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比如在健身房中

人气:发表时间:2018-06-06 16:31
摘要:将物联网技巧应用到数字动感单车设计中,不仅能够富厚我国健身器材产品,提高健身办事程度和实用性,而且能够满足广年夜人民群众日益增长的多元化、多条理的健身需求,具有良好...

  0 前言

  体育健身器材财产是体育财产的重要构成部分,目前,我国健身器材产品设计开发主要以仿照国外同类产品为主,在自主立异途径上前进迟钝,加之世界范围内健身器材产品的改革尚未呈现,产品同质化严重,己难以适该当今网络化、信息化、智能化的产品设计需求,这也成为我国健身器材财产急需办理的难题。

  在当代化社会生活中,以数字网络化办事为根基的智能手机、平板、手表等便携式智能设备被普遍应用,基于网络的产品应用办事也加倍强调了与智能设备和可穿着设备的融合,网络办事与现实生活联系更为紧密,办事的内容也更为精细化。这些范畴的立异成长给物联网技巧的应用提供了更为成熟的情况。物联网可以延伸和扩展到多个与体育相关范畴中,分外适用于未来数字化体育健身办事系统的构建,动感单车作为常用的健身设备,在体育健身中饰演了重要的角色,在物联网渗入社会和生活方方面面的同时,基于物联网技巧的数字动感单车的研发己成为我国学者亟待攻关的课题。

  1 物联网健身器材概述

  物联网作为新一代的网络办事技巧,也具有其独占的特征,即感知化、互联化和智能化(图1)。互联化特征体现在其依托于当代网络的快速成长,利用有线和无线网络可以将物的感知,延伸到人类生活的多个角落,通过网络的笼罩给物与物的交互提供了信息传输道路;感知化特征是利用传感器技巧和传感网络技巧,使连接到物联网内的“物”拥有了本身的感知器官,使其能够感想感染外界情况的变更从而做出合理的反映;智能化特征,是在数据感知和传输实现的根基上,利用超级盘算机和云盘算系统对数据进行发掘与盘算后成果的反馈。 

基于物联网技巧的数字动感单车的设计研究

  物联网健身器材是物联网技巧在健身器材设计范畴应用的产物,通过物联网技巧的特征和健身器材的本色,从“功用界说”的角度将物联网健身器材界说为:物联网健身器材是通过自动感知、数字通信、人机交互、智能处置惩罚等物联网技巧的利用,实现人与器材、器材与器材之间智能化辨认、交互和信息办事的一种智能健身对象。物联网健身器材,主要为实现健身用户与健身办事的融合,将科学的健身办事资源提供给更多的线下人群共享,不仅突破健身办事的区域限制和光阴限制,而且扩展了健身器材的多种功能(图2)。

基于物联网技巧的数字动感单车的设计研究

  2 物联网数字动感单车的设计目标

  基于物联网技巧的数字动感单车设计目标是利用物联网技巧,将动感单车与专业的健身办事资源及时地衔接起来,实现多方面的资源整合,为健身人群、社交媒体、数字游戏开发商、健身办事提供商等提供交互接口。物联网数字动感单车将小我的健身数据通过终端软件及时地进行采集和传输,实现基于物联网模式的海量健身数据存储与处置惩罚,通过办事器端的数据阐发盘算给不合健身人群提供相应的健身办事规划,并实现数字动感单车的自动反馈控制,最终实现健身办事的个性化定制办事模式(图3)。

基于物联网技巧的数字动感单车的设计研究

  3 硬件设计

  3.1 多模式身份自动辨认系统

  物联网动感单车的身份自动辨认功能是为区别不合的健身用户,以实现各种办事软件的自动登入。用户身份的快速辨认是用户健身数据传输和个性化健身办事提供的根基。身份辨认技巧目前可通过二维码、RFID、NFC、蓝牙等技巧实现,不称身份辨认技巧在技巧和可行性上都具有优势,然则在一些情况中也有其弊端,比如在健身房中,动感单车的使用间隔加倍缩短,用户如果使用自有的智能设备,容易发生丧失且影响健身体验,而如果使用已经安置好的智能设备,则必须有用户间的相互替换,如果在这一阶段使用传统的手动输入方法,必定影响用户的健身流畅性。因此,在物联网动感单车设计中应采纳多模式自动辨认系统(图4),不仅能够完善对付现有智能设备的支持,也扩年夜了其他帮助身份辨认模式。帮助装置采纳智能卡辨认子系统,可以看作是对智能设备的帮助,智能卡模式是面向健身房、社区健身园区等多用户、多器材健身情况而设计。

基于物联网技巧的数字动感单车的设计研究

  3.2 数据采集系统的设计

  数据采集系统作为智能动感单车感知层前端载体,是数据采集和获取的重要渠道,传感器无疑是能够满足物联网数字动感单车对各类信息感知需求的主要对象。数据采集系统包括:

  (1)体重采集系统。物联网动感单车设计中体重采集装置是物联网功能实现的需要元件之一。在实现方法上,主要通过传感器在动感单车车轮安排,通过智能光电式传感器的在物联网车轮中的集成,用户的体重数据可以及时地上传给客户端。

  (2)心率采集系统。心率作为血液循环机能的重要生理指标在活动健身相关研究中被普遍地应用。依据活动心率变更曲线来确定用户健身进程的目标心率,更具科学性和可参照性。活动后心率的规复又可作为评定用户负荷适宜与否以及心脏机能状态的指标和根据。

  (3)能耗采集系统设计。利用外接基于加速度传感器的活动传感器,可以量化测量体力运动耗损,把传感器固定在用户身体上,就能够感应到肢体或躯干的活动或加速度状况。通过短距离输送技巧,可以及时传送用户活动状况的数据至用户智能设备的客户端。

  (4)手部动作辨认系统。多维化设计是物联网数字动感单车的重要设计,传统动感单车只有一维的活动偏向,通过加入左右手动作光点传感器,可将动感单车的动作提升至两维,让动感单车不仅可以实现单向的辨认,也可以辨认左右,加倍提高动感单车相关应用软件的娱乐性和互动性。

  (5)平安感知系统。红外数据采集的功能是断定用户使用平安的重要步伐,同时红外数据可以作为断定用户是否分开的根据,人体是异常敏感的红外探测源,人体在动感单车进行活动时,车身长度限制了其活动的范围,而红外探测的有效距离远远超过跨过这一范围,通过一些相应的模型建立,可以有效地探知人体在活动时一些简单的跌倒和分开动作,真正实现动感单车的自动感知。

  (6)运行数据采集系统。用户通过智能设备操作将控制命令传导至中央控制板,数据经解析后传递给下控板并完成对升降机和驱动马达的控制,下控板在获取升降机和马达的数据后,将信息传回人机交互界面。通过动感单车的活动时长、骑行里程、速度变更、坡度变更等多项数据,可以方便地对用户的能量耗损、活动强度、活动频率等进行盘算,

  从而实现对用户健身进程的监测。

  (7)情况和地位数据采集系统设计。通过在物联网健身器材中植入温度、湿度、GPS等智能传感监测元件,可以快捷地收集运动健身场所的情况数据,例如迩来备受关注的PM 2.5数据的监测、氧气含量的数据都可以在物联网健身器材中实现监测。

  3.3 自动控制系统

  自动控制同样是当今物联网研究范畴的重要研究偏向,对付物联网动感单车设计而言,其自身具有奇特的使用特点。动感单车因其操作方法较为多样化,且具有自力的中控面板,较为得当自动控制系统的嵌入,且对付物联网动感单车实现自动控制有以下几点优势。

  首先,利用自动控制系统可以赞助健身用户自动运行动感单车骑行模式,低落操作难度并节约操作光阴。

  其次,自动控制系统能够准确地记录健身用户的活动强度与活动量,防止用户只选择不活动的状况呈现。

  第三,是对付个性化活动处方的支持,通过物联网,健身用户可以得到由健身办事提供者开具的活动处方,对付零丁选择动感单车健身的用户,基于个性化的活动处方实现对动感单车的自动控制将会年夜年夜提高动感单车的熬炼后果。

基于物联网技巧的数字动感单车的设计研究

  4 数字动感单车的支持软件设计

  4.1 基于平台的数字动感单车数据治理系统设计

  物联网动感单车数据治理系统是基于物联网,以云盘算技巧为后台支撑的信息治理系统。系统在使用J2EE技巧平台的根基上,利用Java的跨平台特性,自力于硬件配置和操作系统,包管系统平台的机动性、可移植性和互操作性。系统总体架构,采纳了散布式的设计,各个子系统的业务相互自力,采纳接口的形式进行挪用,防止呈现一个子系统的升级,扳连到整个系统的升级,低落了升级的差错率。每个子系统都采纳了MVC设计模型,将前台的数据展示与业务逻辑处置惩罚分离,便于后期的维护。利用成熟的Spring、myba tis等技巧进行业务逻辑与数据存储的处置惩罚,增强了软件复用度,缩短了开发的开发周期。采纳SOA组件模型,各个子系统的症结功能单元的挪用以WebService方法实现,接话柄现技巧统一采纳REST技巧,包管系统各部件之间挪用的低耦合度。普遍采纳Web2.0界面技巧,引入先进强年夜的工作流引擎,使用年夜规模、高可用、高并发数据库引擎,实现了系统的高可靠性、高稳定性、高平安性和高扩展性,为本项目的研究提供了良好的支撑条件。物联网动感单车数据治理系统涉及多种类型的健身资源,满足不合健身办事的需求。主要系统设计如下:

  (1)用户信息治理系统。用户治理负责对系统所有用户的治理,包括普通健身用户治理、指导人员用户治理、系统操作用户治理等子系统。

  (2)动感单车信息治理系统。动感单车信息治理系统负责动感单车基础信息的治理,包括类别特征治理、控制代码治理、使用指导信息治理子系统。

  (3)健身数据治理系统。健身数据治理系统负责对用户的健身信息进行治理。包括健身数据采集治理、处方信息治理、综合数据信息治理、扩展信息治理等子系统。

  (4)办事质量治理系统。办事质量治理系统负责对健身办事产品进行监督。包括办事产品审核治理、产品质量评价治理、产品贩卖统计治理等子系统。

  (5)CRM客户治理系统。CRM客户关系治理系统负责对接入健身物联网的动感单车用户信息进行治理。

  4.2 客户端的设计

  客户端是各种物联网办事系统弗成缺失的设计,在物联网动感单车的网络健身办事模式中,客户端作为人机交互的重要入口,是实现物联网健身办事模式的重要环节。物联网动感单车客户端能够实现对使用物联网健身器材用户熬炼信息的及时监测显示,并通过健身云办事平台向用户提供熬炼指导、活动处方保举、健身办事产品供给等功能(见图6)。

  (1)用户登录验证。客户端软件登录方法的多样性,既能通过传统的方法进行注册登录,又可以通过ShareSDK等较为流行且平安的应用开发技巧实现QQ、MSN、新浪微博等第三方接口信息认证并登录客户端,实现使用的便捷性。

  (2)用户健身档案治理。会员基础信息获取时,客户端必要传入会员ID和暗码,供办事端进行登录验证。会员通过在客户端填写小我的数据,建立小我数字档案,从而获取更为个性化的健身办事保举,会员在登录后可以依照操作填写小我数据,包括根基信息、生活习惯和社会因素等信息。储存到云端用户信息数据库,可供健身办事提供人员和相关保举系统利用。

  (3)动感单车控制。通过开发智能设备的应用客户端,可以实现客户端与办事器端的数据传输,使用REST技巧通过客户端POST的方法,将客户端数据存入JSON中,挪用办事端的REST接口;办事端对传过来的JSON数据进行解析,对用户信息进行验证,并对业务数据进行提取,将处置惩罚成果返回给客户端,从而构成“设备——客户端——办事端”的数据双向传输路线。

  (4)健身办事控制。为提高长途健身办事的后果和质量,用户可以利用客户端给处方进行评价,会员对处方进行评价时,客户端必要传入会员ID和暗码,供办事端进行登录验证后将评价数据存入办事评价数据库。

  (5)个性化活动处方保举。物联网动感单车的健身办事系统通过对动感单车使用人群健身数据的阐发,实现对健身用户个性化健身处方的订定。但由于健身办事平台的开放模式,所需办事的人群流量巨年夜,后台健身办事指导者在线编辑活动处方的时效性差,而且对付同类用户活动处方可以反复利用。个性化活动处方保举是在后台数据量较为庞年夜的假设根基上进行,它不合于传统的基于知识库的保举方法,必要完善基于用户个体数据形似度匹配的混杂保举措施的应用。

基于物联网技巧的数字动感单车的设计研究

  5 结论

  将物联网技巧应用到数字动感单车设计中,不仅能够富厚我国健身器材产品,提高健身办事程度和实用性,而且能够满足广年夜人民群众日益增长的多元化、多条理的健身需求,具有良好的社会效应和市场成长前景。物联网数字动感单车的设计不仅兼顾了传统数字动感单车的长处,同时利用传感器技巧、嵌入式技巧和自动感知技巧,使物联网动感单车成为一种时尚且具有当代化气息的健身对象,给其他类型物联网健身器材的硬件设计提供了重要的根据。可极年夜地提高物联网健身器材的科学指导功能,从而进一步提升健身器材用户的健身交互、健身效率及健身保持度。

标签:物联网,物联网健身器材

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