跑步机的数据采集/处理系统开题报告

全文总字数：2619字

1. 研究目的与意义

目前市面上的跑步机大多功能单一，局限于一个方向上的速度训练和测定，已经不能适应人们对全方位锻炼的实际需求，人们在通过跑步增强心肺功能的同时也更加注重通过跑步这一运动锻炼各个部位的肌肉以期达到瘦身的效果。本设计的目的就是通过测量使用者在跑步时的各项参数，帮助使用者更加全面地认识自己在运动过程中所得到的具体锻炼效果。通过该设计，进一步掌握单片机的设计和编程方法，传感器的选择以及与单片机的连接等基础知识，更加熟练protel等工程设计工具的使用，为以后走上工作岗位打下基础。

2. 国内外研究现状分析

自上世纪九十年代以来，我国体育事业不断发展，有关部门也更加重视将最新的科技成果应用到体育训练中，从而提高体育训练的效果。中国科技大学自动化系的杨先军等研究的《电动跑步机上不太特征获取系统的设计》将柔性阵列压力传感技术应用在跑步机上，设计了一种新的在跑步机上获取步态特征的系统，该系统可以准确获取步长步频腾空时间和支撑时间等4个步态特征用于步态分析。福州大学的李建微等在《跑步机平台下人体运动参数分析》中对平地跑与跑台跑步态周期、膝关节及脚踝关节角度角速度的异同做了详细研究。山东大学韩修恒的《电动跑步机数字直流调速系统的研究》中以内置霍尔位置传感器的无刷直流电动机(BLDCM)为控制对象，提出了基于DSP芯片TMS320LF2407A的永磁无刷直流电动机调速系统设计方案。采用DSP系列芯片进行调速系统的设计，能够简化系统结构、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。同类的许多研究成果为跑步机的改进提供了巨大助力。

3. 研究的基本内容与计划

本设计的主要目的是通过在跑步机上安装多种传感器从而对使用者在运动中的蹬力，步频，拉力等参数进行测定，所以首先要选定可以测出相应参数的传感器，遵循的原则是便携性与经济性。在选定传感器之后设计出采集存储这些数据的单片机系统，并使之具有将数据通过usb接口向外传输的功能。

计划：13周完成资料的收集，并完成开题报告；

58周完成该项目的硬件设计；

4. 研究创新点

与一般跑步机不同，采用此数据采集处理系统的跑步机具有更加智能的特点，由于数据可以得到实时的处理，这样就可以通过控制系统调整跑步机的速度角度等参数，从而达到更好的运动效果，同时采集来的各种数据经过一系列处理可以形成对运动计划有参考价值的有效数据，通过运动专家的分析与比对，从而形成合理的运动计划。