体育运动员运动训练中科学监控系统的研究与实践

张小军

（西安工程大学,西安,710068）

体育运动员运动训练中科学监控系统的研究与实践

张小军

（西安工程大学,西安,710068）

实行在体育运动员训练过程中实行的监控，不仅可有效的了解到运动员的身体情况，同时可制定出合适的训练方案。本文借助信息化技术、传感器技术集成了综合的可适用于中长跑的运动员体能监测的系统，具有很强的使用性，有效的提高了教练员对运动员的训练水平。

体能监测传感器；监控系统；A/D转换；GPRS定位

随着现代竞技体育的发展，对运动员的竞技水平、经济竞技精神等都有着很大的要求。同时随着科技体育的兴起，一个个不同的世界纪录被打破。而在这这其中，是大量的科技的投入和对运动员训练方法的创新。本文结合体育实践和现阶段的传感器、无线网络等技术，提出建立新形势下对运动员实行动态监测的系统，从运动员身体机能、心理状态、技术特点等各个不同的角度对运动员实行监控，并在训练中对实行的训练方案进行动态的改变，以此更好的结合个人运动员的特点，制定更好的运动测试方案。本文以田径赛场中的中长跑的训练作为实例，构建了监控系统。

1 运动训练的科学监控概述

所谓的运动训练监控是指在训练的过程中，对运动员的身体负荷、心理负荷、运动能力、体能特征、完成质量等进行综合的诊断和监测。而作为结构比较复杂的人体系统来讲，单一的指标是不能单纯反应人体训练指标变化的，而只有通过不同的训练手段和方案，方可实现对运动员在训练过程中身体素质的变换的监控。

2 监控系统的设计

2.1 设计的原则

1） 全面性原则

所谓的全面性，是指在对运动员指标进行监测的时候，所选用的指标要尽可能反应出运动员的影响运动员成绩的相关指标进行监控，同时也要对其他可能的因素进行监控，以此更好的从各个不同的角度来反应运动员受影响的身体指标。

2）系统性原则

所谓的系统性，其实质就是该系统的设计，是不同子系统组成，而要想获得最终的答案，就必须将系统进行集成，形成统一的整体，以此达到综合的指标进行集中反应，更好的实现对运动员综合能力的反应。

3）针对性原则

在对运动员进行监控的过程中，所选取得相关硬件必须结合运动员自身的运动项目，要明白要监控什么，要达到什么目的等。

4）可行性原则

系统的设计，必须结合当前的技术来进行实现，从而可对相关的数据进行更好的收集。同时在监控的过程中，必须确保相关的硬软件的兼容，以此使得系统能正常的工作。

3 系统整体架构设计

对该系统的设计，在充分考虑到现有的技术的情况下，采用体能监测传感器、无线网络、GPRS定位系统、A/D转换等模块构

成。其具体的架构设计如图1所示。

图1 系统整体架构设计

3.1 数据采集系统

该系统的设计中，数据的采则主要包括体能监测指标收集、位置的收集和语言系统信号的收集。

图2 数据采集系统设计

而在该系统中的体能监测传感器，则为心率传感器。该传感器则是运用力敏元件、灵敏度温度补偿、感温元件等构成，通过将所收集到的信号转换成电信号，并传递给A/D转换器。

3.2 数据传输系统

系统的传输则通过GSM模块进行传输，将相关的数据通过该模块传输到监控分析系统。在模块的选择中，通常选用MD231、PIML-900/1800传输模块则为系统的传输，该模块是双频的GSM/ GPRS模块。

3.2 监控分析系统

在收集到上述运动员的相关信息之后，系统必须对运动员的体能信息、生理特征等进行分析。而在该模块之中，包括统计分析、运动员信息管理、虚拟现实模块、语音发放模块等。

4 科学监控系统的实践

4.1 实验样本的选择

通过上述的系统，我们选用某数量的运动员对上述的系统进行试验对比研究。将选择的20名不同的运动员，随机的分成两个不同的组，即实验组和对比组。并通过统计学软件进行统计分析，其中通过的T检验得出，P＞0.05.具体如表1所示。

表1 20名运动员基本情况统计

通过上述的随机选择，并对上述的运动员进行一个月的训练，以此查看该系统在应用的过程中所取得的效果分析。

4.2 关键技术的运用

1）心率传感器

心率传感器我们选用合肥华科电子生产的HKX-08型号，并通过其中的信号调理电路、A/D转换、信号数字处理、比较电路等组成。通过该传感器，可将其佩戴在运动员的手腕、手臂上。其基本的原理是将手臂脉搏跳动的信号转换为电信号。而主要的组成则是包括力敏元件、温度补偿元件、信号调理电路等组成。

2）GPRS通信模块

对本系统中的无线网络传输采用L-900/1800模块进行设计，其具体的设计的思路则是运用该GPRS通信模块，通过中国移动实现对MCU和计算机之间的通信连接。而其具体的过程则是将其中的数据打包成IP数据，并将其放到互联网上，在通过中国移动的机房，并将其通过基站发送到GPRS通信模块上，然后GPRS再将其接受到的IP包传递给MCU，经过中心处理器的分析而得到相应的处理的结果。

在该实践设计中，我们选用嵌入式的51单片机系统，远程数据传输采用中国移动网络，MCU处理器选用uPSD3200系列。其可以看做是对整个数据的接受和住哪发的接口，同时嵌入式具备很好的可移植性。在该系统中主要实现三种通信，第一种通信则是GPRS和MCU的通信，第二种则是实现GPRS通信模块与PC机间通信；第三则是PC机与MCU之间的通信。

（3）运动员信息管理系统

该系统作为对运动员相关信息的存储，我们主要采用当前

图3 运动员信息管理系统架构设计

比较流行的B/S模式对系统进行架构设计。而该系统则主要用于对运动员相关信息数据的存储、统计和分析。而采用B/S模式，其最主要的优点在于系统方便维护和更新，教练员只需要在pc终端运用web浏览器，即可实现对所有信息的录入、查询、分析和统计。同时在设计中，将数据库和应用服务器进行单独布置，以此在对数据库进行更换的时候，只需要更新数据库系统当中的组件即可，从而使得不同的步骤其运用不受其他板块的影响。其具体的架构设计图图3所示。

4.3 结果分析

在经过一个月的实验分析之后，对20名不同的运动员进行实验分析，在各自相同的气候、时间等进行测试。通过实验表明实验组所取得效果比对照组的效果要好。其具体的统计如图4所示。

Research and practice of the scientific monitoring system of athletes in sports training

Zhang Xiaojun
(Xi'an Polytechnic University,Xi'an,710068)

The monitoring implementation of athletes in the sports training process,not only can effectively realize the athlete's body,also can make appropriate training scheme.In this paper,with the use of information technology,the sensor technology integrated system can be used for middle and long distance running athletes physical fitness monitoring, with the use of strong,effectively improve the coaches to the athlete's training level.

physical monitoring sensor;monitoring system;A/D;GPRS