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运动健身监测APP的设计与实现研究

【摘要】:通过文献和现有相关APP的研究,现有的运动类APP主要分运动监测和健身塑性两大类,提供监测记录、社交、指导运动、运动商城、健康资讯等功能。具有即时性和便捷性、科学性和教学性、社交性和趣味性、实用性和灵活性等特点,但是也存在数据采集有限、准确性有限、携带不方便和对数据处理有限等缺点。在研究和分析运动健身APP的现状和应用情况,以及运动健身APP的功能、优缺点的基础上,确定本APP的功能和目的,设计和开发出相应的APP。现有可穿戴设备的发展方向不仅仅局限于运动数据的监测,更注重生理数据的监测,如心率。而在对心率的监测上,现有对心率监测只是单纯意义上的监测,并没有对运动心率的分析和指导。因此,本课题APP与可穿戴设备相结合,使用较为先进的光电采集法,对运动过程中的运动心率进行实时监控,并能针对不同年龄的人群设定相应运动的心率范围,在运动过程中以此心率作为安全和有效运动心率,并对超出或者低于此范围内的心率进行预警,以保证运动安全和有效性。此外加入常规内容,如运动监测(计步、距离、速度、卡路里消耗等)、运动负荷评估、健康管理、健康资讯等内容。在确定课题目的后,针对目的设定了APP的结构与框架,界面布局与设计,确定了以用户管理、运动负荷监测、运动负荷评估和系统管理四大功能模块为主体的方案,最终在工程师的配合下,完成对APP设计与编程工作。在完成APP的制作后,对APP的界面和功能进行测试,确保了界面和功能的准确无误。本文还对本课题APP的心率和计步功能进行试验验证,试验选取十名受试者,佩戴本课题运动手表在跑台上分别以3.2km/h、4.8 km/h、8.1 km/h的速度行走,每次行走5min,实验员使用人工计数和polar心率表分别记录实际运动步数、速度、距离和心率等,每次实验结束后,记录运动手表所采集的数据,作为对比数据。实验结果:在不同速度下,使用运动手表APP测量步数与实际步数之间均具有显著相关性,其P.C相关系数分别为0.965、0.837、0.964,其测量的精度分别为91.8%、87.5%、90.19%,且实际测量步数均大于运动手表测量值,使用运动手表测得心率与实际心率的P.C值为0.846、polar表测得的心率与实际心率值P.C值为0.935,而且使用polar测得的心率准确度为98.3%,具有高度的相关性和准确性,可以作为桡动脉测量的替代方法来测量运动过程中的心率。而在运动状态下,不同速度下其运动手表测得的运动心率与采用polar测量的实际心率之间的相关系数分别为0.939、0.850、0.935,均有显著相关性,其测量精度均值分别为90.08%、89.18%、90.74%,具有较高的准确性。本文根据课题需求,研究并制定了以运动心率监测预警为核心的设计方案,并设计完成APP的制作,并且能较为准确的测量心率和运动步数,达成课题目标。

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