本發(fā)明涉及運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)測，具體說是一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)今社會，人們對健康和體育鍛煉的關(guān)注日益增加，運(yùn)動生理學(xué)作為研究人體在運(yùn)動中生理功能變化的學(xué)科，其研究成果對提高運(yùn)動效果、預(yù)防運(yùn)動損傷、促進(jìn)健康具有重要的實(shí)際意義，隨著科技的進(jìn)步，特別是可穿戴設(shè)備和生物傳感技術(shù)的快速發(fā)展，運(yùn)動生理數(shù)據(jù)的采集和分析變得日益便捷和精確。

2、目前的運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控在運(yùn)動者運(yùn)動的時候只能進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，無法再采集時候根據(jù)訓(xùn)練者的實(shí)時運(yùn)動生理數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)訓(xùn)練強(qiáng)度，而且只能在運(yùn)動的時候得到監(jiān)測數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致訓(xùn)練者需要一直保持同等強(qiáng)度進(jìn)行訓(xùn)練，不能隨時根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)靈活調(diào)節(jié)訓(xùn)練強(qiáng)度，從而有效進(jìn)行改變訓(xùn)練，對此有必要提出一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法，包括監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括采集模塊、輸送模塊、存儲顯示模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和定制訓(xùn)練模塊；所述監(jiān)控系統(tǒng)包括采集模塊、輸送模塊、存儲顯示模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和定制訓(xùn)練模塊相互電性連接；

3、所述采集模塊通過運(yùn)動手環(huán)實(shí)時監(jiān)測監(jiān)測者的心率、血壓、血氧和運(yùn)動產(chǎn)生的乳酸，方便后續(xù)輸送。

4、所述輸送模塊通過藍(lán)牙或者wifi將采集模塊采集的運(yùn)動生理數(shù)據(jù)進(jìn)行無損傳送，便于進(jìn)行存儲處理。

5、所述存儲顯示模塊通過移動終端接收輸送模塊傳送的數(shù)據(jù)，進(jìn)行整體打包儲存，同時可以通過移動端實(shí)時查看數(shù)據(jù)。

6、所述數(shù)據(jù)處理模塊包括預(yù)處理模塊、特征提取模塊和分析模塊；

7、所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊是運(yùn)動生理數(shù)據(jù)處理與分析的第一步，其目的是提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，使數(shù)據(jù)更適合進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)，通過存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、濾波和去噪操作，以消除數(shù)據(jù)采集過程中的干擾，解析環(huán)節(jié)通過對心率、血壓、呼吸率等生理參數(shù)的分析，評估運(yùn)動員的生理狀態(tài)和運(yùn)動能力；

8、所述特征提取模塊是從原始數(shù)據(jù)中識別出最有用的信息，構(gòu)建新的特征集合，以提高模型性能，配合預(yù)處理模塊提取的信息作為基底，然后通過特征提取模塊搭建數(shù)據(jù)庫，不斷配合模型的訓(xùn)練；

9、所述分析模塊的選擇取決于研究目的和數(shù)據(jù)類型，根據(jù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)模型和運(yùn)算集進(jìn)行聚類分析、相關(guān)性分析和時間序列分析，此運(yùn)動生理數(shù)據(jù)的分析搭配隨機(jī)森林、梯度提升決策樹和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析運(yùn)算，對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入研究和解讀，挖掘運(yùn)動員生理參數(shù)與運(yùn)動表現(xiàn)之間的關(guān)系，為運(yùn)動訓(xùn)練和健康管理提供指導(dǎo)。

10、所述預(yù)處理模塊包括數(shù)據(jù)清洗模塊、數(shù)據(jù)歸一模塊、數(shù)據(jù)編碼模塊和數(shù)據(jù)分割模塊；

11、所述數(shù)據(jù)清數(shù)據(jù)清洗模塊處理數(shù)據(jù)中的缺失值、異常值和重復(fù)值；對于缺失值，可以采用填充策略，比如平均值、中位數(shù)和最頻繁值；對于異常值，可以通過箱線圖、標(biāo)準(zhǔn)差等方法進(jìn)行識別和處理；對于重復(fù)值，則予以刪除，進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗；

12、所述數(shù)據(jù)標(biāo)歸一模塊通過將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的尺度，以便于不同特征之間的比較，標(biāo)準(zhǔn)化通常將數(shù)據(jù)縮放到均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為1的范圍；歸一化則將數(shù)據(jù)縮放到特定的區(qū)間，如[0,?1]或[0,?100]，從而通過不區(qū)間快速定位數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析使用。

13、所述數(shù)據(jù)編碼模塊將類別數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以處理的數(shù)值形式，常用的編碼方法包括標(biāo)簽編碼和獨(dú)熱編碼，通過上述操作將采集數(shù)據(jù)進(jìn)行集中編碼區(qū)分，通過編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行提取運(yùn)行使用；

14、所述數(shù)據(jù)分割模塊將數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集和測試集，以便于模型的訓(xùn)練和驗(yàn)證；通過數(shù)據(jù)集作為模型訓(xùn)練抽區(qū)的整體，進(jìn)行不斷訓(xùn)練，同時通過測試集在調(diào)試的時候進(jìn)行測試，增加使用的整體效率。

15、所述特征提取模塊包括特征選擇模塊和特征收集模塊；

16、所述特征選擇模塊從數(shù)據(jù)原始特征中選擇出對模型最有用的特征，以減少模型的復(fù)雜度和過擬合風(fēng)險(xiǎn)；常用的特征選擇方法有過濾法、包裝法和嵌入法；通過過濾法對數(shù)據(jù)中的重復(fù)進(jìn)行過濾篩分，通過包裝法對運(yùn)動生理數(shù)據(jù)中缺失的數(shù)據(jù)進(jìn)行序列補(bǔ)充，通過嵌入法將公母數(shù)據(jù)集進(jìn)行嵌入運(yùn)行，配合數(shù)據(jù)集模塊不斷進(jìn)行運(yùn)算；

17、所述特征收集模塊從原始數(shù)據(jù)中合成新的特征，以更好地表達(dá)數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律，可以通過時間序列分析提取運(yùn)動過程中的生理變化特征。

18、所述定制訓(xùn)練模塊通過采集模塊采集數(shù)據(jù)后，然后通過數(shù)據(jù)處理模塊的整體數(shù)據(jù)清洗、拆分、提取和歸類，方便配合不同類型進(jìn)行量身設(shè)置訓(xùn)練計(jì)劃，同時隨時根據(jù)監(jiān)測運(yùn)動生理數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練強(qiáng)度修改。

19、一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法的使用方法，包括以下步驟：

20、s1：在需要對運(yùn)動員進(jìn)行運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控的時候，先將運(yùn)動手環(huán)佩戴在監(jiān)控人員身上，確定需要監(jiān)測的生理參數(shù)，選擇合適的采集設(shè)備，并對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和校準(zhǔn)；

21、s2：在運(yùn)動過程中，采集模塊會實(shí)時監(jiān)測并記錄生理數(shù)據(jù)，通過運(yùn)動手環(huán)實(shí)時監(jiān)測心率、血壓、血氧和乳酸數(shù)據(jù)，需要在運(yùn)動的時候立即進(jìn)行采集；此時采集到的數(shù)據(jù)通過輸送模塊中的藍(lán)牙或者wifi傳輸至電腦或其他設(shè)備，并進(jìn)行存儲和管理，然后通過存儲顯示模塊對采集的整體數(shù)據(jù)顯示處理；

22、s3：通過數(shù)據(jù)處理模塊分別對采集的生理數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、然后進(jìn)行特征提取，最后通過分析模塊整體進(jìn)行分析，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和解釋，得出運(yùn)動生理參數(shù)的實(shí)時變化和運(yùn)動后的生理反應(yīng)，為運(yùn)動訓(xùn)練和健康管理提供依據(jù)；

23、s4：通過定制訓(xùn)練模塊根據(jù)采集分析的數(shù)據(jù)實(shí)時對運(yùn)動者進(jìn)行計(jì)劃定制，隨時監(jiān)控得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行改變訓(xùn)練強(qiáng)度，避免運(yùn)動者訓(xùn)練受損。

24、本發(fā)明的有益效果：

25、本發(fā)明所述的一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法，通過精確的生理數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析，為運(yùn)動員或運(yùn)動愛好者提供個性化的訓(xùn)練建議，優(yōu)化訓(xùn)練計(jì)劃，提高運(yùn)動成績，減少運(yùn)動損傷風(fēng)險(xiǎn)，利用運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)測個體的健康狀況，早期發(fā)現(xiàn)潛在的健康問題，制定科學(xué)的運(yùn)動和飲食計(jì)劃，預(yù)防慢性疾病的發(fā)生，通過對運(yùn)動生理數(shù)據(jù)處理與分析方法的研究，促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

技術(shù)特征：

1.一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法的使用方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法，其特征在于，包括監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括采集模塊、輸送模塊、存儲顯示模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和定制訓(xùn)練模塊；所述監(jiān)控系統(tǒng)包括采集模塊、輸送模塊、存儲顯示模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和定制訓(xùn)練模塊相互電性連接；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法，其特征在于：所述輸送模塊通過藍(lán)牙或者wifi將采集模塊采集的運(yùn)動生理數(shù)據(jù)進(jìn)行無損傳送，便于進(jìn)行存儲處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法，其特征在于：所述存儲顯示模塊通過移動終端接收輸送模塊傳送的數(shù)據(jù)，進(jìn)行整體打包儲存，同時可以通過移動端實(shí)時查看數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理模塊包括預(yù)處理模塊、特征提取模塊和分析模塊；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法，其特征在于：所述預(yù)處理模塊包括數(shù)據(jù)清洗模塊、數(shù)據(jù)歸一模塊、數(shù)據(jù)編碼模塊和數(shù)據(jù)分割模塊；

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法，其特征在于：所述特征提取模塊包括特征選擇模塊和特征收集模塊；

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法，其特征在于：所述定制訓(xùn)練模塊通過采集模塊采集數(shù)據(jù)后，然后通過數(shù)據(jù)處理模塊的整體數(shù)據(jù)清洗、拆分、提取和歸類，方便配合不同類型進(jìn)行量身設(shè)置訓(xùn)練計(jì)劃，同時隨時根據(jù)監(jiān)測運(yùn)動生理數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練強(qiáng)度修改。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及人體生理數(shù)據(jù)監(jiān)測領(lǐng)域，具體的說是一種運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)控方法，包括監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括采集模塊、輸送模塊、存儲顯示模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和定制訓(xùn)練模塊；所述監(jiān)控系統(tǒng)包括采集模塊、輸送模塊、存儲顯示模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和定制訓(xùn)練模塊相互電性連接，所述采集模塊通過運(yùn)動手環(huán)實(shí)時監(jiān)測監(jiān)測者的心率，通過精確的生理數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析，為運(yùn)動員或運(yùn)動愛好者提供個性化的訓(xùn)練建議，優(yōu)化訓(xùn)練計(jì)劃，提高運(yùn)動成績，減少運(yùn)動損傷風(fēng)險(xiǎn)，利用運(yùn)動生理數(shù)據(jù)監(jiān)測個體的健康狀況，早期發(fā)現(xiàn)潛在的健康問題，制定科學(xué)的運(yùn)動和飲食計(jì)劃，預(yù)防慢性疾病的發(fā)生，通過對運(yùn)動生理數(shù)據(jù)處理與分析方法的研究，促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。

技術(shù)研發(fā)人員：宮立紅,李國俊,徐起麟,張冠男,魏鵬軼,王敬茹
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北省體育科學(xué)研究所（河北省體育局反興奮劑服務(wù)中心）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30