運動過程中的強度極限測試器設計與實現

溫偉

摘 要： 針對傳統的測試器存在測試結果不準確的問題，設計一種體育訓練過程中強度極限測試器。該體育訓練強度極限測試器在硬件上融合了大量的傳感器以及傳感電路，特別是對傳感信號發生電路進行了優化設計，反應判斷電路是硬件系統的核心組件，設計的反應判斷電路能夠對采集的數據進行標準處理，還設計了應用單片機。在軟件設計上對數據采集系統進行了優化采集處理，運用多項視覺關聯進行實時數據采集，優化了脈沖保護計算，這樣提高了運動強度極限數據的準確性。為了保證設計的合理性，模擬應用環境進行仿真實驗，通過實驗數據的分析可以看出設計的體育訓練過程強度極限測試器的有效性。

關鍵詞： 運動訓練； 強度極限； 測試器； 數據采集； 反應判斷； 視覺關聯

中圖分類號： TN606?34； TP391 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2018）04?0075?03

Abstract： In allusion to the problem that there exist inaccurate test results in the traditional tester， a strength limit tester used in the process of sports training is designed. In hardware of the sports training strength limit tester， a large amount of sensors and sensing circuits are integrated， and the sensing signal generating circuit design is especially optimized. As the core component of the hardware system， the designed reaction judging circuit can perform standard processing of the collected data， and the applied single?chip micro?controller is designed. In software design， the optimized collection processing is performed for data acquisition system， and real?time data collection is performed by using multiple visual correlations to optimize the pulse protection calculation， which improves the accuracy of the motion intensity limit data. To ensure the rationality of the design， the application environment was simulated to carry out the simulation experiment. The experiment data analysis results demonstrate the effectiveness of the designed intensity limit tester used in the process of sports training.

Keywords： sports training； intensity limit； tester； data acquisition； reaction judgment； visual correlation

0 引 言

傳統的體育運動訓練過程中，對運動極限數據的采集過程關系到運動訓練的實質性，特別是針對要求爆發力較大的運動，運動過程中的運動極限數據采集是非常困難的，采集的極限數據必須在第一時間進行分析，因為極限數據具有一定瞬時性[1]。極限數據采集過程中伴隨一定的參雜數據，這些參雜數據會極大地阻礙數據處理過程的準確性，傳統方法中極限數據的采集過程是通過多項數據節點方法進行數據采集的，傳統方法中的極限數據生成過程要經過采集、保存才能進行統一的數據處理，這樣數據的瞬時性根本無法體現，并且極限數據處理以及極限數據采集，都是分離的。針對上述問題，本文設計了一款體育訓練過程中的強度極限測試器（以下簡稱“測試器”）。該測試器在硬件上融合了大量的傳感器以及傳感電路，并利用實驗數據進行有效證明，保證了設計的合理性及有效性。

1 硬件設計

1.1 傳感信號發生電路

該測試器的傳感信號發生電路中包括兩種型號的傳感集群電路：4 kB EPROM，256 kB RAM。通過運動的幅度以及運動的傳感點的動態變化，產生一定隨機的序列號[2]，并且可以通過多個I/O端口進行序列號的輸送，將采集的序列號經過重新設定，加入延時選項，根據不同的參數設置傳輸給反應電路。

1.2 反應判斷電路

該測試器在反應判斷電路選用89C51P1型號判斷電路，把有傳感信號發生電路中的信號進行數據處理，由于傳輸過程中需要時間延續，所以在延時處理中十分小心。針對不同運動項目設置延時也不同，為保證數據處理過程的準確性[3?4]，在反應判斷電路中設置一項分電路，其能在一定區間內進行快速地數據疊加，有效地保證了數據的瞬時性。

2 軟件設計

2.1 極限數據采集

3 仿真實驗分析

3.1 參數設定

為了保證該測試器的有效性，對參數進行設定，極限數據的實際采集測量值[fcjhsun]在 [10.5，35.5]值域范圍之內，不能選取過多也不能太少；設置過程參量[Q2ij]在[82.3，90.6]之間；保證承接數據的參量[-γτ]為15.36；多變參數的權值[Hij]為25.69。本文設計的試驗模擬平面圖如圖3所示。endprint

3.2 采集訓練樣本

樣本的采集成功與否，直接影響計算過程的準確度。本文為了能夠得到準確的樣本數據，參考文獻給出強度數據表格，這樣可以更加科學的進行試驗。

3.3 結果對比分析

分析圖4結果得知，虛線是已知的運動員極限數據，可以看出傳統方法結果與實際還有一定的距離，改進方法的數據幾乎與已知數據一致，因此該測試器能夠更好地對強度極限數據進行測試。

4 結 語

本文設計的體育訓練過程中強度極限測試器，在硬件上融合了大量傳感器以及傳感電路、單片機。在軟件設計上對數據采集系統進行了優化，運用多項視覺關系進行實時數據采集。希望通過本文的研究能為體育強度極限數據測量提供更好的方法。

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