劉麗

摘 ?要： 普通運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)檢測精度較低，且需要較長的檢測等待時(shí)間，為了解決此問題，引入紅外傳感技術(shù)，設(shè)計(jì)基于紅外傳感的高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)。在紅外傳感技術(shù)支持下，通過客戶端設(shè)計(jì)、后臺(tái)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、用戶管理模塊設(shè)計(jì)，完成智能檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì);在高精度手段約束下，通過數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、檢測流程設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)，完成智能檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。對(duì)比應(yīng)用普通系統(tǒng)與改進(jìn)后系統(tǒng)的檢測結(jié)果可知，基于紅外傳感的高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)可提高檢測精度、縮短檢測等待時(shí)間。

關(guān)鍵詞： 紅外傳感; 運(yùn)動(dòng)體質(zhì); 智能檢測; 硬件設(shè)計(jì); 軟件設(shè)計(jì); 檢測流程

中圖分類號(hào)： TN219?34; TP399 ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)： 1004?373X（2018）10?0051?04

Abstract： Since the ordinary intelligent detection system for sports physique has low detection precision and needs relatively long detection waiting time， a high?precision intelligent sports physique detection system based on infrared sensing was designed by introducing the infrared sensing technology. With the support of infrared sensing technology， the hardware design of intelligent detection system was accomplished by means of the design of client， background management system， and user management module. Relying on high?precision means， the software design of intelligent detection system was accomplished by means of the design of database， detection process， and business process. It is found， by comparing the detection results of the ordinary system and the improved system， that the high?precision intelligent sports physique detection system based on infrared sensing can improve the detection precision and shorten the detection waiting time.

Keywords： infrared sensing; sports physique; intelligent detection; hardware design; software design; detection process

普通運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)引入加速度傳感器技術(shù)，用于檢測人體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，體質(zhì)的變化情況。加速度傳感器技術(shù)的應(yīng)用，不僅增加了能耗計(jì)算結(jié)果的可行性，也解決了傳統(tǒng)能耗算法，在數(shù)據(jù)預(yù)處理方面存在的問題。但普通運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)的應(yīng)用，需要依附智能手機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度識(shí)別算法，在采集人體特征指數(shù)、計(jì)算耗能參數(shù)等方面，需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算，不僅降低了系統(tǒng)的檢測精度，也大大增加了檢測等待時(shí)間[1?2]。為了在現(xiàn)有研究水平基礎(chǔ)上，增加運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)的實(shí)用性，引入紅外傳感技術(shù)，簡化復(fù)雜的計(jì)算步驟，提升系統(tǒng)的檢測精度。紅外傳感技術(shù)的應(yīng)用需設(shè)置多個(gè)紅外射線采集點(diǎn)，可滿足不同射管陣列對(duì)于間距與數(shù)量的選取需求[3]。通過引入紅外傳感技術(shù)，將普通運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)改進(jìn)為基于紅外傳感的高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)，提升檢測精度，縮短檢測等待時(shí)間，提高系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值。

1 ?智能檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1 ?基于紅外傳感技術(shù)的系統(tǒng)客戶端設(shè)計(jì)

基于紅外傳感的高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測硬件系統(tǒng)客戶端，運(yùn)行在使用者的中心計(jì)算機(jī)上，主要用于記錄用戶的體質(zhì)情況[4]。智能檢測系統(tǒng)硬件客戶端，具有歷史數(shù)據(jù)查詢以及專業(yè)數(shù)據(jù)分析的作用，在進(jìn)行使用者體質(zhì)情況檢測的同時(shí)，也可提供數(shù)據(jù)分析查詢、數(shù)據(jù)共享、用戶間的互動(dòng)等功能[5?6]。具體功能模塊展示如圖1所示。

1.2 ?基于紅外傳感技術(shù)的后臺(tái)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于紅外傳感的高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測硬件系統(tǒng)的后臺(tái)管理系統(tǒng)，對(duì)客戶端采集到的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行整合管理[7]。將基礎(chǔ)用戶數(shù)據(jù)和用戶能耗數(shù)據(jù)分離，并對(duì)它們進(jìn)行持久化保存處理。智能檢測硬件系統(tǒng)的后臺(tái)管理系統(tǒng)，主要為主機(jī)端提供用戶管理、能耗查詢、數(shù)據(jù)分析、消息推送等服務(wù)，具體功能模塊如圖2所示。

1.3 ?基于紅外傳感技術(shù)的用戶管理模塊設(shè)計(jì)

基于紅外傳感的高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測硬件系統(tǒng)的用戶管理模塊，采用紅外傳感技術(shù)，存儲(chǔ)用戶運(yùn)動(dòng)體質(zhì)狀態(tài)信息。完成登錄操作后的用戶信息，可按照表1進(jìn)行具體定義。

2 ?智能檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 ?高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

基于紅外傳感的高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，具備根據(jù)后臺(tái)表格或圖表內(nèi)容，查詢所有回傳至中心服務(wù)器數(shù)據(jù)損耗情況的功能[8]。通常情況下，運(yùn)動(dòng)計(jì)劃可以反應(yīng)使用者的體質(zhì)健康情況，若某使用者可保持長時(shí)間、高強(qiáng)度的體育運(yùn)動(dòng)，則系統(tǒng)可根據(jù)運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)能耗以及運(yùn)動(dòng)總能耗，判定該名使用者體質(zhì)良好。也可根據(jù)使用者的真實(shí)年齡、身高、體重、性別、從事行業(yè)等相關(guān)信息，對(duì)使用者的具體體質(zhì)情況進(jìn)行多維度的查詢、分析。

2.2 ?高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)檢測流程設(shè)計(jì)

智能檢測系統(tǒng)檢測流程起始于用戶登錄模塊，所有用戶身份的合法性必須經(jīng)過登錄模塊的驗(yàn)證，方可生效[9]。具體檢測流程如圖3所示。

2.3 ?高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

基于紅外傳感高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)的功能，與傳統(tǒng)Web網(wǎng)站類似，通過數(shù)據(jù)庫對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)現(xiàn)前端檢測結(jié)果的展示[10]。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置及緩存管理，為系統(tǒng)的中段操作提供可能，具體業(yè)務(wù)處理流程如圖4所示。

3 ?實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 ?實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

表2中參數(shù)依次代表紅外波動(dòng)系數(shù)、檢測精度等級(jí)、檢測準(zhǔn)確率、體質(zhì)指標(biāo)范圍、系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、精度極限。其中傳統(tǒng)系統(tǒng)的檢測精度等級(jí)為Ⅲ級(jí)，改進(jìn)后系統(tǒng)檢測精度等級(jí)為Ⅳ級(jí)，代表兩種系統(tǒng)的檢測結(jié)果均為真實(shí)可靠的[11]。

3.2 ?檢測精度對(duì)比

完成參數(shù)設(shè)置后，令運(yùn)動(dòng)員保持180 s的疾跑狀態(tài)。在此過程中，檢測該名運(yùn)動(dòng)員的體質(zhì)改變情況，完成檢測后，對(duì)比兩種方法得到結(jié)果的檢測精度。檢測精度結(jié)果與GBH曲線存在反比關(guān)系，GBH曲線上下限間差值越大，則檢測精度越低;GBH曲線上下限間差值越小，則檢測精度越高。具體檢測結(jié)果對(duì)比如圖5所示。

分析圖5可知，應(yīng)用傳統(tǒng)方法對(duì)運(yùn)動(dòng)體質(zhì)進(jìn)行智能檢測，GBH曲線的最大值為6.68 T，最小值為0.97 T，二者間差值為5.71 T;應(yīng)用基于紅外傳感高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)動(dòng)體質(zhì)進(jìn)行智能檢測，GBH曲線的最大值為8.74 T，最小值為4.92 T，二者間差值[12]為3.82 T; 3.82 T<5.71 T。所以，可證明應(yīng)用基于紅外傳感高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)后，運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測精度明顯提升。

3.3 ?檢測等待時(shí)間對(duì)比

完成檢測精度對(duì)比后，分別檢測第30 s，60 s，90 s，120 s運(yùn)動(dòng)員的體質(zhì)情況，對(duì)比應(yīng)用普通方法和應(yīng)用基于紅外傳感高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)各自的檢測等待時(shí)間。

具體所需檢測等待時(shí)間對(duì)比情況如圖6所示。

分析圖6可知，應(yīng)用普通方法檢測第30 s， 60 s，90 s，120 s運(yùn)動(dòng)員的體質(zhì)情況，分別需要5.6 s，6.5 s，6.8 s，7.1 s;應(yīng)用基于紅外傳感高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)，檢測第30 s，60 s，90 s，120 s運(yùn)動(dòng)員的體質(zhì)情況，分別需要4.7 s，5.8 s，6.2 s，6.7 s，明顯低于應(yīng)用普通方法所需的檢測等待時(shí)間[13]。所以，可證明應(yīng)用基于紅外傳感高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)后，運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測等待時(shí)間明顯縮短。

4 ?結(jié) ?語

綜上，本文完成了基于紅外傳感的高精度運(yùn)動(dòng)體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)的搭建。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法，證明該系統(tǒng)確實(shí)具備極高的實(shí)用價(jià)值。

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