CN106725378A - 一种应用于高原训练的安全运动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于高原训练的安全运动系统，所述的运动系统包括智能运动终端、便携式应急救生设备，所述的智能运动终端包括运动状态监测模块、数据处理模块、预警模块、数据统计模块、智能库模块、显示模块，所述的运动状态监测模包括加速度传感器、脉搏传感器、血氧探头，所述的数据处理模块包括正常指标数据库和比对单元，所述的预警模块是指语音提示系统，所述的数据统计模块是对运动员单次或一段时间内的运动情况进行的统计，所述的智能库模块包括蚁群算法模型，所述的显示模块是对智能库模块的优化结果进行显示，所述的便携式应急救生设备包括小型氧气背囊。本发明操作简单、设备轻小，可广泛应用于运动员的高原跑步训练中。
Description
技术领域
本发明属于体育训练器械研究技术领域，具体来讲是一种应用于高原训练的安全运动系统。
背景技术
自1968年19届奥运会赛址设在海拔高度2240米墨西哥城之后，高原训练法引起世界体育界的重视。一些国家在高原地区建立高原训练基地，应用于比赛项目训练，并取得了显著的效果。
高原空气密度只有海拔平面的77％，含氧量只有平面区域的3/4，氧分压大于平原地区的20-25％，高原训练是指在一定的海拔高度上进行强度刺激的训练，利用自然环境中空气中氧含量较少的自然环境，旨在发展有氧耐力、无氧耐力、力量耐力所采集的方法。最初采用高原训练法是为了适应高原比赛，然而近些年来，随着许多运动项目的应用与拓展，人们发现高原训练法还具有平原地带常用基本训练方法难以作为的其他主要功能。这些功能主要反应为：明显刺激血液中红细胞数目的增生，从而有利于提高运动员的有氧代谢能力或有氧耐力，能够明显的增强机体缺氧状态下的工作能力，从而提高运动员的缺氧代谢能力或无氧耐力，能够明显改善骨骼肌红蛋白的浓度和质量，从而有利于提高运动员的肌肉工作能力或力量耐力，能明显的发展机体的抵御疲劳的工作能力，从而有利于运动员长时间运动或连续比赛的体能，促进运动员产生与高原比赛环境相适应的的生理反应，有利于提高比赛竞争力。
然而由于高原空气密度、氧含量等与地面不同，导致运动员在这样的环境中训练时会出现呼吸频率、心率加快、溶解在身体里的氧气不易被吸收等现象，严重时还会心慌、多虑、甚至出现幻觉，因此解决运动员训练过程中的安全问题是刻不容缓的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种应用于高原训练的安全运动系统。能够解决运动员在训练过程中的安全问题，并且对训练过程进行优化。
为解决上述问题，本发明提出的技术方案为：
一种应用于高原训练的安全运动系统，所述的运动系统包括智能运动终端、便携式应急救生设备，所述的智能运动终端包括运动状态监测模块、数据处理模块、预警模块、数据统计模块、智能库模块、显示模块，所述的运动状态监测模包括加速度传感器、脉搏传感器、血氧探头，所述的数据处理模块包括正常指标数据库和比对单元，所述的预警模块是指语音提示系统，根据运动员的实时身体状况给出合理意见，所述的数据统计模块是对运动员单次或一段时间内的运动情况进行的统计，所述的智能库模块包括蚁群算法模型，所述的显示模块是对智能库模块的优化结果进行显示，所述的便携式应急救生设备包括小型氧气背囊，所述的智能运动终端是腕式穿戴设备，在训练过程中，通过运动状态检测模块对运动员的身体状况进行监测，将检测结果经数据处理模块接收处理后，通过预警模块给出运动调节指示，所述的数据统计模块对全程运动数据进行统计，通过智能库模块的优化，给出合理意见。
进一步的，所述的运动状态监测模块是对运动员身体状况实时监测，主要通过脉搏传感器、血氧探头对心率和血氧饱和度测量，所述的血氧探头是智能光感设备，通过对动脉血液的光感渗透测出血液中含氧系数，所述的智能感光设备包括发光器件、放大电路、光敏原件、A/D转换电路、DSP处理器，所述的发光器件有包括两个波长的发光器件，所述的光敏原件是将接收到的光信号转变为模拟电信号，所述的放大电路包括一级放大电路、光耦合器和二级放大电路，所述的一级放大电路通过光耦合器与二级放大电路耦合连接，所述的一级、二级放大电路均为比例差分放大电路，所述的放大电路对所述的模拟信号进行放大，可以减少其他信号的干扰，所述的A/D转换电路是将光敏原件所得模拟电信号转换为数字电信号，所述的DSP处理器对所述的数字电信号进行处理，得到标准格式的血氧饱和度数据。
进一步的，所述的数据处理模块包括人体正常指标数据库和比对单元，所述的人体正常指标数据库是根据运动员训练时的身体各项指标的数值设定，包括安全数值区，提示区和危险区，所述的对比单元用于将运动监测模块监测到的心率和血氧与人体正常指标数据库对比。
进一步的，所述的预警模块包括语音提示系统和警报系统，当运动状态监测模块监测到的数值处于提示区时会启动语音提示系统，对运动员的运动状况做出一定的调整，可以适当放慢速度，调整呼吸，使运动员的身体处于安全状态，当运动状态监测模块监测到的数值处于危险区时将会启动警报系统，开启便携式应急救生设备。
进一步的，所述的数据统计模块是对运动员的单次或者一段时间内的运动情况做出的统计。
进一步的，所述的智能库模块包括蚁群算法模型，根据总路程和运动员的身体各项指标，对全程速度变化做出一个优化方案。
进一步的，所述的便携式应急救生设备包括一个小型氧气囊，所述的小型氧气囊上端连接一呼吸管，呼吸管的另一端连接吸氧口罩，所述的小型氧气囊中氧气含量为65-85％，当人处于危险状态时，将吸氧口罩放在嘴边，打开氧气阀，即可缓解症状，随后让医务人员做全面检查。
进一步的，所述的智能运动终端是运动手环，所述的运动手环包括液晶显示装置和手带，所述的液晶显示装置的外形规格2.5cm×2.5cm，包括数据处理模块、预警模块、数据统计模块、智能库模块，手带由厚度2.5-4.5mm的硅胶材料制成,内侧有加速度传感器、脉搏传感器、血氧探头。
进一步的，所述的高原海拔高度在1500-2700米。
本发明的有益效果在于：
1.本发明原理简单，装置小型化，易于携带且不会给运动员增加负荷。
2.本发明对运动员的身体状况进行实时监督，包括语音提示系统和便携式应急系统，在运动员身体处于异常状态时，语音提示系统提示运动员进行调节，处于危险状态时启动便携式应急系统进行急救，尽可能的保障了运动员的安全。
3.本发明包括运动优化过程，根据运动员全程身体状况和全程速度变化情况给予速度优化建议，帮助运动员在安全的状况下调节最佳运动速度。
附图说明
如图1所述的为本发明的应用于高原训练的安全运动系统的流程图。
具体实施方式
现结合图1对本发明进一步具体说明。
一种应用于高原训练的安全运动系统，所述的运动系统包括智能运动终端、便携式应急救生设备，所述的智能运动终端包括运动状态监测模块、数据处理模块、预警模块、数据统计模块、智能库模块、显示模块，所述的运动状态监测模包括加速度传感器、脉搏传感器、血氧探头，所述的数据处理模块包括正常指标数据库和比对单元，所述的预警模块是指语音提示系统，根据运动员的实时身体状况给出合理意见，所述的数据统计模块是对运动员单次或一段时间内的运动情况进行的统计，所述的智能库模块包括蚁群算法模型，所述的显示模块是对智能库模块的优化结果进行显示，所述的便携式应急救生设备包括小型氧气背囊，所述的智能运动终端是腕式穿戴设备，在训练过程中，通过运动状态检测模块对运动员的身体状况进行监测，将检测结果经数据处理模块接收处理后，通过预警模块给出运动调节指示，所述的数据统计模块对全程运动数据进行统计，通过智能库模块的优化，给出合理意见。
对本发明的一种应用于高原训练的安全运动系统的验证，选取某体校年龄相同、体格差异小的男跑步运动员40名测试1500米跑步成绩，平均成绩5分10秒，随后进行高原训练，随机选取其中20人使用该安全运动系统为A队，余下20人为B队，在相同的条件下训练，前两周为集体慢训练，以适应高原环境，训练两个月返回平原，20天后再次测试两队的1500米跑步，相比训练前两队成绩均有所提升，其中A队平均成绩为4分55秒，达到4分40秒的有5人，B队平均成绩5分02秒，达到4分40秒的1人。
其中，所述的运动状态监测模块是对运动员身体状况实时监测，主要通过脉搏传感器、血氧探头对心率和血氧饱和度测量，所述的血氧探头是智能光感设备，所述的智能感光设备包括发光器件、光敏原件、放大电路、A/D转换电路、DSP处理器。所述的数据处理模块包括人体正常指标数据库和比对单元，所述的人体正常指标数据库是根据运动员训练时的身体各项指标的数值设定，包括安全数值区，提示区和危险区。所述的预警模块包括语音提示系统和警报系统，当运动状态监测模块监测到的数值处于提示区时会启动语音提示系统，对运动员的运动状况做出一定的调整，使运动员的身体处于安全状态，当运动状态监测模块监测到的数值处于危险区时将会启动警报系统，开启便携式应急救生设备。所述的数据统计模块是对运动员的单次或者一段时间内的运动情况做出的统计。所述的智能库模块包括蚁群算法模型，根据总路程和运动员的身体各项指标，对全程速度变化做出一个优化方案。所述的便携式应急救生设备包括一个小型氧气囊，所述的小型氧气囊上端连接一呼吸管，呼吸管的另一端连接吸氧口罩。所述的智能运动终端是运动手环，所述的运动手环包括液晶显示装置和手带，所述的液晶显示装置的外形规格2.5cm×2.5cm，包括数据处理模块、预警模块、数据统计模块、智能库模块，手带由厚度3mm的硅胶材料制成,内侧有加速度传感器、脉搏传感器、血氧探头。所述的高原选在海拔2388米的青海多巴国家高原体育训练基地。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种应用于高原训练的安全运动系统，其特征在于，所述的运动系统包括智能运动终端、便携式应急救生设备，所述的智能运动终端包括运动状态监测模块、数据处理模块、预警模块、数据统计模块、智能库模块、显示模块，所述的运动状态监测模包括加速度传感器、脉搏传感器、血氧探头，所述的数据处理模块包括正常指标数据库和比对单元，所述的预警模块是指语音提示系统，根据运动员的实时身体状况给出合理意见，所述的数据统计模块是对运动员单次或一段时间内的运动情况进行的统计，所述的智能库模块包括蚁群算法模型，所述的显示模块是对智能库模块的优化结果进行显示，所述的便携式应急救生设备包括小型氧气背囊，所述的智能运动终端是腕式穿戴设备，在训练过程中，通过运动状态检测模块对运动员的身体状况进行监测，将检测结果经数据处理模块接收处理后，通过预警模块给出运动调节指示，所述的数据统计模块对全程运动数据进行统计，通过智能库模块的优化，给出合理意见。
2.如权利要求1所述的一种应用于高原训练的安全运动系统，其特征在于，所述的运动状态监测模块是对运动员身体状况实时监测，主要通过脉搏传感器、血氧探头对心率和血氧饱和度测量，所述的血氧探头是智能光感设备，所述的智能感光设备包括发光器件、光敏原件、放大电路、A/D转换电路、DSP处理器。
3.如权利要求1所述的一种应用于高原训练的安全运动系统，其特征在于，所述的数据处理模块包括人体正常指标数据库和比对单元，所述的人体正常指标数据库是根据运动员训练时的身体各项指标的数值设定，包括安全数值区，提示区和危险区。
4.如权利要求1所述的一种应用于高原训练的安全运动系统，其特征在于，所述的预警模块包括语音提示系统和警报系统，当运动状态监测模块监测到的数值处于提示区时会启动语音提示系统，对运动员的运动状况做出一定的调整，使运动员的身体处于安全状态，当运动状态监测模块监测到的数值处于危险区时将会启动警报系统，开启便携式应急救生设备。
5.如权利要求1所述的一种应用于高原训练的安全运动系统，其特征在于，所述的数据统计模块是对运动员的单次或者一段时间内的运动情况做出的统计。
6.如权利要求1所述的一种应用于高原训练的安全运动系统，其特征在于，所述的智能库模块包括蚁群算法模型，根据总路程和运动员的身体各项指标，对全程速度变化做出一个优化方案。
7.如权利要求1所述的一种应用于高原训练的安全运动系统，其特征在于，所述的便携式应急救生设备包括一个小型氧气囊，所述的小型氧气囊上端连接一呼吸管，呼吸管的另一端连接吸氧口罩。
8.如权利要求1所述的一种应用于高原训练的安全运动系统，其特征在于，所述的智能运动终端是运动手环，所述的运动手环包括液晶显示装置和手带，所述的液晶显示装置的外形规格2.5cm×2.5cm，包括数据处理模块、预警模块、数据统计模块、智能库模块，手带由厚度2.5-4.5mm的硅胶材料制成,内侧有加速度传感器、脉搏传感器、血氧探头。
9.如权利要求1所述的一种应用于高原训练的安全运动系统，其特征在于,所述的高原海拔高度在1500-2700米。
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