基于Android 跑步輔助軟件的設計與實現

陳彥伯 嚴張凌 四川大學錦城學院 計算機與軟件學院

引言

從訓練爆發力的百米沖刺，到減脂的有氧慢跑，從高中生的一千米體測，到如今盛行的半程馬拉松、全程馬拉松，跑步數據的記錄、分享以及科學性、周期性地訓練成為了智能化生活必不可少的一部分。根據國家體育總局2018 年印發的《馬拉松運動產業發展規劃》顯示，2016 年在中國田徑協會注冊的馬拉松賽事達328 場，參加比賽的總人次逾280 萬，隨著產業消費人口的進一步擴大，在2020 年馬拉松運動產業規模將達到1200 億元，各類路跑賽事參賽人數將達1000 萬人次。另一方面，根據市場調研機構Counterpoint 今年5月的數據顯示，2019 年第一季度國內安卓手機市場份額達到驚人的93%，隨著以華為為首的一系列國產手機崛起，基于Android 開發軟件也是大勢所趨。

1 跑步人群現狀分析

1.1 跑步的好處

首先，最顯而易見的好處是，跑步對場地、器械和技巧的要求并不高。生活中能看到十到六十歲的人都在跑步，而且對于場地的要求很低：在幾百米的小路上能夠往返跑，或是在兩三平米大小的跑步機上鍛煉，或是在公園的跑道在學校的操場上，或是在上下班途中。如果是抱著適量運動的目的去參加跑步，那么衣著盡量寬松透氣，鞋底盡量有彈性，即使這樣粗糙的入門鍛煉也能調用到全身肌肉，使肌肉更加發達，促進骨骼生長等好處。如果是專業的跑者，比如全程馬拉松跑者，能夠收獲更多的好處。因為馬拉松是一項有氧運動，能增強心血管功能，促進代謝，增強器官的功能。同時，馬拉松也是一項考驗毅力的運動，專業的跑者能鍛煉自身意志力，對工作生活都有很大的幫助。

1.2 跑步人群大數據和科學建議

根據全球著名市場監測和數據分析公司尼爾森發布的報告顯示，體育鍛煉的人群具有高學歷、高收入、高職位的特點，消費潛力巨大。隨著我國經濟的發展，越來越多的人將會投身于體育鍛煉的浪潮中。報告顯示，有71%的男性和69%的女性將跑步選為首要考慮的運動方式。在剛剛過去的618 電商大促活動中，各大電商給出的數據報告也證明了這一點：京東運動耳機前半小時的銷量是去年同期的五倍、著名運動品牌耐克的天貓旗艦店4 分鐘銷售額破億等等，都證明全民健身、全民運動的普及。針對此類人群開發一款跑步輔助軟件極具前景。雖然跑步是大多數人運動的方式之一，但仍然具有風險。例如，在城市中，水泥地面并不是一個好的選擇。因為水泥地面不像塑膠跑道或者草地具有彈性，會對膝蓋產生傷害。另一方面，在跑步之前應該有熱身活動。因為人體的肌肉具有粘滯性，適當的拉伸會降低抽筋拉傷的風險。不科學的跑步方式會加速疲勞、降低跑步成績，對身體造成傷害。

跑步常用的衡量標準是配速，也就是跑者的每公里用時。例如，一個人跑10 公里用時一小時，那么他的配速就是六分鐘每公里。通過配速的檢測，可以長期記錄跑者的跑步成績和鍛煉效果。對于一些以減脂為目的的跑者來說，太過快速的跑步反而達不到效果。慢跑是有氧運動，而快跑是無氧運動，只有有氧運動才會消耗脂肪。正常成年人在慢跑進行到半小時以后才會進入燃脂的狀態。同時，在跑步的途中，例如在完成一公里的訓練后，軟件會通過語音播報的方式朗讀配速。并且，周期性的跑步鍛煉受天氣、行程影響，所以根據科學的訓練周期，定時提醒跑者堅持運動非常有必要。此類推送是基于當天的天氣、用戶的上一次訓練量以及用戶日歷中的日程進行智能推送，為用戶選擇最好的鍛煉時機。

2 設計與功能實現

2.1 設計思路與長跑周期訓練計劃

基于Android 的跑步輔助軟件主要功能有計步計算配速、通知提醒和分享三個功能組成。計算配速是為了檢測跑步數據，通知功能是為了提醒跑者進行周期性訓練，而分享功能則是為了朋友之間互相監督打卡。跑步輔助軟件的色調應該以高飽和度為主，刺激人的神經，達到激勵的效果。同時，軟件的按鈕在不影響美觀的情況下應盡可能的大，因為人體在疲憊狀態下的操作精準度會下降。軟件界面盡量選擇色塊作為背景，而不是繁亂的圖案，以便區分和操作。

對于長跑訓練，是在降低運動損傷的前提下達到效果。常見的運動損傷有跟腱疼痛、跑步膝等。膝蓋是人體最脆弱的部位之一，膝蓋受傷往往需要長達數月的修養，所以在跑步之外，還應該鍛煉膝蓋周圍的肌群，例如靠墻半蹲，強化膝蓋周圍肌肉從而達到保護的目的。所以跑步輔助軟件的建議計劃是以盡可能降低運動損傷激勵鍛煉為目的。通常前兩周建不應該以高負荷為目的。每周三次慢跑足夠。第二階段則應該以增加跑步距離和配速為目的，計劃性、周期性地增加訓練量。通常高強度訓練后再進行舒緩訓練，休息一天，調整狀態進行下一個周期的訓練。該跑步輔助軟件依據該邏輯進行周期性訓練提醒。

2.2 功能實現

現在市面上絕大部分智能手機都有三軸加速傳感器，所以計步就是通過調用傳感器實現。SensorManager 是系統級服務。通知功能主要在系統的下拉通知欄發送彈窗實現。通知的標題通過setContentTitle()設置，內容通過setContentText()設置，通知的時間則是用setWhen(System.currentTimeMillis())發出。分享功能主要通過系統自帶的隱式intent 的功能實現。隱式intent 主要包含component、category、data、type 等屬性。

3 結語

從Android 本身開源的優勢，到跑步人群的劇增。基于Android 開發跑步輔助軟件是大勢所趨。在Android 目前極高的市場占有率下，應當順勢而為。但大部分用戶可能暫時不明白鍛煉時也可能受傷，不知道跑步的注意事項，也不知道周期性的訓練甚至比每天堅持的效果會更好，向用戶普及這些知識也是該軟件的使命之一。也許用戶覺察不到高飽和度色調帶來的激勵作用，也許用戶不理解使用大比例按鈕的意義，但這是一個軟件設計者應盡的義務。也只有這樣，才能讓Android 軟件生態更完美。