员进入，另外在门禁模块设置显示模块，利用显示模块显示当前用户的体温、个人信息、球场场地已使用时长及剩余使用时长等信息。
18.进一步地，在篮球场顶部设置照明装置和空调装置，且可以通过处理器模块在环境较暗或气温较高时，自动控制照明装置启动提供照明，空调装置启动进行降温，为用户提供舒适的运动环境。
附图说明
19.图1是本实用新型的原理框图。
具体实施方式
20.下面结合说明书附图和具体的实施例对本实用新型作进一步地解释说明，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
21.本实用新型实施例提供了一种基于rfid的多传感器融合的篮球场安全管理系统，可以应用于篮球场的智能化无人监管，方便用户使用，参见图1，其包括设置于篮球场的处理器模块，以及设置于篮球场门体的门禁模块和rfid门禁卡，门禁模块包括门锁和rfid阅读器，门锁和rfid阅读器均通信连接至处理器模块，当用户通过rfid门禁卡与rfid阅读器接触识别后，处理器模块控制门锁打开；和/或，门禁模块还包括设置于门锁的二维码，用户能够通过手机终端扫描二维码与处理器模块进行交互控制门锁打开；处理器模块通信连接有监控模块，监控模块包括设置于篮板上沿的摄像头，摄像头用于拍摄篮球场内的图像信息，用户能够通过手机终端与处理器模块进行交互获取摄像头的图像信息；还包括供电模块、太阳能发电模块和压力发电模块，供电模块包括蓄电池，用于为系统供电，太阳能发电模块设置于篮球场的顶部，且电连接至蓄电池，压力发电模块包括设置于篮球场地板的压力发电板，压力发电板电连接至蓄电池。
22.用户可以通过携带的rfid门禁卡与rfid阅读器识别来控制门锁开启，若用户忘记携带rfid门禁卡，则可以使用手机终端扫描在门锁表面的二维码，进入微信小程序后注册填写个人真实身份信息，然后购买使用球馆场地的时间即可进入，注册完成后，下次再次进入球馆只需扫描二维码完成付费即可，无需二次注册。利用位于篮板上沿的监控模块可以实时监控球馆内的场地使用情况信息，用户只需通过手机终端与监控模块远程连接，即可随时随地了解场地使用情况信息，有效的避免了来了球馆后没有场地使用或者是苦苦等待别人打完球的情况，大大节省了时间。太阳能发电模块通过吸收太阳能转化为电能储存在蓄电池中，并且在篮球场地板布置压力发电板，在球场打球过程中会不断奔跑和跳跃，从而会使地板振动触发压力发电模块工作，使得机械能转化为电能储存在蓄电池的内部，实现多种供电方式，节能环保，因此本实施例能够实现智能化无人监管篮球场地，人员能够及时了解篮球场内的情况，方便人员使用。
23.具体地，处理器模块通信连接有红外传感器模块，红外传感器模块包括设置于篮筐上方的第一红外传感器和设置于篮筐下方的第二红外传感器，第一红外传感器和第二红外传感器均通信连接至处理器模块，在篮筐上方和下方均安装红外传感器，通过上方的第一红外传感器先感应到信号，下方的第二红外传感器再次感应到信号来判断篮球是否投进，从而避免系统误判篮球从篮筐下进上出也记为进球有效的情况。
24.具体地，压力发电模块还包括布置于篮球场地板的三分线以外区域的第一压力传感器和布置于三分线以内区域的第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器均通信连接至处理器模块。压力发电模块置于球场地板下面，在地板下方还安装压力传感器，布置压力传感器时以三分线为界限，三分线以外区域与三分线以内区域予以区分，当打球人员在球场的某一位置投篮时，第一压力传感器或第二压力传感器检测到打球人员所处位置产生的压力信号，并将接收到信号传给处理器，处理器接收到信号后判断是三分线区域内的信号还是三分线外的信号，从而判断打球人员所投球为二分球还是三分球。
25.优选地，处理器模块通信连接有语音传感器模块，语音传感器模块设置于篮球架，用于播报处理器模块发出的提示信息。例如：提示用户进球为二分球或三分球等。
26.优选地，处理器模块通信连接有温湿度传感器模块，温湿度传感器模块用于检测篮球场内的温湿度信息。
27.优选地，处理器模块内置于篮球架内部，处理器模块通信连接有控制面板，控制面板设置于篮球架的中下位置表面，用户能够通过控制面板与处理器模块交互。进一步优选地，控制面板包括触摸屏，触摸屏能够显示温湿度信息和进球信息，便于用户查看相关信息，提高了运动时的便利性、智能性、乐趣性。
28.具体地，禁模块设置有红外测温仪，红外测温仪通信连接至处理器模块，红外测温仪用于检测用户体温，优选地，门禁模块设置有显示模块，显示模块通信连接至处理器模块，显示模块用于显示用户信息，打球人员进入球场前，红外测温仪首先工作，监测人体体温，如果检测到人体温度异常时，则处理器模块会控制门锁不会打开，避免体温异常人员进入，另外在门禁模块设置显示模块，利用显示模块显示当前用户的体温、个人信息、球场场地已使用时长及剩余使用时长等信息。
29.具体地，本实施例还包括设置于篮球场顶部的照明装置和空调装置，照明装置和空调装置均电连接至蓄电池，且均通信连接至处理器模块。且可以在篮球场内设置光线检测传感器检测环境光信息，通过处理器模块在环境较暗或气温较高时，自动控制照明装置启动提供照明，空调装置启动进行降温，为用户提供舒适的运动环境。
30.本实施例包括篮球场设施：篮球架、篮板、篮筐和球场地板，还包括处理器模块、语音传感器模块、显示模块、控制面板、门禁模块、rfid门禁卡、红外传感器模块、温湿度传感器模块、太阳能发电模块、压力发电模块、供电模块、空调装置、照明装置、监控模块、手机终端等。处理器模块内置于篮球架内部，语音传感器模块、温湿度传感器模块及红外传感器模块与处理器模块连接，控制面板置于篮球架中下位置表面，与处理器模块进行连接，用来控制系统的启动，且控制面板上还可显示当前室内温湿度，方便打球人员掌握球馆的环境状态。红外传感器模块包括在篮筐上方和下方安装的红外传感器，通过上方红外传感器先感应到信号，下方红外传感器再次感应到信号来判断篮球是否投进，从而避免系统误判篮球从篮筐下进上出也记为进球有效的情况。压力发电模块置于球场地板下面，在地板下方还
安装压力传感器，布置压力传感器时以三分线为界限，三分线以外区域与三分线以内区域予以区分，当打球人员在球场的某一位置投篮时，压力传感器首先检测到打球人员所处位置产生的压力信号，并将接收到信号传给处理器，处理器接收到信号后判断是三分线区域内的信号还是三分线外的信号，从而判断打球人员所投球为二分球还是三分球，将信息传递给语音传感器模块，语音传感器进行播报。太阳能发电模块置于球场屋顶表面，空调装置及照明装置悬挂置于球场顶棚，压力发电模块与太阳能发电模块与供电模块相连接，供电模块与空调装置、照明装置、处理器模块、监控模块相连接，并为其供电。监控模块置于篮板的最上沿，摄像头周围用铁盒等防护罩包裹，防置篮球触碰到摄像头造成损坏。手机终端由用户所持，通过手机终端与监控模块远程连接，实时监控球场场地使用情况，方便打球人员了解场地使用情况。门禁模块外置红外测温仪模块、显示模块以及阅读器，通过rfid门禁卡与阅读器接触识别，控制门锁打开。打球人员进入球场前，红外测温仪首先工作，实时监测人体体温。如果检测到人体温度超过37.3度时，处理器模块控制门锁不会打开，且置于门锁上表面的显示模块显示“体温不正常”。若打球人员忘记携带rfid门禁卡，则可以使用手机扫描贴在门锁表面的二维码，进入微信小程序后注册填写个人真实身份信息，然后购买使用球馆的时间即可进入。注册完成后，下次再次进入球馆只需扫描二维码完成付费即可，无需二次注册。门锁上表面的显示模块显示当前球员的体温、个人信息、球场场地已使用时长及剩余使用时长。
31.本实施例的太阳能发电模块由多个太阳能电池板组成，太阳能电池板平铺在屋顶上表面。压力发电模块由多个压力传感器及压力发电板组成，压力发电板平铺于球场地板下方，在压力发电板的下方还装有压力传感器。球场地板采用拼接橡胶地板，压力发电板通过接触球场地板受到振动效果从而产生电能。
32.优选地，本实施例的照明装置采用型号为ngc9823的灯具，采用吊杆式安装，将灯具悬挂在球馆的顶棚。此型号灯具具有防潮湿、节能、使用寿命长的优点。空调装置采用型号为ras
‑
125hrn5qb的中央空调，可自动清洗换热器的污渍，无需打开机器清洗，具有多档调节，精确控制室内温湿度，保证良好的球馆内部环境。
33.优选地，供电模块采用np150
‑
12ups蓄电池。当太阳能发电模块和压力发电模块产生的电能足够照明装置、空调装置、监控模块和处理器模块使用时，多产生出来的电能将会存储在蓄电池中，当发电电能不足时，蓄电池存储的电能可以作为备用电源，做到电能不浪费，更加合理的运用电能。
34.优选地，监控模块采用型号为oco2的摄像头，可实现球馆360度无死角监控，且摄像头自带夜视功能，即使在夜晚摄像头依然能够拍摄到清晰的画面。打球人员只需通过手机终端与监控模块远程连接，即可随时随地了解场地使用情况信息，有效的避免了来了球馆后没有场地使用或者是苦苦等待别人打完球的情况，大大节省了打球人员的时间。每天的监控视频还会上传到云端，打球人员可以下载观看自己当天的打球视频，分析自己亦或是球友的打球技术，极大程度上调动了打球人员的积极性。
35.优选地，处理器模块采用stm32嵌入式平台，功能强大，可预留众多传感器接口，亦可作为篮球场管理系统的控制器。
36.优选地，温湿度传感器模块采用sht10数字温湿度传感器，其传感元件和信号处理电路集成在一块微型电路板上，具有响应迅速，抗干扰能力强、性价比高的优点。可以对环
境的温湿度进行实时监测。
37.优选地，红外传感器模块采用hc
‑
sr501，具有功耗小，价格低廉的优点。外型尺寸32mm*24mm，易于安装。
38.优选地，语音传感器模块采用型号为ny3p035系列的语音芯片，这是一款otp语音标准芯片，它具有pwm输出，适合广大的市场需求。它有3个i/o端口与控制器相连接，外围只需要一个104电容就可以稳定工作，可实现快速稳定的语音播报。
39.优选地，显示模块采用型号为lcd12864的液晶显示屏，工作电压为+5v，功耗较低，价格廉价。用于打球人员的体温、个人信息、球场场地已使用时长及剩余使用时长信息。
40.优选地，rfid门禁卡采用iso14443高频rfid标签，工作频率为13.56mhz，此类标签内置iso14443协议，安全性较高，广泛用于身份识别。
41.优选地，控制面板可以内置rfid装置，可通过rfid门禁卡靠近控制面板使系统开始工作，若打球人员忘记携带rfid门禁卡，可通过按下控制面板的开机按键进行开机。控制面板实时显示当前球馆内部的温湿度，使球员实时了解馆内环境状态。
42.优选地，门禁模块外置红外测温仪，对打球人员的体温进行实时监测。只要打球人员在其面前站立一秒钟以上，红外测温仪即可准确测量出球员的体温。
43.本实用新型实施例可实现篮球场地无人监管的智能化管理，打球人员进入球馆之前，位于门锁上的红外测温仪首先开始工作，对人体体温进行监测，若体温超过37.3度，门锁上的显示模块显示体温不正常字样，且门锁不会打开。打球人员可通过携带rfid门禁卡与门锁上方的阅读器识别来控制门锁开启，若打球人员忘记携带rfid门禁卡，则可以使用手机扫描贴在门锁表面的二维码，进入微信小程序后注册填写个人真实身份信息，然后购买使用球馆场地的时间即可进入。注册完成后，下次再次进入球馆只需扫描二维码完成付费即可，无需二次注册。位于篮板上沿的监控模块可以实时监控球馆内的场地使用情况信息，打球人员只需通过手机终端与监控模块远程连接，即可随时随地了解场地使用情况信息，有效的避免了来了球馆后没有场地使用或者是苦苦等待别人打完球的情况，大大节省了打球人员的时间。每天的监控视频还会上传到云端，打球人员可以下载观看自己当天的打球视频，分析自己亦或是球友的打球技术，极大程度上调动了打球人员的积极性。打球人员在球场打球过程中会不断奔跑和跳跃，从而会使地板振动触发压力发电模块工作，使得机械能转化为电能储存在蓄电池的内部，球场屋顶防置的太阳能电池板也在源源不断的采集太阳光，将太阳能转化为电能储存在蓄电池中。蓄电池的电能供给照明装置、空调装置、监控模块以及处理器模块使用。
44.本实用新型实施例实现了篮球场地的智能化无人监管，打球人员不必在苦苦排队等待缴费入场，节省了人力物力。而且每个打球人员通过手机终端可以实时了解到球场场地使用情况，避免了来到球馆还要苦苦等待无球可打的情况，极大的节省了打球人员的时间。通过压力发电模块与太阳能发电模块相结合，节能又环保。而且门禁处设置有红外测温仪，对用户体温进行监测，避免体温异常人员进入。
45.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实
施例技术方案的范围。