劉正統(tǒng) 馬進(jìn)

摘要：隨著人工智能和科技產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，智能體能訓(xùn)練設(shè)備愈發(fā)重要，旨在提高運(yùn)動(dòng)員技能、改進(jìn)訓(xùn)練方式和改進(jìn)運(yùn)動(dòng)技巧。為此，我們使用AIOT傳感技術(shù)搭建了專門(mén)針對(duì)體育訓(xùn)練的實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)包括紅外線傳感器、三維加速傳感器、心率帶、脈搏探測(cè)器和溫度感應(yīng)部分等，用以收集訓(xùn)練者的心率、呼吸速率等生理信息。利用AI算法建立體能與訓(xùn)練強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)模型，實(shí)施實(shí)時(shí)的訓(xùn)練強(qiáng)度監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，其負(fù)載與吞吐量均在預(yù)期范圍內(nèi)，達(dá)成了設(shè)計(jì)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：人工智能? 智慧體育訓(xùn)練輔助系統(tǒng)? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G80文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8902-（2024）-02-178-3-ZQ

在體育訓(xùn)練這個(gè)充滿挑戰(zhàn)的領(lǐng)域，對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能水平有著極為嚴(yán)苛的要求，尤其針對(duì)如競(jìng)技武術(shù)及平原自行車(chē)隊(duì)此類要求持久力與耐受度的項(xiàng)目更是如此，運(yùn)動(dòng)員們需要經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間且高度密集的高強(qiáng)度、過(guò)度負(fù)荷的訓(xùn)練，通過(guò)這種方式以超越自身極限，逐步攀登至新高峰。然而，在面臨如此嚴(yán)峻的訓(xùn)練環(huán)境下，運(yùn)動(dòng)員的身體機(jī)能一旦無(wú)法承受住這類鍛煉負(fù)荷，就有可能導(dǎo)致惡性后果，不僅影響到他們的健康狀況，甚至還可能危及生命。鑒于此，我們需要深入研究體育訓(xùn)練強(qiáng)度監(jiān)測(cè)技術(shù)，以期在訓(xùn)練過(guò)程中避免運(yùn)動(dòng)員遭受不應(yīng)有的傷害。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注這一問(wèn)題，他們運(yùn)用不同的理論模型、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及訓(xùn)練成果等手段，探尋體育訓(xùn)練如何改變我們的身體機(jī)能，并根據(jù)這些研究成果，他們找到了一些可以用來(lái)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能變化的關(guān)鍵指標(biāo)，如最大血液乳酸濃度、最大無(wú)氧承受能力、肺通氣量、最大氧氣攝入量以及心電圖等。在此基礎(chǔ)之上，學(xué)者們提出了以下幾個(gè)具有參考價(jià)值的理念。例如，畢學(xué)翠等學(xué)者選擇以賽艇訓(xùn)練為例進(jìn)行研究，他們采用遞增運(yùn)動(dòng)員負(fù)荷的方式來(lái)驗(yàn)證訓(xùn)練強(qiáng)度的有效性，用以提供賽艇訓(xùn)練監(jiān)控所依賴的關(guān)鍵參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)針對(duì)賽艇訓(xùn)練強(qiáng)度的有效控制。再比如，劉恒源教授團(tuán)隊(duì)選取橄欖球運(yùn)動(dòng)為研究對(duì)象，他們通過(guò)詳細(xì)分析橄欖球運(yùn)動(dòng)中常見(jiàn)的傷病特點(diǎn)及誘發(fā)因素，從而確定出能夠準(zhǔn)確反映運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的監(jiān)控指標(biāo)，以此來(lái)確保橄欖球運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的強(qiáng)度得到有效控制。然而，盡管這些學(xué)者們潛心研究出各種有效的監(jiān)控方法，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在著系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)載與吞吐量未能滿足系統(tǒng)運(yùn)行需求的問(wèn)題，因此作者提出應(yīng)利用人工智能物聯(lián)網(wǎng)（AIOT）傳感器技術(shù)，構(gòu)建一套適合于體育訓(xùn)練強(qiáng)度實(shí)時(shí)監(jiān)控的系統(tǒng)方案。

1、智能體育訓(xùn)練系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1.1、傳感器技術(shù)

作為智能體育訓(xùn)練體系的關(guān)鍵組成部分，傳感器技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。此項(xiàng)尖端科技輔以各類傳感器設(shè)備，可實(shí)時(shí)精準(zhǔn)地洞察運(yùn)動(dòng)員在繁復(fù)的訓(xùn)練過(guò)程中所處的各種狀態(tài)與姿態(tài)，進(jìn)而依托于精密的數(shù)據(jù)分析，為教練團(tuán)隊(duì)提供精確且具有針對(duì)性的反饋，以便其更有效地把握運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際表現(xiàn)與各項(xiàng)身體指標(biāo)。運(yùn)動(dòng)員以及教練員們還得以借助先進(jìn)的智能恒速控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)深度關(guān)聯(lián)，而更為智能化的人工智能物聯(lián)網(wǎng)（AIOT）技術(shù)還能助力他們將整個(gè)訓(xùn)練流程實(shí)現(xiàn)云端化管理。

1.2、運(yùn)動(dòng)傳感器

在當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境下我們常能見(jiàn)到兩種類型的運(yùn)動(dòng)傳感器：即慣性傳感器與壓力傳感器。前者主要行使著對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的加速度及角速度進(jìn)行精確測(cè)量的職能，故對(duì)于跑步、單車(chē)騎行以及其他簡(jiǎn)易運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目擁有廣泛的運(yùn)用場(chǎng)景。然而，壓力傳感器卻因具備實(shí)時(shí)感測(cè)和分析用戶運(yùn)動(dòng)狀況及其姿勢(shì)的獨(dú)特功能，因此常被廣泛運(yùn)用于更為復(fù)雜且嚴(yán)格的健身訓(xùn)練當(dāng)中。

1.3、數(shù)據(jù)采集器

數(shù)據(jù)采集器的主要功能便是對(duì)從各類傳感器精心收集而來(lái)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行精密處理及永久存儲(chǔ)，為接下來(lái)的數(shù)據(jù)深度整合與分析以及訓(xùn)練層計(jì)劃的成功創(chuàng)建做好充分的準(zhǔn)備。為了滿足大規(guī)模記錄運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的需求，數(shù)據(jù)采集器通常都會(huì)配備高性能的存儲(chǔ)硬件，確保即使在大量數(shù)據(jù)的情況下仍能穩(wěn)定運(yùn)行。并且借助于藍(lán)牙等先進(jìn)技術(shù)手段，它還能夠與其他多元化設(shè)備進(jìn)行順暢無(wú)阻的連接，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)的便捷分享。

1.4、顯示屏

顯示器在智能輔助運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色，發(fā)揮出獨(dú)特的用戶互動(dòng)界面機(jī)能，其主要職責(zé)便是展示用戶所需要掌握的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)及經(jīng)過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)的個(gè)性化訓(xùn)練方案。一臺(tái)卓越的智能輔助運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練系統(tǒng)理應(yīng)超越常規(guī)，具備更高的顯示清晰度與顯示速度，從而讓廣大用戶能夠更加輕松地查看自身運(yùn)動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)也能在第一時(shí)間接收到來(lái)自系統(tǒng)的準(zhǔn)確且實(shí)時(shí)的反饋信息。

1.5、計(jì)算機(jī)

在智能輔助運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域中，計(jì)算機(jī)堪稱主導(dǎo)大腦的關(guān)鍵控制器，肩負(fù)著極其重要的職責(zé)——高效準(zhǔn)確地處理運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)以及制定相應(yīng)的科學(xué)訓(xùn)練計(jì)劃。通常而言，為了保證系統(tǒng)運(yùn)作的穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)處理的高效性，智能輔助運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練系統(tǒng)必定配備一款功能強(qiáng)大的高性能計(jì)算機(jī)作為其堅(jiān)實(shí)的后盾。

1.6、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能

智能體育訓(xùn)練體系運(yùn)用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)及人工智能科技，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行深度發(fā)掘與處理，從而提供更為精準(zhǔn)詳盡的分析結(jié)果。借助此類高科技手段，教練員得以獲取到具有極高價(jià)值且更加可靠的信息，以此深入洞察運(yùn)動(dòng)員們的競(jìng)技表現(xiàn)，進(jìn)而制定出更為科學(xué)合理且針對(duì)性較強(qiáng)的專項(xiàng)訓(xùn)練方案以及技能調(diào)整策略。例如，借助于依托大數(shù)據(jù)構(gòu)建的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，我們便能夠從繁復(fù)的數(shù)據(jù)中篩選出寶貴的機(jī)會(huì)，挖掘諸多不易被察覺(jué)的微小但重要的細(xì)節(jié)，從而最終實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)成績(jī)的大幅提升。

1.7、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

在教育培訓(xùn)領(lǐng)域中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠創(chuàng)建更為逼真、細(xì)致的學(xué)習(xí)環(huán)境，同時(shí)提供全方位、詳盡的反饋信息，對(duì)于某些重復(fù)性技能的培養(yǎng)極為關(guān)鍵。比如在高爾夫運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，提高推桿技巧需要大量的練習(xí)，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以根據(jù)訓(xùn)練者的即時(shí)表現(xiàn)，動(dòng)態(tài)調(diào)整訓(xùn)練環(huán)境中的各種參數(shù)與情境設(shè)置，從而給予選手更為貼近實(shí)戰(zhàn)的鍛煉。除此之外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還能有效提升訓(xùn)練過(guò)程中的娛樂(lè)性及參與感，從而激發(fā)運(yùn)動(dòng)員們參與訓(xùn)練的熱情。

2、智能體育訓(xùn)練系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素

2.1、個(gè)性化定制

智能體育訓(xùn)練體系需要充分考慮各個(gè)運(yùn)動(dòng)員個(gè)體的獨(dú)特需求與訓(xùn)練特性，而非采用單一固定的模式為所有人員設(shè)計(jì)訓(xùn)練方案。在這種思想指導(dǎo)下，系統(tǒng)需具備收集運(yùn)動(dòng)員各項(xiàng)身體指標(biāo)的能力，以便透過(guò)高品質(zhì)的數(shù)據(jù)反饋以及精心設(shè)計(jì)的訓(xùn)練計(jì)劃來(lái)更準(zhǔn)確地滿足運(yùn)動(dòng)員的個(gè)性化需求。

2.2、高效數(shù)據(jù)處理能力

領(lǐng)先的智能體育訓(xùn)練系統(tǒng)必須深度集成強(qiáng)大的大數(shù)據(jù)處理功能，以便能夠精準(zhǔn)處理海量的數(shù)據(jù)，從而生成更加真實(shí)可靠的訓(xùn)練反饋成果。在此過(guò)程中，系統(tǒng)必須充分運(yùn)用高效率的智能算法以及尖端的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化對(duì)數(shù)據(jù)的使用及深度分析，從而大幅度提升數(shù)據(jù)分析的績(jī)效水平與可信程度。例如，在執(zhí)行訓(xùn)練分析環(huán)節(jié)時(shí)，采用精煉數(shù)據(jù)矩陣的方法不僅顯著縮短了數(shù)據(jù)的處理時(shí)間，更使得反饋結(jié)果可以以更快的速度呈現(xiàn)給運(yùn)動(dòng)員/教練員。

2.3、用戶友好的界面

該智能體育訓(xùn)練平臺(tái)需配備一款極具人性化且簡(jiǎn)單便捷的用戶交互界面，以便讓運(yùn)動(dòng)員及教練能夠暢通無(wú)阻地實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。透過(guò)其內(nèi)置精密算法對(duì)運(yùn)動(dòng)員各種表現(xiàn)數(shù)據(jù)的深入分析與解讀，教練員與運(yùn)動(dòng)員間的交流將更為順暢高效，這不僅有助于提升教練團(tuán)隊(duì)針對(duì)訓(xùn)練過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題的快速反應(yīng)能力，同時(shí)也有利于運(yùn)動(dòng)員對(duì)自身競(jìng)技狀態(tài)的深刻認(rèn)識(shí)與理解。

3、實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)

3.1、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

（1）平臺(tái)系統(tǒng)框架。

眾所周知，體育運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練強(qiáng)度對(duì)運(yùn)動(dòng)員所面臨的健康風(fēng)險(xiǎn)和身體功能狀態(tài)有著不可忽視的深遠(yuǎn)影響。因此，對(duì)于如何能夠科學(xué)而又及時(shí)地監(jiān)測(cè)與控制體育訓(xùn)練過(guò)程中的鍛煉強(qiáng)度，無(wú)疑是極其關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。為了達(dá)成這一目的，我們有必要對(duì)運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練期間身體各方面的生理變化指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)的精確測(cè)量和嚴(yán)密監(jiān)控，這些重要的生理參數(shù)包括心率、呼吸速率、體溫、脈搏以及動(dòng)脈血氧飽和度等等。在此基礎(chǔ)之上，我們通過(guò)精心研發(fā)和精細(xì)調(diào)整，成功構(gòu)建和完善了一個(gè)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)而又合理有效的硬件平臺(tái)系統(tǒng)，如圖1所示那樣，它可以滿足上述所有的功能需求。

本方案基于紅外線傳感器、三軸加速度計(jì)和心率帶等現(xiàn)代智能傳感設(shè)備構(gòu)建了尖端AIOT傳感網(wǎng)絡(luò)，以全面記錄并分析五項(xiàng)關(guān)鍵身體機(jī)能數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確評(píng)估訓(xùn)練強(qiáng)度。我們將這套傳感網(wǎng)絡(luò)與專門(mén)的單片機(jī)相連，并借助MSP430F5438的卓越控制性能確保系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行及數(shù)據(jù)高效率處理。為了滿足動(dòng)態(tài)追蹤和實(shí)時(shí)監(jiān)控要求，我們還在單片機(jī)上配備了GPRS模塊負(fù)責(zé)調(diào)控監(jiān)視中心。同時(shí)，此方案還包含具有即時(shí)身體數(shù)據(jù)處理能力的數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，可依據(jù)訓(xùn)練者的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生個(gè)體化運(yùn)動(dòng)機(jī)能報(bào)告并傳送至監(jiān)視中心，讓訓(xùn)練師實(shí)時(shí)掌握運(yùn)動(dòng)員身體狀況。

（2）組建人工智能物聯(lián)網(wǎng)（AIOT）傳感網(wǎng)。

針對(duì)圖1所示的系統(tǒng)及客戶需求，我們將物聯(lián)網(wǎng)傳感器設(shè)計(jì)為穿戴式數(shù)據(jù)采集模塊，用于滿足運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練中的便攜式需求。具體來(lái)說(shuō)，我們選用了以下幾款高性能傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

首先，心率帶是用來(lái)采集運(yùn)動(dòng)員心跳頻率的關(guān)鍵設(shè)備。我們選取了具有藍(lán)牙功能的Armor-XGO-HRM藍(lán)牙4.0無(wú)線心率帶，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻槙常?/p>

其次，對(duì)于呼吸數(shù)據(jù)，我們使用了壓電式三軸加速度傳感器（AY061D-3X）結(jié)合數(shù)字濾波技術(shù)，確保了采集到的呼吸數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠；

此外，我們還采用了紅外傳感器（BH-PD21AA3）測(cè)量運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)的血氧濃度，以便評(píng)估運(yùn)動(dòng)員的身體狀況；

最后，我們選用了紅外脈搏傳感器（MAX30100）以及紅外熱電探測(cè)器（IRTP300L）以測(cè)量運(yùn)動(dòng)員體溫，這些都是性能卓越的傳感器，能夠準(zhǔn)確地反映運(yùn)動(dòng)員的生理狀態(tài)。

當(dāng)以上各傳感器與藍(lán)牙主機(jī)構(gòu)成聯(lián)網(wǎng)之后，就構(gòu)成了完整的人工智能物聯(lián)網(wǎng)（AIOT）傳感網(wǎng)絡(luò)。

3.2、實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本研究探討利用體育訓(xùn)練者的體能狀況進(jìn)行訓(xùn)練強(qiáng)度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。具體流程包括：（1）建立基于圖2所示程序的體訓(xùn)實(shí)時(shí)監(jiān)控模型；（2）確定體能與鍛煉強(qiáng)度之間的映射關(guān)系表；（3）擬定體育訓(xùn)練強(qiáng)度等級(jí)系統(tǒng)。由于訓(xùn)練強(qiáng)度可劃分為訓(xùn)練總負(fù)荷和負(fù)荷強(qiáng)度兩個(gè)方面，負(fù)荷即單位時(shí)間內(nèi)的總體施加力度，負(fù)荷強(qiáng)度則表現(xiàn)為每單位時(shí)間內(nèi)所完成動(dòng)作所需承受的壓力。在此基礎(chǔ)上，我們將借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)收集的體能參數(shù)來(lái)完善體能與鍛煉強(qiáng)度之間的關(guān)系模型。則有：

①式展示了體征（如呼吸、脈搏、心率等）、身體功能強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱Qi）、負(fù)荷總量（即Z）、時(shí)間（用字母t表示）以及體側(cè)數(shù)據(jù)（例如審計(jì)機(jī)能數(shù)據(jù)或體育運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練中的數(shù)據(jù)Xi）之間的關(guān)系。其余部分包括體育運(yùn)動(dòng)員的休息期表現(xiàn)（即安靜狀態(tài)下的身體機(jī)能數(shù)據(jù)Ai）和其身體機(jī)能的最終表現(xiàn)（maximum data，也就是Mi）。根據(jù)上述方程所揭示的對(duì)應(yīng)模式，可以將體育訓(xùn)練強(qiáng)度分為了適中和過(guò)度負(fù)荷兩個(gè)層面。由于每個(gè)人的身體素質(zhì)存在一定差異，為此，我們制定了以下的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定適合于運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練強(qiáng)度等級(jí)。

運(yùn)用公式②，我們?cè)O(shè)定心率（H）、呼吸率（R）、血氧飽和度（S）和脈搏強(qiáng)度（P）以及被視為特例的溫度（T）均設(shè)值為1。在引入身體機(jī)能與訓(xùn)練強(qiáng)度模型（公式①）及其訓(xùn)練強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（公式②）后，這些參數(shù)已按照①式被納入圖2所示的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)監(jiān)控軟件。據(jù)此，若結(jié)果等級(jí)為F4，軟件將自動(dòng)啟動(dòng)訓(xùn)練負(fù)荷預(yù)警；若為F2，則意味著出現(xiàn)訓(xùn)練超負(fù)荷問(wèn)題；如處于F3或F1區(qū)間內(nèi)，系統(tǒng)則不會(huì)警告。通過(guò)此方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)體育訓(xùn)練強(qiáng)度得以實(shí)現(xiàn)。

4、系統(tǒng)測(cè)試

4.1、黑盒測(cè)試系統(tǒng)單元功能

運(yùn)用JUnit4.0的Java測(cè)試架構(gòu)進(jìn)行黑盒測(cè)試，對(duì)本系統(tǒng)的各項(xiàng)功能進(jìn)行了全面校驗(yàn)。操作系統(tǒng)選用Microsoft Windows XP professional，Web服務(wù)器由 GlassFish 3.1運(yùn)行，以Microsoft Windows Server 2003管理數(shù)據(jù)庫(kù)，而Mysql5.5則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的工作。選取系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)預(yù)警以及數(shù)據(jù)傳輸四大核心部分進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)并進(jìn)行測(cè)試，檢驗(yàn)單元功能的準(zhǔn)確性。其結(jié)果與預(yù)設(shè)用例完美契合，表明本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)順利完成了系統(tǒng)功能測(cè)試。

4.2、測(cè)試系統(tǒng)性能選擇

采用MercuryLoadRunner 8.1對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行測(cè)試。體系結(jié)構(gòu)既包括功能測(cè)試系統(tǒng)的服務(wù)器控制軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具，也涵蓋了系統(tǒng)性能測(cè)試這項(xiàng)重要工作。

（1）確定系統(tǒng)性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及方法。

依據(jù)系統(tǒng)要求，確定最大同時(shí)在線人數(shù)上限為60。在用戶數(shù)量接近此限制時(shí)，系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)及頁(yè)面的操作均可在3-8s內(nèi)得到回應(yīng)。另針對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的增刪改操作，事務(wù)處理時(shí)間應(yīng)低于10s。為了驗(yàn)證系統(tǒng)滿足以上設(shè)定的性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，我們計(jì)劃實(shí)施負(fù)載測(cè)試。此處主要采用Web（HTTP/HTML）交換方式，借助MercuryLoadRunner 8.1軟件與待測(cè)系統(tǒng)建立聯(lián)系，同時(shí)也負(fù)責(zé)構(gòu)建相應(yīng)的Vuser測(cè)試腳本。其主要步驟包括：進(jìn)入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)體育訓(xùn)練強(qiáng)度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，收集運(yùn)動(dòng)員數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的添加、刪除、修改，最后離開(kāi)監(jiān)控界面，確保整個(gè)用戶流程順利完成。接下來(lái)，通過(guò)MercuryLoadRunner 8.1軟件的Controller功能，將該測(cè)試腳本導(dǎo)入到系統(tǒng)之中。值得注意的是，開(kāi)始階段系統(tǒng)用戶數(shù)量設(shè)為4人，此后每隔15s鐘增加4人，直至總數(shù)達(dá)到60為止。接著在保持系統(tǒng)正常服務(wù)5min之后，再關(guān)閉整個(gè)測(cè)試過(guò)程。

（2）系統(tǒng)負(fù)載測(cè)試結(jié)果系統(tǒng)運(yùn)行。

通過(guò)對(duì)系統(tǒng)加壓和減壓測(cè)試，共執(zhí)行了30輪Vuser腳本以收集系統(tǒng)負(fù)載數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)持續(xù)了約11′05″，平均每分鐘點(diǎn)擊次數(shù)達(dá)到了160.54次，事務(wù)平均響應(yīng)時(shí)間僅為4.47s，所有這些指標(biāo)均在既定的系統(tǒng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。

（3）系統(tǒng)吞吐量測(cè)試。

依據(jù)系統(tǒng)負(fù)載測(cè)驗(yàn)成果，我們觀測(cè)到系統(tǒng)吞吐量與用戶并發(fā)數(shù)成正比，且隨系統(tǒng)負(fù)載波動(dòng)呈同步動(dòng)態(tài)趨勢(shì)。這有力地證明了該設(shè)計(jì)版系統(tǒng)服務(wù)器表現(xiàn)出高度穩(wěn)定性?？偟膩?lái)說(shuō)，這套系統(tǒng)在其功能及性能方面都達(dá)到了預(yù)設(shè)指標(biāo)，完全有資格應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

5、智能輔助運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練系統(tǒng)的應(yīng)用

智能輔助運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練系統(tǒng)在健身領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，其主要應(yīng)用于自我訓(xùn)練、健身房、私人教練等多種場(chǎng)景。

5.1、自我訓(xùn)練

智能輔助運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練系統(tǒng)可以幫助用戶更加科學(xué)、合理地進(jìn)行自我訓(xùn)練，其通過(guò)運(yùn)動(dòng)識(shí)別算法和訓(xùn)練方案生成算法，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中及時(shí)地對(duì)用戶進(jìn)行評(píng)估和反饋，使用戶能夠更加科學(xué)、細(xì)致地進(jìn)行自我訓(xùn)練。

5.2、健身房

智能輔助運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練系統(tǒng)在健身房的應(yīng)用也非常廣泛，其通過(guò)運(yùn)動(dòng)傳感器和數(shù)據(jù)采集器，實(shí)時(shí)地采集用戶的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，同時(shí)配合訓(xùn)練方案生成算法，生成一系列適合用戶自身身體狀況和運(yùn)動(dòng)水平的訓(xùn)練方案，幫助用戶快速提升運(yùn)動(dòng)效果。

5.3、私人教練

智能輔助運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練系統(tǒng)在私人教練的應(yīng)用也非常廣泛，其通過(guò)運(yùn)動(dòng)傳感器和數(shù)據(jù)采集器，實(shí)時(shí)的采集用戶的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，同時(shí)配合訓(xùn)練方案生成算法，生成一系列科學(xué)合理的訓(xùn)練方案，促使教練更好地幫助用戶進(jìn)行健身訓(xùn)練。

6、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，該創(chuàng)新設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的人工智能物聯(lián)網(wǎng)（AIOT）傳感技術(shù)，構(gòu)建了全方位的AIOT監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崟r(shí)掌控體育訓(xùn)練強(qiáng)度相關(guān)的各項(xiàng)指標(biāo)如心率、呼吸、血氧、體溫、脈搏等體征數(shù)據(jù)，從而精確判斷訓(xùn)練強(qiáng)度。然而，此項(xiàng)目仍有許多改進(jìn)之處，特別是在如何打造更友好的用戶界面以及優(yōu)化系統(tǒng)操作指導(dǎo)方面還待深究。展望將來(lái)，我們將致力于研究和改善系統(tǒng)界面布局，以期提高系統(tǒng)的易用性。事實(shí)上，這種智能化的體育訓(xùn)練系統(tǒng)代表著未來(lái)的發(fā)展方向，能為運(yùn)動(dòng)員及整個(gè)體育界提供更高質(zhì)量、更高效的解決方案。借助各類傳感器以及人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，這個(gè)系統(tǒng)能更加精準(zhǔn)地追蹤運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)及數(shù)據(jù)變化，協(xié)助教練提升訓(xùn)練效果，助力運(yùn)動(dòng)員取得更為優(yōu)異的成績(jī)，也有助于他們?cè)谫悎?chǎng)上更好地發(fā)揮自己的實(shí)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]陜西理工大學(xué).一種基于人工智能的體育訓(xùn)練動(dòng)作輔助指導(dǎo)系統(tǒng)：CN201910150088.8[P].2019-05-31.

[2]孟莉.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維體育輔助訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 蘭州工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2023，30（2）.

[3]茍小平，張萬(wàn)軍，張峰等.基于體育輔助訓(xùn)練器速度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的研究與分析[J].甘肅科技，2020，36（24）.

[4]田云飛.論體育輔助訓(xùn)練開(kāi)展過(guò)程中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建[J].西安文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，20（6）.

[5]北京繁洋科技有限公司.一種基于大數(shù)據(jù)的體育輔助訓(xùn)練系統(tǒng)及訓(xùn)練方法：CN202310283358.9[P].2023-05-30.

[6]長(zhǎng)春博立電子科技有限公司.一種基于視頻分析的智慧體育輔助訓(xùn)練系統(tǒng)及訓(xùn)練方法：CN202010493114.X[P].2020-09-18.