許慶宸 付磊 時永凱 呂緯航 段宇光

摘要：為了改善傳統(tǒng)的健身模式，為廣大健身人群提供一個合理的健身方法，我們在傳統(tǒng)運動手環(huán)對心率實時測量的基礎(chǔ)上，由我們設(shè)計的算法，編程生成有氧運動標(biāo)準(zhǔn)值的靶心率參數(shù)范圍，使健身者得到合適自己的區(qū)間，能夠科學(xué)健康的達(dá)到健身目的。

關(guān)鍵詞：有氧運動；實時調(diào)整；按心率區(qū)間訓(xùn)練

設(shè)置調(diào)查問卷調(diào)查健身人群，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，健身人群年齡跨度大，健身目標(biāo)多樣化，跑步是最常用最有效的健身方式，可是人們對于跑步時間、速度沒有科學(xué)的規(guī)劃，導(dǎo)致健身效果不佳，我們將主要研究重點放在跑步上，以實現(xiàn)研究目的。在適用人群上，我們考慮到一些先天性疾病患者并不適用，特此列出：心率變化與心臟疾病密切相關(guān)。

根據(jù)問卷總結(jié)和掌握的資料分析、構(gòu)想算法實現(xiàn)形式，以有氧慢跑為例建立基本的數(shù)學(xué)模型，提出算法如下：

確定了基礎(chǔ)參數(shù)（體重、年齡、心率），劃出匹配速度的區(qū)間增添了標(biāo)準(zhǔn)百分比和靶心率的概念，最后完成算法根據(jù)不同強度對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)百分比區(qū)間對應(yīng)心率區(qū)間，再得出合理的速度區(qū)間，使靶心率區(qū)間大致在55%～65%，65%～75%，75%～85%范圍

由年齡、體重得到最高心率 HRm，HRm= 214-0.5*age-0.1*weight

測量運動前心率 HRr，得到心率參考標(biāo)準(zhǔn)值 HR0=（HRm-HRr）*x+HRr

（注：x=50%老年（>65）=60%中年（40 ～ 65）=70%少年（<18）=80%青年（18～40））

得到標(biāo)準(zhǔn)百分比 η0= HR0/HRm

匹配速度：

a.開始運動，導(dǎo)入運動速率V與心率HR（實時）

b.穩(wěn)定后，比對HR與HR0，加/減速使HR = HR0

c.記錄HR0時標(biāo)準(zhǔn)速度V0

d.設(shè)定速率階梯對應(yīng)表（由穩(wěn)定心率，速度得到）（見表1）

測試數(shù)據(jù)如表2所示：

可以看到，在受測試者中，僅有3名測試者反饋力量區(qū)間比較輕松，對極少數(shù)運動能力優(yōu)秀的人群不適合；僅有1名受試者反饋在恢復(fù)區(qū)間比較吃力。綜上本項目大概率符合各個年齡階段的有氧運動者情況，并能科學(xué)有效地指導(dǎo)使用者健身。分析發(fā)現(xiàn)各個年齡階段心率標(biāo)準(zhǔn)值波動明顯，而體重影響較??；年齡體重相近時靜息心率對標(biāo)準(zhǔn)值的作用較明顯，符合研究結(jié)果。

結(jié)論

本項目在測試階段在各個年齡段在一定概率下較好滿足受調(diào)查者的健身需求，提高受試者健身效果的同時享受科學(xué)健身的樂趣。根據(jù)心率的訓(xùn)練，是更加安全高效的訓(xùn)練方法。根據(jù)運動的目的（增加肌肉、提高耐力、燃燒脂肪），來按照相應(yīng)強度的心率區(qū)間來訓(xùn)練，就能取得安全高效的訓(xùn)練效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張全成.高級體適能與運動處方[M].國防工業(yè)出版社，2013.

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