0 前语
体育健身器件工业是体育工业的重要组成部分，现在，我国健身器件产品规划开发首要以仿照国外同类产品为主，在自主立异道路上行进缓慢，加之国际规模内健身器件产品的改造没有呈现，产品同质化严峻，己难以习惯当今网络化、信息化、智能化的产品规划需求，这也成为我国健身器件工业急需解决的难题。
在现代化社会日子中，以数字网络化服务为根底的智能手机、平板、手表等便携式智能设备被广泛运用，根据网络的产品运用服务也愈加强调了与智能设备和可穿戴设备的交融，网络服务与现实日子联络更为严密，服务的内容也更为精细化。这些范畴的立异开展给物联网技能的运用供应了更为老练的环境。物联网可以延伸和扩展到多个与体育相关范畴中，特别适用于未来数字化体育健身服务体系的构建，动感单车作为常用的健身设备，在体育健身中扮演了重要的人物，在物联网进入社会和日子方方面面的一起，根据物联网技能的数字动感单车的研制己成为我国学者亟待攻关的课题。
1 物联网健身器件概述
物联网作为新一代的网络服务技能，也具有其独有的特征，即感知化、互联化和智能化(图1)。互联化特征表现在其依托于现代网络的快速开展，运用有线和无线网络可以将物的感知，延伸到人类日子的多个旮旯，经过网络的掩盖给物与物的交互供应了信息传输途径;感知化特征是运用传感器技能和传感网络技能，使连接到物联网内的“物”具有了自己的感知器官，使其可以感触外界环境的改变然后做出合理的反响;智能化特征，是在数据感知和传输完成的根底上，运用超级核算机和云核算体系对数据进行发掘与核算后成果的反应。
物联网健身器件是物联网技能在健身器件规划范畴运用的产品，经过物联网技能的特征和健身器件的实质，从“功用界说”的视点将物联网健身器件界说为：物联网健身器件是经过主动感知、数字通信、人机交互、智能处理等物联网技能的运用，完成人与器件、器件与器件之间智能化辨认、交互和信息服务的一种智能健身东西。物联网健身器件，首要为完成健身用户与健身服务的交融，将科学的健身服务资源供应给更多的线下人群同享，不只打破健身服务的区域约束和时刻约束，并且扩展了健身器件的多种功用(图2)。
2 物联网数字动感单车的规划方针
根据物联网技能的数字动感单车规划方针是运用物联网技能，将动感单车与专业的健身服务资源实时地衔接起来，完成多方面的资源整合，为健身人群、交际媒体、数字游戏开发商、健身服务供应商等供应交互接口。物联网数字动感单车将个人的健身数据经过终端软件实时地进行搜集和传输，完成根据物联网办法的海量健身数据存储与处理，经过服务器端的数据剖析核算给不同健身人群供应相应的健身服务计划，并完成数字动感单车的主动反应操控，终究完成健身服务的个性化定制服务办法(图3)。
3 硬件规划
3.1 多办法身份主动辨认体系
物联网动感单车的身份主动辨认功用是为差异不同的健身用户，以完成各类服务软件的主动登入。用户身份的快速辨认是用户健身数据传输和个性化健身服务供应的根底。身份辨认技能现在可经过二维码、RFID、NFC、蓝牙等技能完成，不同身份辨认技能在技能和可行性上都具有优势，但是在一些环境中也有其坏处，比如在健身房中，动感单车的运用间隔愈加缩短，用户假如运用自有的智能设备，容易发生丢掉且影响健身体会，而假如运用现已安顿好的智能设备，则必须有用户间的彼此替换，假如在这一阶段运用传统的手动输入办法，必定影响用户的健身流畅性。因而，在物联网动感单车规划中应选用多办法主动辨认体系(图4)，不只可以完善关于现有智能设备的支撑，也扩展了其他辅佐身份辨认办法。辅佐设备选用智能卡辨认子体系，可以看作是对智能设备的辅佐，智能卡办法是面向健身房、社区健身园区等多用户、多器件健身环境而规划。
3.2 数据搜集体系的规划
数据搜集体系作为智能动感单车感知层前端载体，是数据搜集和获取的重要途径，传感器无疑是可以满意物联网数字动感单车对各种信息感知需求的首要东西。数据搜集体系包含：
(1)体重搜集体系。物联网动感单车规划中体重搜集设备是物联网功用完成的必要元件之一。在完成办法上，首要经过传感器在动感单车车轮布置，经过智能光电式传感器的在物联网车轮中的集成，用户的体重数据可以实时地上传给客户端。
(2)心率搜集体系。心率作为血液循环机能的重要生理方针在运动健身相关研讨中被广泛地运用。根据运动心率改变曲线来确认用户健身进程的方针心率，更具科学性和可参照性。运动后心率的康复又可作为鉴定用户负荷合适与否以及心脏机能情况的方针和根据。
(3)能耗搜集体系规划。运用外接根据加速度传感器的运动传感器，可以量化丈量膂力活动耗费，把传感器固定在用户身体上，就可以感应到肢体或躯干的运动或加速度情况。经过短间隔运送技能，可以实时传送用户运动情况的数据至用户智能设备的客户端。
(4)手部动作辨认体系。多维化规划是物联网数字动感单车的重要规划，传统动感单车只要一维的运动方向，经过参加左右手动作光点传感器，可将动感单车的动作提高至两维，让动感单车不只可以完成单向的辨认，也可以辨认左右，愈加进步动感单车相关运用软件的娱乐性和互动性。
(5)安全感知体系。红外数据搜集的功用是判别用户运用安全的重要措施，一起红外数据可以作为判别用户是否脱离的根据，人体是十分灵敏的红外勘探源，人体在动感单车进行运动时，车身长度约束了其运动的规模，而红外勘探的有用间隔远远高出这一规模，经过一些相应的模型树立，可以有用地探知人体在运动时一些简略的跌倒和脱离动作，真实完成动感单车的主动感知。
(6)运转数据搜集体系。用户经过智能设备操作将操控指令传导至中心操控板，数据经解析后传递给下控板并完成对升降机和驱动马达的操控，下控板在获取升降机和马达的数据后，将信息传回人机交互界面。经过动感单车的运动时长、骑行路程、速度改变、斜度改变等多项数据，可以方便地对用户的能量耗费、运动强度、运动频率等进行核算，
然后完成对用户健身进程的监测。
(7)环境和方位数据搜集体系规划。经过在物联网健身器件中植入温度、湿度、GPS等智能传感监测元件，可以方便地搜集活动健身场所的环境数据，例如近来备受重视的PM 2.5数据的监测、氧气含量的数据都可以在物联网健身器件中完成监测。
3.3 主动操控体系
主动操控同样是当今物联网研讨范畴的重要研讨方向，关于物联网动感单车规划而言，其本身具有共同的运用特色。动感单车因其操作办法较为多样化，且具有独立的中控面板，较为合适主动操控体系的嵌入，且关于物联网动感单车完成主动操控有以下几点优势。
首要，运用主动操控体系可以协助健身用户主动运转动感单车骑行办法，下降操作难度并节省操作时刻。
其次，主动操控体系可以精确地记载健身用户的运动强度与运动量，避免用户只挑选不运动的情况呈现。
第三，是关于个性化运动处方的支撑，经过物联网，健身用户可以获得由健身服务供应者开具的运动处方，关于独自挑选动感单车健身的用户，根据个性化的运动处方完成对动感单车的主动操控将会大大进步动感单车的训练作用。
4 数字动感单车的支撑软件规划
4.1 根据渠道的数字动感单车数据办理体系规划
物联网动感单车数据办理体系是根据物联网，以云核算技能为后台支撑的信息办理体系。体系在运用J2EE技能渠道的根底上，运用Java的跨渠道特性，独立于硬件装备和操作体系，确保体系渠道的灵活性、可移植性和互操作性。体系整体架构，选用了分布式的规划，各个子体系的事务彼此独立，选用接口的办法进行调用，避免呈现一个子体系的晋级，牵涉到整个别系的晋级，下降了晋级的错误率。每个子体系都选用了MVC规划模型，将前台的数据展现与事务逻辑处理别离，便于后期的保护。运用老练的Spring、myba tis等技能进行事务逻辑与数据存储的处理，加强了软件复费用，缩短了开发的开发周期。选用SOA组件模型，各个子体系的要害功用单元的调用以WebService办法完成，接口完成技能一致选用REST技能，确保体系各部件之间调用的低耦合度。广泛选用Web2.0界面技能，引进先进强壮的工作流引擎，运用大规模、高可用、高并发数据库引擎，完成了体系的高可靠性、高稳定性、高安全性和高扩展性，为本项意图研讨供应了杰出的支撑条件。物联网动感单车数据办理体系触及多种类型的健身资源，满意不同健身服务的需求。首要体系规划如下：
(1)用户信息办理体系。用户办理担任对体系一切用户的办理，包含一般健身用户办理、辅导人员用户办理、体系操作用户办理等子体系。
(2)动感单车信息办理体系。动感单车信息办理体系担任动感单车基本信息的办理，包含类别特征办理、操控代码办理、运用辅导信息办理子体系。
(3)健身数据办理体系。健身数据办理体系担任对用户的健身信息进行办理。包含健身数据搜集办理、处方信息办理、归纳数据信息办理、扩展信息办理等子体系。
(4)服务质量办理体系。服务质量办理体系担任对健身服务产品进行监督。包含服务产品审阅办理、产品质量点评办理、产品销售计算办理等子体系。
(5)CRM客户办理体系。CRM客户关系办理体系担任对接入健身物联网的动感单车用户信息进行办理。
4.2 客户端的规划
客户端是各类物联网服务体系不行缺失的规划，在物联网动感单车的网络健身服务办法中，客户端作为人机交互的重要进口，是完成物联网健身服务办法的重要环节。物联网动感单车客户端可以完成对运用物联网健身器件用户训练信息的实时监测显现，并经过健身云服务渠道向用户供应训练辅导、运动处方引荐、健身服务产品供应等功用(见图6)。
(1)用户登录验证。客户端软件登录办法的多样性，既能经过传统的办法进行注册登录，又可以经过ShareSDK等较为盛行且安全的运用开发技能完成QQ、MSN、新浪微博等第三方接口信息认证并登录客户端，完成运用的快捷性。
(2)用户健身档案办理。会员基本信息获取时，客户端需求传入会员ID和暗码，供服务端进行登录验证。会员经过在客户端填写个人的数据，树立个人数字档案，然后获取更为个性化的健身服务引荐，会员在登录后可以依照操作填写个人数据，包含根底信息、日子习惯和社会要素等信息。储存到云端用户信息数据库，可供健身服务供应人员和相关引荐体系运用。
(3)动感单车操控。经过开发智能设备的运用客户端，可以完成客户端与服务器端的数据传输，运用REST技能经过客户端POST的办法，将客户端数据存入JSON中，调用服务端的REST接口;服务端对传过来的JSON数据进行解析，对用户信息进行验证，并对事务数据进行提取，将处理成果回来给客户端，然后组成“设备——客户端——服务端”的数据双向传输道路。
(4)健身服务操控。为进步长途健身服务的作用和质量，用户可以运用客户端给处方进行点评，会员对处方进行点评时，客户端需求传入会员ID和暗码，供服务端进行登录验证后将点评数据存入服务点评数据库。
(5)个性化运动处方引荐。物联网动感单车的健身服务体系经过对动感单车运用人群健身数据的剖析，完成对健身用户个性化健身处方的拟定。但由于健身服务渠道的敞开办法，所需服务的人群流量巨大，后台健身服务辅导者在线修改运动处方的时效性差，并且关于同类用户运动处方可以重复运用。个性化运动处方引荐是在后台数据量较为巨大的假定根底上进行，它不同于传统的根据知识库的引荐办法，需求完善根据用户个别数据形似度匹配的混合引荐办法的运用。
5 定论
将物联网技能运用到数字动感单车规划中，不只可以丰厚我国健身器件产品，进步健身服务水平和实用性，并且可以满意广大人民群众日益增长的多元化、多层次的健身需求，具有杰出的社会效应和商场开展前景。物联网数字动感单车的规划不只统筹了传统数字动感单车的长处，一起运用传感器技能、嵌入式技能和主动感知技能，使物联网动感单车成为一种时姑且具有现代化气味的健身东西，给其他类型物联网健身器件的硬件规划供应了重要的根据。可极大地进步物联网健身器件的科学辅导功用，然后进一步提高健身器件用户的健身交互、健身功率及健身坚持度。
