基于移動終端高精度傳感器的運動打卡APP 的設計

劉曉忠

（蘇州高等職業技術學校，江蘇 蘇州 215000）

關注我國青少年體質健康發展是時代發展的需要，這也關系著國家的發展和民族興衰。[1]2007年《加強青少年體育增強青少年體質意見》中指出：要“在全國推行億萬青少年陽光體育運動計劃，改善青少年體質健康狀況”。目前億萬學生陽光體育運動正在全國范圍內積極地開展，但是大學生也存在對于身體鍛煉和體育活動的健身健康意識淡化的問題。[2]由此可見，對學生運動過程進行監督和效果評估有著很重要的現實意義。目前，注意到在大學生群體中，移動終端設備十分普及，手機覆蓋率幾乎達到完全飽和。這就為利用移動終端設備中的傳感器采集學生運動信息，再對信息進行深度處理，從而對學生運動過程進行監督和效果評估創造了可能。本軟件以跑步運動為切入點，高校為目標用戶群體，利用手機的GPS 和傳感器采集運動數據，對學生的運動過程進行無人值守化的管理，軟件在試用過程中產生了良好的效果。

一、系統架構

基于移動終端高精度傳感器的運動打卡APP 采用Android 語言編寫了手機應用端，采用C#編寫了服務器管理端，采用Java Script 編寫了網頁管理端。手機應用端通過采集學生的運動數據，形成學生某次運動的完整記錄，包括步數，時長，運動速度等。基于對這些運動數據的分析，開發了運動分析系統和數據管理系統，運動分析系統可以自動檢測作弊行為、指定個性化運動計劃，設定地理圍欄；數據管理功能則主要用于對運動結果的綜合評估，比如與學校教務系統的靈活對接，與體育課程的成績評定結合，達到了智能化監督和評定的效果。

系統總體架構可分為三層：安卓交互層，平臺服務層，決策核心層。安卓交互層的主要功能有：信息管理，任務推送，智能分析，運動檢測，地理軌跡，運動社區。平臺服務層提供了云存儲和網絡服務。安卓交互層所產生的數據存儲在這里，并可向下被決策核心層所訪問和管理。并將安卓端的一部分函數也放著云服務中，減輕了安卓端的cpu 和存儲器的負擔。決策核心層通過解析平臺服務層的數據，提供了數據分析，數據安全，決策系統和實時推送的功能。

二、主要軟件功能設計實現

（一）數據管理模塊

數據管理模塊運行在服務器端，主要包括功能有學校管理，課程管理，學生管理，運動數據管理等，能夠對運動記錄、成績、規則進行管理，并生成相應的數據報表。數據管理靈活可配置，能夠快速對接學校其他系統，實現數據的自動上報。

（二）運動檢測模塊

運動檢測模塊利用移動終端的高精度傳感器，精準里程、配速、步數等數據；利用了百度地圖開放平臺的鷹眼軌跡功能記錄用戶的運動軌跡，直觀展示學生運動全過程；利用數據分析技術，對軌跡和步數等數據進行自動分析，初步判定作弊行為。計步算法在經過優化后，精準性顯著優于市面上的大多數同類APP，目前已經申請專利。

（三）運動決策系統

運動決策系統是本系統的核心功能，主要實現的功能有地理圍欄，大數據分析，鍛煉提醒，天氣預報等。通過分析采集到的運動數據，能夠得到相應區域的運動特點，并根據運動學理論能給出合理化建議。學校管理員可通過地理圍欄功能設置特定的運動區域，在該區域內的跑步運動才是有效成績，并對超出范圍的運動者自動提醒，這在很大程度上避免了意外情況的產生。

運動決策這個模塊的存在，使得為每個運動者私人定制運動計劃的目標變為了現實。通過收集用戶的自身情況，并且和當地的運動人群特點相結合，可以精準設定每日跑步任務，在用戶完成任務后還會獲得積分獎勵，可以在運動社區模塊增加。目前，用戶可以設置三種運動模式：減肥，健身，改善情緒，三種運動模式都是基于運動學研究成果設計開發的。[3,4,5]

（四）運動社區模塊

有研究表明：男女生均喜歡與朋友一起鍛煉，其次是集體鍛煉，最不喜歡獨自鍛煉。[6]特別是在網絡社交日益普及的當前，運動社區對于激勵學生堅持運動具有很顯著的作用。運動社區模塊開發了實時排行榜，信息知識和推送，運動積分，學生交流，知識專題賽事活動等功能。

三、結論

基于高精度傳感器和bmob 云服務，采用Android，JavaScript 和C++三種語言開發了適用于大學生的運動打卡app 和后臺管理軟件，該軟件實現了運動數據檢測，運動數據管理，個人運動計劃的分配，地理圍欄等多種主要功能。運動檢測模塊的計步算法具有一定的創新性。個人運動計劃的定制，結合了體育運動學的科研成果，可以實現通過分析每個人的身體情況和目標智能分配運動任務的功能。體育運動正在得到人們的重視，而如何科學有效的規劃個人運動也成為了熱門話題，本軟件具有廣闊前景。