武警警官学院 四川·成都 610213
摘 要:本文设计了一款基于单片机的短棍技击训练系统,系统包含选手模块流程设计、裁判模块流程设计、总控制器模块流程设计,采用无线通信技术进行模块间通信,可有效改善当前短棍训练存在的动作标准低、实战运用效果不佳等问题,对于提高短棍实战运用效果具有重要意义。
关键词:短棍技击:训练系统;流程设计
1引言
短棍,是部队当前使用较为频繁的一种装备,具有体积小、重量轻、便于使用和携带,既能自卫又能攻击,攻防兼备的特点。而且具有不致命致残的优点,是一种维护社会秩序有效的非致命武器,具有一定的威慑力。短棍的实用性较为突出,但从实际任务处置情况来看,实战作用效果的发挥并不是十分明显。主要有两方面原因:一是使用人员技术动作掌握不到位;二是日常训练中缺乏实战化的技击对抗训练,使得短棍的实战作用效果不明显,无法迅速对敌造成有效伤害。
当前,短棍的训练和考核等过程都是纯人力进行指导和评判,缺乏过程化的数据资料,不便于动态掌握整个训练考核情况,从而进行理性的数据分析,对实战实训的效能进行评估,动态调整训练目标和计划[1]。
2系统功能需求分析
本系统设计基于单片机,采用无线方式实现数据的传输,系统考虑的功能有:第一,组网自检功能:系统应能有效判断选手及裁判模块是否与总控制器正常连接,以确保训练考核过程中相关数据的正常传输;第二,模式切换功能:系统应能提供多种训练模式,包括时间模式(规定时间内得分多者获胜)、分数模式(规定分值内先达到者获胜)、自由模式(时间与得分不做设置),以适应不同训练考核的需求;第三,违规处理功能:选手违规攻击时,裁判应能对选手做出相应犯规处理,确保技击训练的合理性与公平性;第四,时间及分值设置功能:在时间模式和分数模式情况下,系统应可任意设定时间和分值; 第五,实时显示功能:系统能实时显示当前训练模式、训练时间及双方选手得分情况。除以上功能外,系统还应根据设计的实际需要配备特定的模拟短棍,训练选手模块、裁判评分模块,以完善系统的功能设置。
3总体软件方案设计
根据短棍技击训练系统的功能要求,进行系统设计。系统设计由总控制器模块、MCU、无线模块、选手模块、裁判模块五个部分构成,系统设计框图如图1所示。当训练双方攻击得分或裁判评分时,对应模块利用单片机完成数据转换,通过无线传输方式将数据发送给主单片机,最终在总控制器端实时显示当前双方选手的训练考核得分情况[2、3]。
图1 系统设计框图
3.1 系统总体流程设计
短棍技击训练系统主要分为三个部分,即选手部分、裁判部分和总控制器部分。系统各个模块上电复位后,总控制器可对训练模式、训练时间(时间模式)和分数(分数模式)进行设置,同时显示选手和裁判模块的连接状态。训练开始后,选手和裁判部分主要通过串口传输发送相关得分信息,经总控制器接收后进行实时更新显示。
结合系统预实现功能设计目标,总体流程图如图2所示:
图2 系统总体流程图
3.2 选手与裁判模块流程设计
选手模块工作流程主要包括两部分:一是定时中断,通过串口传输每秒钟向总控制器发送固定字符,总控制器上实时显示选手连接状态;二是按键扫描,训练开始后,若训练者攻击成功,模拟短棍微动开关触动,确认按键按下后,单片机通过串口向总控制器发送相应字符。裁判模块工作流程与选手模块相同,裁判模块上设有不同按键,训练开始后,当裁判按下任意按键,对应单片机通过串口向总控制器发送相应字符。为避免因按键持续按下导致选手持续加分的情况出现,选手得分发送完字符后,单片机对按键进行锁定,确保只有在按键松开后再次按下才能有效得分。程序流程图如图3所示。
图3 选手(裁判)模块工作流程图
3.3 总控制器模块流程设计
训练者总得分包括两部分:一是选手自身攻击得分;二是裁判加减分。总控制器上电后,通过串口接收来自训练者和裁判的加减分信息,对加减分信息进行分析处理后,在显示屏上进行显示。
4 结论
本文以实战化训练为主导,在立足于训练双方技击胜负合理性与公平性的基础上,设计了一款基于单片机的短棍技击训练系统,通过对选手模块流程设计、裁判模块流程设计、总控制器模块流程设计,使系统能够满足在不同训练、考核要求下,能有效切换模式,并实时显示双方选手技击得分情况。系统可以收集过程化数据,有利于对训练考核进行分析和指导。
参考文献
[1] 王雷. 单兵战斗动作快速能力实战化训练研究——以步兵信息化条件下城市作战为背景计[D]. 郑州: 解放军信息工程大学, 2015.
[2] 余鹏程. 基于ZigBee的实验室电源管理系统[J]. 物联网技术, 2021, (2): 35-38.
[3] 成凤敏. 幼儿园无线竞赛抢答系统的设计[J]. 唐山学院学报, 2017, (3): 70-73.