中考耐力跑項目自動測評系統

沈陽市體育中考測試中有一項為耐力跑，規定男生跑1000米，女生跑800米。每次上體育課時，老師將同學們按性別分組，組織同學們站在起跑線上，接著喊口令，啟動手中的秒表計時，并幫同學們計圈，最后告知同學們各自的成績。這種繁瑣的測試方式讓體育老師非常辛苦，且同學們也無法自行獨立測試。

在一些專業跑步競賽中，為了讓比賽成績更精準、更公平，工作人員會在終點線處使用高速攝像技術設備。但該設備價格昂貴，難以普及。

我希望用Arduino主控板以及傳感器，制作一個自動測試體育中考耐力跑項目的計時系統，既幫助體育老師減輕工作負擔，又能讓同學們在沒有專業老師指導的情況下也能自行完成測試。

一、制作過程

1.工作流程

選擇測試組類型→發出口令→計時器啟動→如果有搶跑或選錯類型等情況，重新開始→記錄沖過終點線的時間→自動告知成績是否合格→所有同學通過終點線后停止計時，重新開始。

2.硬件系統

系統主要由Arduino主控板、液晶屏、電位器、時鐘模塊、按鈕、語音錄放模塊、單光束紅外對射探測器、彩色燈帶組成。

通過旋鈕選擇測試分組，點擊綠色按鈕啟動系統，播放口令，系統開始計時。學生通過終點線時記錄當前學生的成績，用顏色顯示成績是否合格——綠色為合格，紅色為不合格。本組測試結束后點擊重置按鈕重新開始。

3.編寫代碼

在Arduino IDEL中用C語言編寫代碼，用數組記錄類型測試的評分表，燈帶根據當前的分組類型查詢評分表調節顏色。用switch語句進行分組測試類型選擇，用函數預處理時間顯示格式，讀取到的分、秒數據類型為整型，當讀取的數值小于10，LCD屏幕上的顯示效果與常見的效果不同，所以通過函數對數據進行預處理，在前面不上“0”字符占位。

4.外觀設計

起初我用紙盒設計系統的外觀，但不夠結實也不美觀。在老師的建議下，我改用木板。我在木板上畫出盒子的尺寸，用游標卡尺測量元器件的尺寸用于開口，用CAD軟件繪制系統的外殼，然后用激光切割機將其切割。在搭建外觀的過程中，我還學會了電鉆、熱熔膠槍等工具的使用。

二、系統測試

我將系統應用到我校的體育測試中，結果表明，該測試系統極大地減少了老師的工作量。

三、創新點與改進設想

體育中考耐力跑自動測評系統操作簡單，計時準確，能減少體育老師的工作量，又便于學生獨立完成測試。該系統整體輕巧，便于攜帶，高度可調，充電電池容量大，可供多個班級完成測試。

但是，現有的設計無法評判同時通過終點線的同學各自的時間。通過查詢相關資料我了解到，現有的國內外比賽和高考體育測試中采用的是圖像裁判法，接下來，我將嘗試把圖像采集模塊引入該系統，使其功能更完善。（指導老師：靳曉霞）

王博方同學完成的體育中考耐力跑項目自動測評系統是一項新穎性、創造性頗佳，具有一定實用性的發明作品。

首先，王博方同學目光犀利，能從人們一般不太注意的中考體育測試中找到合適自己的發明選題。

其次，王博方同學勤于思考。要完成這項具有一定難度的作品，光有熱情是不行的，必須有勤于思考的習慣才能步步深入，水到渠成。

勤于思考對于科學家和發明家來說，是他們工作的一種習慣，他們的成就與多思有著密切的聯系。愛迪生說：“我的一切發明都是經過深思熟慮，嚴格試驗的結果。”談及自己的成功，牛頓也對人們說：“思索，繼續不斷地思索，以待天曙，漸漸的見及光明……如果說我對世界有些微貢獻的話，那不是由于別的，卻只是由于我的辛勤耐久的思索所致。”