基于智能終端的運(yùn)動能量消耗模型研究和實(shí)現(xiàn)

1、分類號 R 3 1 8 密級 公開重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目 基于智能終端的運(yùn)動能量消耗模型研究和實(shí)現(xiàn)英文題目 R e s e a r c h a n d I m p l e m e n t a t i o n o f A c t i v i t yE n e r g yE x p e n d i t u r e M o d e lB a s e d O n S m a r t T e r m i n a l s碩士研究生 陳小波

2、指導(dǎo)教師學(xué)科專業(yè)李章勇教授信號與信息處理論文提交日期 2 Q 1 3 1 亙：重 論文答辯日期 2 0 1 3 ．0 6論文評閱人 學(xué)院盲審謝正祥教授重慶醫(yī)科大學(xué)答辯委員會主席 田增山教授重慶郵電大學(xué)2 0 1 3 年6 月6 日摘要摘要人體能量消耗和能量攝入之間的失衡有可能會導(dǎo)致慢性疾病的發(fā)生。人體能量消耗主要由運(yùn)動能量消耗決定，運(yùn)動能量消耗即運(yùn)動過程中消耗的總能量，受到人體個(gè)性化參數(shù)、心率、運(yùn)動強(qiáng)度和運(yùn)動時(shí)間等因素的影響。論文的主要

3、工作包括：( 1 ) 提出一種基于基礎(chǔ)能量消耗和運(yùn)動對外能量消耗的復(fù)合模型，該模型綜合了人體運(yùn)動時(shí)的心率、加速度和個(gè)性化參數(shù)。通過分析人體心率與運(yùn)動的關(guān)系，建立運(yùn)動基礎(chǔ)能量消耗和心率、個(gè)性化參數(shù)之間的線性回歸模型。根據(jù)力學(xué)做功定義建立運(yùn)動對外能量消耗和運(yùn)動加速度、體重之間的計(jì)算關(guān)系。( 2 ) 設(shè)計(jì)了運(yùn)動能量消耗檢測系統(tǒng)，系統(tǒng)主要包括心率采集節(jié)點(diǎn)和人體運(yùn)動加速度采集設(shè)備。心率采集節(jié)點(diǎn)主要包括傳感器、M C U 和藍(lán)牙模塊，傳感器采集人體

4、脈搏信號來間接反應(yīng)人體心率，M C U 和藍(lán)牙模塊負(fù)責(zé)將采集的信號發(fā)送到A n d r o i d 終端；加速度數(shù)據(jù)來源于A n d r o i d 終端所自帶的加速度傳感器所采集。A n d r o i d 終端接收心率采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號并進(jìn)行心率計(jì)數(shù)，然后綜合人體的個(gè)性化參數(shù)和加速度值計(jì)算人體運(yùn)動能量消耗值。( 3 ) 設(shè)計(jì)跑步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型的精度。利用M a t l a b 對實(shí)驗(yàn)過程中采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行多元線性回歸分析，解析運(yùn)動基礎(chǔ)能

5、量消耗與其相關(guān)參數(shù)之間的線性回歸系數(shù)；提出了基于心率、加速度和人體個(gè)性化參數(shù)的人體運(yùn)動能量消耗數(shù)學(xué)模型的泛化公式；最后將由泛化公式計(jì)算出來的人體運(yùn)動能量消耗與跑步機(jī)上顯示的運(yùn)動能量消耗進(jìn)行對比，驗(yàn)證其精度達(dá)到了9 5 ％以上。本文建立的人體運(yùn)動能量消耗模型，能滿足人體運(yùn)動能量消耗測量的要求。所設(shè)計(jì)的人體運(yùn)動能量消耗的采集系統(tǒng)可以快捷、準(zhǔn)確地采集人體運(yùn)動時(shí)的心率和加速度。然后通過A n d r o i d 智能終端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析和整合，并