基于运动安全监控系统的框架设计与研究

1、    基于运动安全监控系统的框架设计与研究    李璇摘 要 本系统为运动者提供了一套完善的运动安全数据监测系统，对用户在运动过程中的用户数据进行实时监控，对运动安全保障有着重要意义。本系统的研发，是将采集到用户运动数据，经过物联网技术自动传入移动智能手机端，再通过软件将数据传入云端服务器，进行数据的保存分析和处理，当运动状态接近危险区，系统会做出预警提示，本作品最终实现了实时显示监测对象的运动相关数据，及时准确的掌握监测对象的身体状况并对此做出有效诊断和及时的反馈。关键词 界面设计 实时监控 功能模块 物联网0引言在国内很多体育运动过程中，因缺少适合

2、的监测系统对用户运动数据进行实时有效的监测，随着社会经济发展，高科技与体育的结合更是日趋紧密，本系统的研发，是通过“可穿戴式设备”采集到用户运动数据，经过物联网技术自动传入移动智能手机端，再通过软件将数据传入云端服务器，进行数据的保存、分析和处理，当运动状态接近危险区，系统会做出预警提示，并将提示分别反馈给专业的救护医生以及用户，采取及时的应对措施。当用户出现运动意外时，需要立马进行救治，医护人员可以根据系统提示的用户地理位置信息迅速赶赴意外现场进行救治，提高了救护效率，最大程度保障用户的运动安全，防止运动性猝死的事件发生，亦可对运动安全性早期病进行预警，对用户运动的前、中、后期的锻炼负荷和体

3、能恢复情况进行实时监控以及反馈。对运动者的运动安全监控有重要意义。1系统概述该系统设计主要由三大模块组成，分别为数据采集模块（采集监测对象在预定时间内的运动相关数据以及监测对象的数据）、数据发送模块（将采集模块采集到的数据通过无线信号发射装置传送给软件接收端）、数据处理模块（将传送过来的运动原始数据通过建模、算法等处理，最终显示在软件端，并给出相应的方案），本作品最终实现了实时显示监测对象的运动相关数据，及时准确的掌握监测对象的身体状况，并对此做出有效诊断以及时的反馈。软件系统由两部分组成：手机端和云服务器端。手机端主要用来采集健身数据，并将数据上传到云服务器端；云服务器端主要存储用户的健身数

4、据并提供数据的查看。系统工作原理即从运动数据采集模块到运动数据采集集成传感器及定位装置，然后通过无线数据收发器，传输到app中进行显示，同时传输到云端服务器进行数据备份解析，研究人员以及教练、专家、医护人员等获得数据进行数据分析，从而对运动者进行运动指导给出健康运动建议，也从而达到监控运动情况的目的。2系统设计手机端可以使用开发的app程序，通过无线传输模块，利用fdd-lte无线传输制式，将可穿戴设备采集到的运动生理数据传输到手机app端，研究人员可以用过为系统专门开发的客户端获取并浏览测试者的运动生理数据同时通过网络将数据上传到云端服务器，以便随时随地查看运动生理数据。3移动端软件设计手机

5、端可以使用开发的程序，通过fdd-lte无线传输制式，将可穿戴设备采集到的运动生理数据传输到手機端，研究人员可以用过为系统专门开发的客户端获取并浏览测试者的运动生理数据，同时可以通过网络将数据上传到云端服务器，以便随时随地查看运动生理数据。3.1功能结构手机端主要有五个功能模块构成：用户信息模块：登陆app、管理用户的信息。无线通讯数据采集模块：连接指定健身器材采集用户健身数据。数据分析处理模块：对获取的数据进行分析处理后，以方便数据的显示传输。数据传输模块：将数据传输到云端服务器并能根据请求获取云端服务器中的指定信息。数据显示模块：将处理后的运动数据在手机端显示。3.2数据流程用户的健身信息

6、通过蓝牙数据采集模块采集，采集到的信息由数据分析与处理模块进行整理，然后将处理后的信息显示在手机上，同时上传信息到云端服务器，以便查询和浏览。3.3用户界面开发设计界面是系统与用户进行信息的输入与输出的界面。其设计是以强大的数据库作为支持的。窗体与页面应尽量包含用户所需的内容和功能，界面设计要做到简洁明了和美观，菜单的提示问答要直观并可提供帮助功能。本作品界面全部采用了以图形化的界面来显示数据，本系统软件端的开发是在安卓的开发环境，软件的开发构架采用的是c/s架构模式开发。c/s架构，即服务器/客户端架构。是大家熟知的软件系统体系结构，通过将任务合理分配到client端和server端，降低了

7、系统的通讯开销，需要安装客户端才可进行管理操作。本系统采用c/s架构模式主要是为了使得软件的操作界面很丰富，而在安全性方面，安全性可以很容易保证，实现多层认证也不难，除此之外，由于只有一层交互，用户与数据库、服务器之间的响应速度较快。这也提高了用户在使用软件的流畅性，提升了用户体验。本系统软件端开发的设计模式采用时下最流行的mvc设计模式，是一种软件设计典范，用一种业务逻辑、数据、界面显示分离的方法组织代码，将业务逻辑聚集到一个部件里面，在改进和个性化定制界面及用户交互的同时，不需要重新编写业务逻辑。mvc被独特的发展起来用于映射传统的输入、处理和输出功能在一个逻辑的图形化用户界面的结构中。3

8、.4用户界面设计系统设置了用户账号登陆功能，用户可自行设定账号密码进行注册使用。运动数据监测系统软件端主页，为进行测试运动数据的时候，实时显示用户运动状态的界面，在多个被测试者进行测试的时候，可以在软件端点击开始，系统就开始获取从系统采集模块传输过来的信号数据，而经过数据计算、转换、处理，以数字、图形化的形式显示在用户界面中，供用户直观、清晰的对数据进行分析。在上图界面中，用户不仅可以了解自身的运动数据信息还能与其他共同测试者进行各项数据的对比，如距离对比、心率对比、跑动分析等。而在界面中间则是显示根据用户想要了解的数据，进行可视化显示。如动态心率图，平均心率图，运动轨迹图等。系统软件个人报告

9、页面，主要是根据登陆用户，对该位登陆用户的运动数据进行一个可视化显示，在该页面中，不仅可以详细的显示出测试者的运动数据信息，还能显示每条数据是总哪个数据采集端发送出来。从页面中，可以详细了解该测试者的个人信息（姓名、年龄、身高、体重等）以及测试过程中的运动数据信息，如该测试的开始时间、结束时间、期间耗时时间；以及在测试运动过程中出现的最大心率、平均心率、运动的距离、在运动过程中的最大速度、平均速度等；用户还能点击下排的按钮，了解自身在运动过程中心率与速度的融合图、运动轨迹图等。当用户想要了解在运动测试过程的运动轨迹图，只需要点击轨迹图即可，页面底部的可视化显示区域就能将用户运动测试时的运动轨迹

10、绘制显示在app客户端上。以便用户可以全方面的了解自己的运动状态，在出现运动损伤性早期病之前及时对运动者做出反馈预警，预防运动安全事故的发生。3.5数据库设计数据库是构建在ssd盘上采用最新的软硬件架构，带来前所未有的性能提升，完全兼容多种协议的关系型数据库服务，具有多重安全防护措施和完善的性能监控体系。支持批量数据库的管理、权限设置和sql导入。有多种数据导入途径完成初始化，用户可随时备份数据。并提供专业的数据库备份恢复及优化方案使用户能专注于应用开发和业务发展。数据库端使用关系型数据库，其体积小、速度快、总体拥有成本低，中小型网站的开发都由此作为网站数据库。4 结论本系统将多个具有运动数据采集功能的传感器集成在一个设备中，采集的原始数据通过算法处理再通过无线通信协议传输到软件进行数据显示，实时监控用户的运动状态，在用户因运动状态过于激烈导致心率急增，监测系统会做出预警机制；当用户运动过程中突然晕倒受伤无法进行运动时，检测系统会实时显示用户运动姿态变化并通过定位迅速赶往现场进行救治最大程度上保障用户的运动安全。本系统数据传输方案采用的是目前国内最主流的无线通信协议，该方案可极大降低数据量，减少通信过程中因偶然原因引起的数据丢失，从而使得多个数据采集设备同时工作，进而能够同时监测较多对象的运动信息满