论文总字数：44446字

摘 要

网球作为较为小众的西方运动,近年来越来越受到青年群体特别是大学生的欢迎。那么对于学习网球的人,就需要研究其打法与球拍着球点等以帮助其解决在训练中遇到的问题。为了达到辅助网球运动者提高训练水准,减轻训练负担,对击球,力度等进行调整,以提高成绩。采用压力传感器和陀螺仪传感器，分别用于网球的冲击力和落点的测量，并使用MATLAB软件对数据进行分析和处理。并对照设计要求和实际应用，进行改进。根据所得数据，通过传感器的受力可顺利分析得到出在网拍上的受力点及受力大小，而分析出运动员挥拍的质量。能够很好地达到辅助运动员训练的基本目的。

关键词：网球运动；传感器；冲击力；MATLAB

Signals Research and Test Method Design Based on The Impact Force Acting on The Sensor by Tennis

Abstract

　　As a special-interest western sports,in recent years, tennis have more and more gotten the welcome of youth groups, especially the college students.So for someone who is learning how to play tennis,it’s a new project to do some reach to solve the problem encountered in training such as the playing style and the point ball falling on the racket.In order to achieve the aim to help the tennis players improve their training level,get the attain of the same result with half effort,and change their playing style and strength to play tennis,and ultimately achieve the goal of improve their performance. Using the thin disk pressure sensor and gyro sensor, respectively for the impact of the tennis and tennis balls measurements,then do the simple analysis of measured data and processing by using the MATLAB software on the analysis.After finished these things,contrast the design requirement and actual application,improve the design before.After get the final data, passing a few sensors of stress wave of tennis balls and power, and taken back to the quality of tennis easily.The whole hardware construction and test conform to the requirements of the original design, has reached the design purpose.

Keywords:Tennis；Sensor；Impulsive Force；MATLAB

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1　研究背景及意义 1

1.2 设计方法 1

第二章 硬件电路的设计与实现 3

2.1 硬件电路框架图 3

2.2 各模块简介 3

2.2.1 51单片机开发板 5

2.2.2 陀螺仪传感器 6

2.2.3 压力传感器 7

2.3 硬件电路总图 9

第三章 软件设计与编程 11

3.1 编程框架图 11

3.2 各模块软件框架 11

3.2.1 压力传感器与单片机 12

3.2.2 陀螺仪传感器与单片机 13

第四章 数据测试与分析 15

4.1 MATLAB软件简介 15

4.2 数据的测试分析与总结 16

第五章 结束语 20

5.1 毕设总结 20

5.2 未来展望 20

致 谢 21

参考文献（References） 22

附 录 23

第一章　绪 论

1.1 选题背景及意义

对于网球运动的辅助训练设备的设计与研究，许多运动学的专家都根据自己的调研提出过自己的设计或方案。通过对众多比赛和训练实例的研究，结合网球运动员日常的训练和教练员的反馈，可以发现网球运动中网球在球拍上的落点即着球点、球拍击球时与网球运动轨迹的夹角以及网球的速度对网球击球的效果有重要的乃至决定性的影响。

目前国外许多网球运动员通过使用专业的测速雷达以及鹰眼摄像头对自己的训练进行数据指导。但是这样的辅助设备在训练过程中无法即时给出相应的测试数据，需要在训练完成后在另外花费时间与精力进行具体的分析。这样的辅助方式造成了事倍功半的负面效果，反而造成了不利于使用者的日常训练和教导人员的即时指导。

在国内也有许多辅助训练设备的研究，着重点也都是在测速雷达和鹰眼摄像头方向，仅是对这些设备进行适应于中国运动员打法的改进。虽然有了较好的辅助效果，但是对于普通的网球爱好者，这些类似的装备也仍然昂贵，而且缺少专业的数据分析人员。因此本次设计的设计目的在于设计一个既灵便有便宜的网球运动辅助工具，对于改善网球运动的普及型和网球运动爱好者改进球技具有重要的意义。

1.2 设计方法

方案1.

在网球拍一面放置5到6个普通型号的压力传感器，然后在传感器上放置一块形状，面积与球拍一样的薄木板，在排除木板对传感器的压力干扰之后，使用网球进行数据测试。所得结果使用MATLAB软件进行分析和绘图，最后得出结论。

方案2.

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