[发明专利]基于超宽带高精度技术的智慧训练决策系统

权利要求书

1.一种基于超宽带高精度技术的智慧训练决策系统，其特征在于：包括(1)系统架构，系统总体采用三层架构设计：位置感知层、网络传输层和智能应用层；

位置感知层，包括定位AP和定位标签，采用SDR嵌入式技术开发出支持IPv6的物联网定位AP，定位标签利用UWB发射出位置信息和心率感应器采集的用户数据传至定位AP；基站接收和放大标签信号并经同步分配器校准网络时钟后，利用UWB独立的数据网络透传用户数据传至服务器；

网络传输层，用于位置感知层和智能应用位置服务层的联通，将位置感知层获得的用户报文数据，通过有线双栈(IPv4/6)POE交换机或无线路由设备传送至智能定位应用服务层；同时接入主时钟，保障接入点(AP)间纳秒级别的网络时钟同步精度；

智能应用层，设置定位引擎和智能体育训练辅助决策应用模块，定位引擎在服务器上通过NLOS非视距误差过滤和定位前数据预处理，再基于TDOA到达时差原理和IMM改进的马尔可夫数据模型对数据进行解算，实现厘米级别或更高精度的位置估计；所述应用模块根据定位引擎解算的实时位置信息和采集的运动员生命体征监测数据，在控制平台实现数据的AI整合分析；并结合GIS可视化模块，为用户提供智能的体育训练/比赛的辅助决策信息；

(2)组网布设组件，包括在运动场地内架设定位基站，可通过有线或无线方式进行系统组网；按照运动场地大小布设，布设N个定位基站，运动员佩戴定位标签，通过定位标签采集运动员的基本运动信息，通过定位信息携带用户自定义数据，供后台或者平板客户端分析；

运动人员佩戴或器材绑定定位标签进入定位区域，定位AP将实时数据利用UWB独立的数据网络透传回后台服务器中心；后台服务器上部署好开发出的定位引擎，通过优化的高精度定位算法，解算出设备和人员精确的实时位置信息及运动轨迹，并将位置信息在超宽带地图软件上显示。

2.根据权利要求1所述的一种基于超宽带高精度技术的智慧训练决策系统，其特征在于：所述定位标签基于物联网技术设计和开发，定位标签佩戴于运动员或器材绑定，并根据定位标签输入人员/器材的基本信息，方便后期数据分析。

3.根据权利要求1所述的一种基于超宽带高精度技术的智慧训练决策系统，其特征在于：所述定位AP采用软件定义无线电(SDR)的嵌入式设计开发；定位AP选用SOC JR3401或JW800作为主控芯片，除支持IPv4/6双协议栈外，还有UWB/WiFi transceiver电路模块；定位过程中由UWB接收器接收标签发射的UWB信号及携带心率感应器采集的信号，过滤噪声干扰和放大处理后，再通过处理单元将数据发给服务器。

4.根据权利要求1所述的一种基于超宽带高精度技术的智慧训练决策系统，其特征在于：根据客户端的通信协议进行系统组网部署，智能展现平台抽取后台数据并结合生命特征数据，采用决策树大数据技术分析出每个运动员的体能状态。

5.根据权利要求1所述的一种基于超宽带高精度技术的智慧训练决策系统，其特征在于：针对运动场景设置定位引擎，指定定位球员或器材，实现实时厘米级以上的定位；组网中还可接入视频联动，定点、定时和定人回看播放。

6.根据权利要求1所述的一种基于超宽带高精度技术的智慧训练决策系统，其特征在于：所述定位标签内置UWB信号发射器和心率感应器的芯片，每名运动员只需穿戴一个标签模块，即可实时向接收端设备发送个人相关的运动数据信息。

7.根据权利要求6所述的一种基于超宽带高精度技术的智慧训练决策系统，其特征在于：所述定位标签定位精度：10cm～20cm；工作温度：-20～50摄氏度；防水等级：IPX5；通讯距离：≥150m；连续工作时间：≥10小时。

8.根据权利要求1所述的一种基于超宽带高精度技术的智慧训练决策系统，其特征在于：所述定位基站为实时接收和传输标签所发送的运动数据的信号基站。