尹亞晶

摘 要： 為了提高體育評價決策的性能，通過體育關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)挖掘為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，進行體育評價決策支持系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，構(gòu)建體育評價決策支持系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)模型，進行系統(tǒng)的功能模塊化構(gòu)架和技術(shù)指標分析，在嵌入式Linux的內(nèi)核結(jié)構(gòu)中進行軟件開發(fā)，采用VIX總線技術(shù)進行體育數(shù)據(jù)采集。設(shè)計基于互信息特征提取的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。在程序加載模塊中進行數(shù)據(jù)挖掘代碼加載，采用Qt/Embedded 4.6創(chuàng)建體育評價決策支持系統(tǒng)形用戶接口，實現(xiàn)可視化控制，實現(xiàn)系統(tǒng)的軟件開發(fā)設(shè)計。進行仿真實驗分析，結(jié)果表明，采用該系統(tǒng)進行體育評價決策信息挖掘的準確度較高，系統(tǒng)的可靠性較好。

關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)挖掘； 評價決策系統(tǒng)； 系統(tǒng)開發(fā)； 互信息特征

中圖分類號： TN911.1?34； TP391 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）09?0108?04

Abstract： In order to improve the performance of sports evaluation and decision?making， the data mining of the sports association data provides the data support for the mining system. The optimization design of the sports evaluation and decision support system was carried out. The overall structure model of the sports evaluation and decision support system was constructed to analyze the function modularization framework and technical index of the system. The software was developed in the embedded Linux kernel structure， in which the sports data is acquired with VIX bus technology. The data mining technology based on mutual information feature extraction was designed. The code of data mining is loaded in the program loading module. The Qt/Embedded 4.6 is used to create the user interface of the sports evaluation and decision support system to realize the visual control， and system software development and design. The simulation experiment and analysis were carried out for the system. The results show that the system has high accuracy to mine the sports evaluation and decision information， and high reliability.

Keywords： data mining； evaluation and decision system； system development； mutual information characteristic

0 引 言

采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和信息加工技術(shù)進行體育評價智能決策，通過前期對運動員的體育關(guān)聯(lián)信息數(shù)據(jù)采集和體育成績匯總，為運動員的下一步訓練提供數(shù)據(jù)支持。因此，研究體育評價決策支持系統(tǒng)在提高體育運動訓練的科學性和合理性方面具有積極意義[1?2]。

當前的體育評價決策方法主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練方法[3]、SOM自組織映射學習方法和支持向量機方法[4?5]，結(jié)合嵌入式的集成控制設(shè)計，實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘和體育評價決策，但是上述方法需要大量的先驗數(shù)據(jù)信息作為參照訓練輸入，在信息缺乏的情況下數(shù)據(jù)挖掘的準確度不好，且系統(tǒng)的設(shè)計存在集成度不高的問題[6]。

對體育評價決策支持系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計主要分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩大部分。本文在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，重點對體育評價決策支持系統(tǒng)進行軟件開發(fā)和設(shè)計，系統(tǒng)設(shè)計的核心在于數(shù)據(jù)挖掘算法設(shè)計，通過對體育成績和運動關(guān)聯(lián)信息進行準確的挖掘，準確反映運動員的生理狀態(tài)特征，為體育評價決策提供準確的數(shù)據(jù)支撐。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

1.1 體育評價決策支持系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)

體育決策體育評價系統(tǒng)可以安裝Windows系統(tǒng)，也可以安裝Linux系統(tǒng)。基于IEEE 488.2標準下Bus協(xié)議構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進行體育關(guān)聯(lián)信息數(shù)據(jù)采集，構(gòu)建HP E1485A/B多?？刂颇K作為體育評價決策支持的數(shù)據(jù)采集模塊，系統(tǒng)使用Qt/Embedded作為GUI實現(xiàn)體育評價決策支持的人機交互，采用X86架構(gòu)的GNU開發(fā)工具進行系統(tǒng)的VIX總線數(shù)據(jù)采集，構(gòu)建嵌入式Linux的體系結(jié)構(gòu)構(gòu)架作為體育評價決策支持的處理內(nèi)核。面向物聯(lián)網(wǎng)的體育評價決策支持建立在通用計算機平臺上，采用ARM作為核心控制單元[7?8]，在嵌入式Linux的內(nèi)核結(jié)構(gòu)中進行軟件開發(fā)設(shè)計，面向物聯(lián)網(wǎng)的體育評價決策支持的進程管理主要完成進程的創(chuàng)建、中止、進程間的通信及任務(wù)調(diào)度。本系統(tǒng)在LabWindows/CVI環(huán)境下設(shè)置ZLG7290初始化內(nèi)核，在云計算服務(wù)中心實現(xiàn)體育評價和數(shù)據(jù)采集，本文設(shè)計的體育評價決策支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸模型如圖1所示。

在嵌入式Linux的系統(tǒng)開發(fā)中，系統(tǒng)開發(fā)可分為兩部分：一個是下層與設(shè)備有關(guān)的設(shè)備驅(qū)動程序，它直接與ROMFS文件系統(tǒng)進行通信，并提供給上層一個統(tǒng)一的接口；另一個是上層與設(shè)備無關(guān)，根據(jù)內(nèi)核源碼目錄的輸入請求，通過設(shè)備驅(qū)動程序接口，將開發(fā)、編譯好的程序通過網(wǎng)口、串口實現(xiàn)與設(shè)備的通信。體育決策支持系統(tǒng)主要由用戶控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和信息輸出模塊三大部分組成，具體功能結(jié)構(gòu)模塊如圖2所示。

1.2 系統(tǒng)的基本流程

體育決策支持系統(tǒng)軟件開發(fā)的基本處理流程如下：

（1） 體育評價決策信息的采集過程。通過體育評價決策的采集，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘算法進行體育關(guān)聯(lián)信息特征采集，為體育決策支持系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)輸入的基礎(chǔ)，采用統(tǒng)計信息處理的方法進行數(shù)據(jù)采集，采用VXI總線數(shù)據(jù)采集技術(shù)對體育關(guān)聯(lián)特征信息進行測量，實現(xiàn)控制程序的加載，為體育決策支持系統(tǒng)提供信息輸入。

（2） 體育評價決策支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加工處理過程。在Linux內(nèi)核下進行體育評價決策信息加載和信息加工，以嵌入式Linux為平臺構(gòu)建程序加載模塊，通過多通道信息采集和數(shù)據(jù)回放實現(xiàn)對體育決策支持系統(tǒng)集成智能控制信息處理。

（3） 數(shù)據(jù)挖掘存儲和人機交互過程。采用交叉編譯環(huán)境進行體育決策支持系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘和人機交互，在虛擬機上安裝Linux控制目標板，在Linux內(nèi)核下的引導加載程序（Boot loader）應(yīng)用程序“模擬”實現(xiàn)體育數(shù)據(jù)信息的挖掘存儲，采用LabWindows/CVI實現(xiàn)內(nèi)核解壓和可視化的數(shù)據(jù)分析。

2 互信息特征提取數(shù)據(jù)

3 系統(tǒng)軟件開發(fā)設(shè)計與實現(xiàn)

用嵌入式Linux技術(shù)進行系統(tǒng)的軟件開發(fā)，構(gòu)建體育決策支持系統(tǒng)的嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出總線和核心控制模塊通過譯碼和時序控制把采集的體育評價決策信息由PCI總線傳至PC，通過pwm_ioctl控制指令監(jiān)測體育關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，程序首先將體育評價決策支持系統(tǒng)的VXI總線數(shù)據(jù)首址賦給地址指針，然后進入循環(huán)體，通過燒寫器燒寫系統(tǒng)的VXI總線數(shù)據(jù)，總循環(huán)32次，每次發(fā)送8個字節(jié)進行數(shù)據(jù)特征采樣，得到系統(tǒng)的總線數(shù)據(jù)采集和燒寫過程如圖3所示。

采用HP E1485A/B多?？刂菩酒c上位機通信，在MVB總線控制下進行體育評價決策支持的VXI總線數(shù)據(jù)采集，包括Linux內(nèi)核啟動，控制數(shù)據(jù)采集和信息監(jiān)控的時鐘采樣，代碼描述為：

class data mining technology ： public vpApp

{

public： Data transmission channel （） {}； //構(gòu)造函數(shù)

～myApp（） {}； //觸發(fā)設(shè)置

：initialize/Documents/nfs （“vp”） //輸入arm?linux?gcc

virtual void executable code directory （Customhpe1432_setTrigger vpAppHP E1562E：：Key， int mod） //VXI總線數(shù)據(jù)采集

private： busybox?1.14.2.tar.bz2 //指定適合的編譯工具

}

使用tar jxvf busybox?1.14.2.tar.bz2命令進行解壓，初始化靜態(tài)變量（static variables）和簡單的腳本菜單，執(zhí)行驅(qū)動程序與操作系統(tǒng)之間的根文件目錄，建立根文件系統(tǒng)，在Linux系統(tǒng)中調(diào)用free_irq（）函數(shù)釋放中斷，module_init（）函數(shù)在模塊被加載到內(nèi)核時調(diào)用，通過主設(shè)備號向內(nèi)核注冊PWM相關(guān)寄存器，驅(qū)動程序為：

Busybox Settings ???>

#define MISC_DYNAMIC_MINOR ???>

[*]misc_registe /usr

Applets links（DYNAMIC_MINOR） ???>

（/home/Documents/nfs） .fops = &dev_fops，

s3c2440_pwm Tuning ???>

[*] Supports 3c2440_pwm_open /etc/networks

[*] owner： THIS_MODULE

[*] Tab completion

[*] pen： s3c2440_adc_open

[*]struct inode *inode

Shells ???>

??? Ash Shell Options //控制寄存器的設(shè)置

[*]Check s3c2440_adc_release（s

[*]Lash（（struct inode：aliased to hush）

對CAN的相關(guān)寄存器和RAM進行初始化，運行make以及make install進行編譯和安裝，實現(xiàn)體育決策支持系統(tǒng)的算法編譯和程序加載，完成之后會在所選擇的路徑文件夾下生成bin、sbin文件夾以及l(fā)inuxrc文件。執(zhí)行時鐘頻率初始化、存儲器初始化、中斷初始化，完成SPORT0_TCLKDIV寄存器的配置，對體育評價決策數(shù)據(jù)的配置過程描述如圖4所示。

配置完成后，分別運行A/D轉(zhuǎn)換的驅(qū)動程序負責完成A/D轉(zhuǎn)換器的打開、關(guān)閉。采用Qt/Embedded 4.6創(chuàng)建體育評價決策支持系統(tǒng)形用戶接口，實現(xiàn)可視化控制，在體育評價決策系統(tǒng)的指定安裝目錄下生成Qt/Embedded，修改最上層的Makefile文件，執(zhí)行交叉編譯，實現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)建。

4 系統(tǒng)調(diào)試和實驗分析

首先在程序加載模塊進行數(shù)據(jù)挖掘程序的加載和數(shù)據(jù)寫入，構(gòu)建體育決策支持系統(tǒng)集成智能控制的Linux內(nèi)核，VXI總線數(shù)據(jù)采集指定HP E1433A傳送數(shù)據(jù)到硬盤，對挖掘的體育統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行專家評價和決策，A/D采樣數(shù)據(jù)的采樣率設(shè)定為200 kHz，系統(tǒng)時鐘為120 MHz，數(shù)據(jù)采樣帶寬范圍為-10～20 dB。

根據(jù)上述仿真環(huán)境和參數(shù)設(shè)定，以體育評價決策信息挖掘的準確度為測試指標，進行系統(tǒng)調(diào)試分析，得到仿真結(jié)果如圖5所示。分析仿真結(jié)果得知，本文方法進行體育信息數(shù)據(jù)挖掘的偏移量較小，誤差較低，提高了數(shù)據(jù)挖掘的精度，從而提高了體育評價決策能力。

5 結(jié) 語

本文研究了體育評價決策支持系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法，為科學的體育訓練提供數(shù)據(jù)支撐，在嵌入式Linux的內(nèi)核結(jié)構(gòu)中進行軟件開發(fā)，采用VIX總線技術(shù)進行體育數(shù)據(jù)采集，設(shè)計基于互信息特征提取的數(shù)據(jù)挖掘算法，在程序加載模塊中進行數(shù)據(jù)挖掘代碼加載，在嵌入式Linux的開發(fā)環(huán)境下實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)。測試結(jié)果表明，本文設(shè)計的系統(tǒng)具有較好的體育信息數(shù)據(jù)挖掘性能，誤差較低，可控性較好，為體育評價決策提供了準確的數(shù)據(jù)支持。

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