[發明專利]一種基于大數據的智能輔助鍛煉系統

有效

• 申請號: 202010158876.4
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111356110B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 劉政
• 申請（專利權）人: 北京奧康達體育產業股份有限公司
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W40/32;H04W40/02;H04W40/10;H04W40/20;H04W84/18;H04L12/715;G08B21/24;G08B3/10
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 劉艷玲

1.一種基于大數據的智能輔助鍛煉系統，其特征在于，包括：數據采集裝置、數據處理裝置、動作矯正裝置和顯示裝置；

其中，所述數據采集裝置，其基于無線傳感器網絡采集用戶的運動數據，并將所述運動數據發送至所述數據處理裝置；

所述數據處理裝置，用于根據所述運動數據識別出用戶的運動動作，并將所述運動動作與預設的規范運動動作進行比對，當所述運動動作與預設的規范運動動作不匹配時，則生成動作矯正指令；

所述動作矯正裝置，用于接收所述數據處理裝置生成的動作矯正指令，并執行所述動作矯正指令以對用戶的運動動作進行矯正；

所述顯示裝置，與所述數據處理裝置通信連接，其用于顯示用戶的運動數據，以及根據所述動作矯正指令，顯示與所述運動動作對應的規范運動動作視頻；

所述數據采集裝置包括：匯聚節點和多個用于采集用戶的運動數據的傳感器節點；

其中，所述匯聚節點和傳感器節點按照預設的分簇機制構建所述無線傳感器網絡；

所述匯聚節點和傳感器節點按照預設的分簇機制構建所述無線傳感器網絡，具體構建過程如下：

步驟一：所述匯聚節點和傳感器節點部署完成后，所述匯聚節點向全網廣播競選簇首指令，所述傳感器節點接收到所述競選簇首指令后，計算自身能夠成為簇首的優勢值；

步驟二：判斷傳感器節點成為簇首的優勢值是否大于高優勢閾值P_max，若大于P_max，則該傳感器節點成為簇首；否則，跳轉到步驟三；

步驟三：判斷傳感器節點成為簇首的優勢值是否小于低優勢閾值P_min，若小于P_min，則該傳感器節點不參與競選簇首；否則，跳轉到步驟四；

步驟四：若傳感器節點在上一輪分簇中為簇首，則該傳感器節點不參與競選簇首；否則，利用下式計算該傳感器節點能夠當選為簇首的概率值，若該傳感器節點能夠當選為簇首的概率值大于隨機生成的數A，其中，A的取值范圍為[0,1]，則該傳感器節點成為簇首，反之，則該傳感器節點不參與競選簇首；其中，傳感器節點能夠當選為簇首的概率值通過下式計算得到：

式中，Q_j為傳感器節點j能夠當選為簇首的概率值，N_r表示當前輪次中的簇首個數，Re(j)為傳感器節點j感知的空閑信道數，Re(i)為傳感器節點i感知的空閑信道數，d(j,BS)、d(i,BS)分別為傳感器節點j、傳感器節點i與匯聚節點BS之間的空間距離，E_res(j)、E_res(i)分別為傳感器節點j、傳感器節點i的當前剩余能量值，E₀(i)為傳感器節點i的初始能量值，I為傳感器節點個數，P_opt為預設的最優簇首比例，r為當前分簇的輪數，r_max為預設的分簇最大輪數，α為權重系數；

步驟五：未當選為簇首的傳感器節點加入到與之通信距離最近的簇首中，成為相應簇首的簇成員節點，完成分簇；

所述的高優勢閾值P_max通過下式計算得到：

式中，P_max為高優勢閾值，ρ_max為該無線傳感器網絡中傳感器節點的綜合性能指標的最大值，為該無線傳感器網絡中傳感器節點的綜合性能指標的平均值，SI_max為該無線傳感器網絡中傳感器節點接收到來自所述匯聚節點發送的信號強度值最大值，為該無線傳感器網絡中的傳感器節點接收到來自所述匯聚節點發送的信號強度值平均值，r為當前分簇的輪數，r_max為預設的分簇最大輪數；

所述的低優勢閾值P_min通過下式計算得到：

式中，P_min為低優勢閾值，ρ_max為該無線傳感器網絡中傳感器節點的綜合性能指標的最大值，為該無線傳感器網絡中傳感器節點的綜合性能指標的平均值，SI_max為該無線傳感器網絡中傳感器節點接收到來自所述匯聚節點發送的信號強度值最大值，SI_th為該無線傳感器網絡中的傳感器節點接收到來自所述匯聚節點發送的信號強度值的平均值，r為當前分簇的輪數，r_max為預設的分簇最大輪數。