数字化标枪的数据采集与存储模块设计文献综述
1 引言
目前，随着竞技体育的不断发展，新技术不断被引入体育训练领域，科学训练使得体育运动竞技水平不断提高。标枪是一项技术比较复杂的多轴旋转的投掷项目，标枪投掷的远度取决于投掷角度、投掷初速度、出手高度、以及与标枪式样、结构和空气有关的流体力等相关。研究表明标枪投掷的速度与角度的变量与投掷远度表现出高度相关性[1]。因此，准确获取标枪投掷中的运动学和动力学数据对于科学指导训练和提高训练成绩具有重要的意义。
随着运动训练日益科学化和专业化，数字式的运动器材对于提高运动员的成绩起到了越来越重要的作用。传统运动员通过不断进行技术练习和体能训练，在投掷中提高和运用速度、力量及节奏来提高自己的投掷成绩[2]，随着技术的不断完善和人体机能具有的局限性，标枪成绩已很难再有突破。然而，装有无线传输模块的数字化标枪却使成绩的提升成为了可能。数字化标枪将获取的数据通过无线发射模块发送，并由无线接收模块接收数据，供上位机程序进行读取，实时实现动力学信息的获取。运动员便可以通过获取的信息不断改善自身的投掷姿势[3]。
2 相似研究数字化铁饼概述
铁饼是一项跟标枪运动差不多的投掷项目，掷铁饼是一项技术性很强的运动,投掷臂动作、左肩动作、左腿动作以及躯干动作对掷铁饼的最后用力有着重要的影响，充分利用这些技术动作可以提高投掷成绩[4]。
目前我国关于数字化标枪的研究尚处于初步发展阶段，然而数字化铁饼却有着许多突破性的研究成果。谢双伟等针对铁饼运动员投掷动作的特点，提出了一种新的基于惯性测量原理的铁饼运动员运动学和动力学数据采集方法，并据此研制了一种数字铅饼。它通过传感器模块实现对铁饼质心的三维加速度和铁饼整体的三维角速度的测量，再由模数转换器、存储器等设备得到精确的动力学数据，更科学地指导铁饼运动员的训练[5]。刘建国等研制了一套数字化铁饼三维信息采集系统，它的核心是内装电阻应变片、加速传感器、角速度传感器的铁饼。它能够实时地采集运动员完整旋转掷铁饼过程中人体对铁饼三维空间的力值和铁饼的加速度、速度值随时间变化的曲线[6]。田双太等则是设计了一种基于MEMS惯性测量单元和STM32F103微处理器的数字铁饼系统，他通过对陀螺仪静态漂移误差的分析，给出一种补偿MTi陀螺仪随机漂移误差的KALMAN算法，由此来定量分析铁饼投掷过程中的运动特征[7]。
3数据采集和储存模块的研究概况
随着信息技术的发展，特别是各种数字处理器件处理速度的提高，实现海量实时数据处理已经成为现实。但是，在一些恶劣环境下，数据无法实现实时处理，仍需要用到储存测试的方法。储存测试是指在对被测对象无影响或影响在允许范围条件下，在被测体内置入微型存储测试系统，现场实时完成数据采集和存储，事后对存储器进行回收，由上位机处理和再现被测信息的一种动态测试技术。
