劉麗

摘 ?要： 普通運動體質(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間，為了解決此問題，引入紅外傳感技術(shù)，設計基于紅外傳感的高精度運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)。在紅外傳感技術(shù)支持下，通過客戶端設計、后臺管理系統(tǒng)設計、用戶管理模塊設計，完成智能檢測系統(tǒng)硬件設計;在高精度手段約束下，通過數(shù)據(jù)庫設計、檢測流程設計、業(yè)務流程設計，完成智能檢測系統(tǒng)軟件設計。對比應用普通系統(tǒng)與改進后系統(tǒng)的檢測結(jié)果可知，基于紅外傳感的高精度運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)可提高檢測精度、縮短檢測等待時間。

關鍵詞： 紅外傳感; 運動體質(zhì); 智能檢測; 硬件設計; 軟件設計; 檢測流程

中圖分類號： TN219?34; TP399 ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 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

普通運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)引入加速度傳感器技術(shù)，用于檢測人體在運動狀態(tài)下，體質(zhì)的變化情況。加速度傳感器技術(shù)的應用，不僅增加了能耗計算結(jié)果的可行性，也解決了傳統(tǒng)能耗算法，在數(shù)據(jù)預處理方面存在的問題。但普通運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)的應用，需要依附智能手機的實時運動強度識別算法，在采集人體特征指數(shù)、計算耗能參數(shù)等方面，需要進行大量的數(shù)據(jù)運算，不僅降低了系統(tǒng)的檢測精度，也大大增加了檢測等待時間[1?2]。為了在現(xiàn)有研究水平基礎上，增加運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)的實用性，引入紅外傳感技術(shù)，簡化復雜的計算步驟，提升系統(tǒng)的檢測精度。紅外傳感技術(shù)的應用需設置多個紅外射線采集點，可滿足不同射管陣列對于間距與數(shù)量的選取需求[3]。通過引入紅外傳感技術(shù)，將普通運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)改進為基于紅外傳感的高精度運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)，提升檢測精度，縮短檢測等待時間，提高系統(tǒng)的實用價值。

1 ?智能檢測系統(tǒng)硬件設計

1.1 ?基于紅外傳感技術(shù)的系統(tǒng)客戶端設計

基于紅外傳感的高精度運動體質(zhì)智能檢測硬件系統(tǒng)客戶端，運行在使用者的中心計算機上，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，在進行使用者體質(zhì)情況檢測的同時，也可提供數(shù)據(jù)分析查詢、數(shù)據(jù)共享、用戶間的互動等功能[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)的后臺管理系統(tǒng)設計

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

1.3 ?基于紅外傳感技術(shù)的用戶管理模塊設計

基于紅外傳感的高精度運動體質(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)，存儲用戶運動體質(zhì)狀態(tài)信息。完成登錄操作后的用戶信息，可按照表1進行具體定義。

2 ?智能檢測系統(tǒng)軟件設計

2.1 ?高精度運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

基于紅外傳感的高精度運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，具備根據(jù)后臺表格或圖表內(nèi)容，查詢所有回傳至中心服務器數(shù)據(jù)損耗情況的功能[8]。通常情況下，運動計劃可以反應使用者的體質(zhì)健康情況，若某使用者可保持長時間、高強度的體育運動，則系統(tǒng)可根據(jù)運動的瞬時能耗以及運動總能耗，判定該名使用者體質(zhì)良好。也可根據(jù)使用者的真實年齡、身高、體重、性別、從事行業(yè)等相關信息，對使用者的具體體質(zhì)情況進行多維度的查詢、分析。

2.2 ?高精度運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)檢測流程設計

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)過登錄模塊的驗證，方可生效[9]。具體檢測流程如圖3所示。

2.3 ?高精度運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)業(yè)務流程設計

基于紅外傳感高精度運動體質(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)庫對后臺數(shù)據(jù)的分析、處理，實現(xiàn)前端檢測結(jié)果的展示[10]。系統(tǒng)參數(shù)設置及緩存管理，為系統(tǒng)的中段操作提供可能，具體業(yè)務處理流程如圖4所示。

3 ?實驗結(jié)果與分析

3.1 ?實驗參數(shù)設置

表2中參數(shù)依次代表紅外波動系數(shù)、檢測精度等級、檢測準確率、體質(zhì)指標范圍、系統(tǒng)響應時間、精度極限。其中傳統(tǒng)系統(tǒng)的檢測精度等級為Ⅲ級，改進后系統(tǒng)檢測精度等級為Ⅳ級，代表兩種系統(tǒng)的檢測結(jié)果均為真實可靠的[11]。

3.2 ?檢測精度對比

完成參數(shù)設置后，令運動員保持180 s的疾跑狀態(tài)。在此過程中，檢測該名運動員的體質(zhì)改變情況，完成檢測后，對比兩種方法得到結(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)果對比如圖5所示。

分析圖5可知，應用傳統(tǒng)方法對運動體質(zhì)進行智能檢測，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;應用基于紅外傳感高精度運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)，對運動體質(zhì)進行智能檢測，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，可證明應用基于紅外傳感高精度運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)后，運動體質(zhì)智能檢測精度明顯提升。

3.3 ?檢測等待時間對比

完成檢測精度對比后，分別檢測第30 s，60 s，90 s，120 s運動員的體質(zhì)情況，對比應用普通方法和應用基于紅外傳感高精度運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)各自的檢測等待時間。

具體所需檢測等待時間對比情況如圖6所示。

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

4 ?結(jié) ?語

綜上，本文完成了基于紅外傳感的高精度運動體質(zhì)智能檢測系統(tǒng)的搭建。通過對比實驗的方法，證明該系統(tǒng)確實具備極高的實用價值。

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