基于數據挖掘的體育評價決策支持系統開發與研究

尹亞晶

摘 要： 為了提高體育評價決策的性能，通過體育關聯數據挖掘為系統提供數據支持，進行體育評價決策支持系統優化設計，構建體育評價決策支持系統的總體結構模型，進行系統的功能模塊化構架和技術指標分析，在嵌入式Linux的內核結構中進行軟件開發，采用VIX總線技術進行體育數據采集。設計基于互信息特征提取的數據挖掘技術。在程序加載模塊中進行數據挖掘代碼加載，采用Qt/Embedded 4.6創建體育評價決策支持系統形用戶接口，實現可視化控制，實現系統的軟件開發設計。進行仿真實驗分析，結果表明，采用該系統進行體育評價決策信息挖掘的準確度較高，系統的可靠性較好。

關鍵詞： 數據挖掘； 評價決策系統； 系統開發； 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

采用數據挖掘技術和信息加工技術進行體育評價智能決策，通過前期對運動員的體育關聯信息數據采集和體育成績匯總，為運動員的下一步訓練提供數據支持。因此，研究體育評價決策支持系統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網絡訓練方法[3]、SOM自組織映射學習方法和支持向量機方法[4?5]，結合嵌入式的集成控制設計，實現數據挖掘和體育評價決策，但是上述方法需要大量的先驗數據信息作為參照訓練輸入，在信息缺乏的情況下數據挖掘的準確度不好，且系統的設計存在集成度不高的問題[6]。

對體育評價決策支持系統的開發設計主要分為硬件設計和軟件設計兩大部分。本文在硬件設計的基礎上，重點對體育評價決策支持系統進行軟件開發和設計，系統設計的核心在于數據挖掘算法設計，通過對體育成績和運動關聯信息進行準確的挖掘，準確反映運動員的生理狀態特征，為體育評價決策提供準確的數據支撐。

1 系統總體設計

1.1 體育評價決策支持系統的邏輯結構

體育決策體育評價系統可以安裝Windows系統，也可以安裝Linux系統。基于IEEE 488.2標準下Bus協議構建物聯網協議進行體育關聯信息數據采集，構建HP E1485A/B多模控制模塊作為體育評價決策支持的數據采集模塊，系統使用Qt/Embedded作為GUI實現體育評價決策支持的人機交互，采用X86架構的GNU開發工具進行系統的VIX總線數據采集，構建嵌入式Linux的體系結構構架作為體育評價決策支持的處理內核。面向物聯網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的內核結構中進行軟件開發設計，面向物聯網的體育評價決策支持的進程管理主要完成進程的創建、中止、進程間的通信及任務調度。本系統在LabWindows/CVI環境下設置ZLG7290初始化內核，在云計算服務中心實現體育評價和數據采集，本文設計的體育評價決策支持系統的數據傳輸模型如圖1所示。

在嵌入式Linux的系統開發中，系統開發可分為兩部分：一個是下層與設備有關的設備驅動程序，它直接與ROMFS文件系統進行通信，并提供給上層一個統一的接口；另一個是上層與設備無關，根據內核源碼目錄的輸入請求，通過設備驅動程序接口，將開發、編譯好的程序通過網口、串口實現與設備的通信。體育決策支持系統主要由用戶控制模塊、數據處理模塊和信息輸出模塊三大部分組成，具體功能結構模塊如圖2所示。

1.2 系統的基本流程

體育決策支持系統軟件開發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，結合數據挖掘算法進行體育關聯信息特征采集，為體育決策支持系統提供數據輸入的基礎，采用統計信息處理的方法進行數據采集，采用VXI總線數據采集技術對體育關聯特征信息進行測量，實現控制程序的加載，為體育決策支持系統提供信息輸入。

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

（3） 數據挖掘存儲和人機交互過程。采用交叉編譯環境進行體育決策支持系統數據挖掘和人機交互，在虛擬機上安裝Linux控制目標板，在Linux內核下的引導加載程序（Boot loader）應用程序“模擬”實現體育數據信息的挖掘存儲，采用LabWindows/CVI實現內核解壓和可視化的數據分析。

2 互信息特征提取數據

3 系統軟件開發設計與實現

用嵌入式Linux技術進行系統的軟件開發，構建體育決策支持系統的嵌入式Linux開發環境，系統的數據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控制指令監測體育關聯數據，程序首先將體育評價決策支持系統的VXI總線數據首址賦給地址指針，然后進入循環體，通過燒寫器燒寫系統的VXI總線數據，總循環32次，每次發送8個字節進行數據特征采樣，得到系統的總線數據采集和燒寫過程如圖3所示。

采用HP E1485A/B多模控制芯片與上位機通信，在MVB總線控制下進行體育評價決策支持的VXI總線數據采集，包括Linux內核啟動，控制數據采集和信息監控的時鐘采樣，代碼描述為：

class data mining technology ： public vpApp

{

public： Data transmission channel （） {}； //構造函數

～myApp（） {}； //觸發設置

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

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

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，初始化靜態變量（static variables）和簡單的腳本菜單，執行驅動程序與操作系統之間的根文件目錄，建立根文件系統，在Linux系統中調用free_irq（）函數釋放中斷，module_init（）函數在模塊被加載到內核時調用，通過主設備號向內核注冊PWM相關寄存器，驅動程序為：

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 //控制寄存器的設置

[*]Check s3c2440_adc_release（s

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

對CAN的相關寄存器和RAM進行初始化，運行make以及make install進行編譯和安裝，實現體育決策支持系統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linuxrc文件。執行時鐘頻率初始化、存儲器初始化、中斷初始化，完成SPORT0_TCLKDIV寄存器的配置，對體育評價決策數據的配置過程描述如圖4所示。

配置完成后，分別運行A/D轉換的驅動程序負責完成A/D轉換器的打開、關閉。采用Qt/Embedded 4.6創建體育評價決策支持系統形用戶接口，實現可視化控制，在體育評價決策系統的指定安裝目錄下生成Qt/Embedded，修改最上層的Makefile文件，執行交叉編譯，實現系統構建。

4 系統調試和實驗分析

首先在程序加載模塊進行數據挖掘程序的加載和數據寫入，構建體育決策支持系統集成智能控制的Linux內核，VXI總線數據采集指定HP E1433A傳送數據到硬盤，對挖掘的體育統計數據進行專家評價和決策，A/D采樣數據的采樣率設定為200 kHz，系統時鐘為120 MHz，數據采樣帶寬范圍為-10～20 dB。

根據上述仿真環境和參數設定，以體育評價決策信息挖掘的準確度為測試指標，進行系統調試分析，得到仿真結果如圖5所示。分析仿真結果得知，本文方法進行體育信息數據挖掘的偏移量較小，誤差較低，提高了數據挖掘的精度，從而提高了體育評價決策能力。

5 結 語

本文研究了體育評價決策支持系統優化設計方法，為科學的體育訓練提供數據支撐，在嵌入式Linux的內核結構中進行軟件開發，采用VIX總線技術進行體育數據采集，設計基于互信息特征提取的數據挖掘算法，在程序加載模塊中進行數據挖掘代碼加載，在嵌入式Linux的開發環境下實現系統設計和開發。測試結果表明，本文設計的系統具有較好的體育信息數據挖掘性能，誤差較低，可控性較好，為體育評價決策提供了準確的數據支持。

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