基于Oracle的運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

王剛

（西安思源學(xué)院 陜西 西安710038）

基于Oracle的運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

王剛

（西安思源學(xué)院 陜西 西安710038）

基于Oracle數(shù)據(jù)庫技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)，從系統(tǒng)硬件控制、軟件設(shè)計以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計方面，優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)方案，使設(shè)計的系統(tǒng)滿足實際應(yīng)用需求，以確?？梢蕴岣哌\動員的運動能力與運動成績。研究結(jié)果證實，基于Oracle設(shè)計實現(xiàn)運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)，可以提高數(shù)據(jù)庫性能與可操作性，科學(xué)診斷運動員的身體指標(biāo)，有效提高運動員訓(xùn)練能力。結(jié)論表明運用O-racle技術(shù)優(yōu)化設(shè)計實現(xiàn)運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)揮積極設(shè)計實現(xiàn)效益，能夠運用該系統(tǒng)對運動員身體指標(biāo)進(jìn)行實時監(jiān)測，防止出現(xiàn)過度疲勞或過度訓(xùn)練，為進(jìn)一步提升我國競技體育運動員訓(xùn)練水平發(fā)揮積極作用。

Oracle；運動身體指標(biāo)；設(shè)計；運動指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)

隨著當(dāng)前計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在運動員訓(xùn)練中，亟待優(yōu)化設(shè)計基于運動員身體指標(biāo)的實時監(jiān)測系統(tǒng)[1]。在傳統(tǒng)的運動員身體指標(biāo)監(jiān)測中，應(yīng)用體溫表、電子血壓計等設(shè)備監(jiān)測運動員身體指標(biāo)，雖然該方式監(jiān)測操作簡單，但這些裝置功能單一，若是需要隨時對多種健康指標(biāo)進(jìn)行檢測，必須隨身攜帶多種檢測裝置，給使用者帶來了麻煩[2-5]?；贠racle技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計實現(xiàn)Oracle運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)，可以實時的對人體體溫、脈搏、血壓進(jìn)行檢測，并將指標(biāo)數(shù)據(jù)存儲Oracle數(shù)據(jù)庫中，在有助于教練員通過系統(tǒng)了解運動員的形態(tài)指標(biāo)、機(jī)能指標(biāo)以及生理指標(biāo)，使設(shè)計的系統(tǒng)滿足使用需求。文章通過運用Oracle技術(shù)，設(shè)計運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)，確?？梢詫崟r檢測人體體溫、脈搏、血壓，同時將運動身體指標(biāo)存入數(shù)據(jù)庫，文章將對此做具體分析，為運動員身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)提供技術(shù)支持。

1 設(shè)計需求分析

在文章內(nèi)設(shè)計的運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)之中，需先根據(jù)客戶使用需求進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計的需求分析。需求分析表明，在設(shè)計系統(tǒng)中，確保可以運用運動生理學(xué)、運動醫(yī)學(xué)以及運動生物力學(xué)等多種理論方法，然后可以聯(lián)合多種方法手段，并在Oracle技術(shù)支持下，優(yōu)化設(shè)計出運動員身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)，

以系統(tǒng)的方式研究運動員訓(xùn)練過程，最終幫助運動員調(diào)整訓(xùn)練計劃，確?？梢允惯\動員的身體指標(biāo)可以達(dá)到最佳狀態(tài)[6]。運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計中，需要管理大量數(shù)據(jù)，運用Oracle技術(shù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，能夠確保設(shè)計的系統(tǒng)滿足實際應(yīng)用需求。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

人體健康檢測器的硬件電路主要由以下幾部分組成：體溫測量模塊、血壓測量模塊、脈搏測量模塊、時鐘電路、復(fù)位電路、電源電路、顯示電路、鍵盤電路、USB通信電路以及超常報警電路。

溫度傳感器DS18B20，在文章運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)中，應(yīng)用的DS18B20傳感器內(nèi)部，主要由溫度傳感器、64位的光刻ROM、溫度報警觸發(fā)器以及高速暫存器4部分組成[7]。把DS18B20的數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的P23腳連接，再加上上拉電阻。

血壓測量模塊采用壓力傳感器ASDX001，在系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用該壓力傳感器能夠測量運動員的絕對壓、以及表力壓[8]。該模塊在系統(tǒng)硬件內(nèi)的接線方式，如圖1所示。

圖1 血壓測量設(shè)備接法

脈搏測量應(yīng)用指套式的透射型光電傳感器，實現(xiàn)了光電隔離，減少了對后級模擬電路的干擾。 脈搏信號采集運動身體指標(biāo)中，當(dāng)運動員脈搏跳動之時，由于血脈跳動將會使手指的透光性變?nèi)?，此時透射型光電傳感器中紅外接收三極管內(nèi)的暗電流量也會減小，導(dǎo)致電路的輸出電壓出現(xiàn)上升趨勢，據(jù)此可以監(jiān)測運動員脈搏變化[9]。如圖2所示。

圖2 接線方式

同時，在實際中，若是運動員的脈搏每分鐘只有50次時，則傳感器輸出信號的頻率很低，只有0.78 Hz；而在脈搏每分鐘200次時，頻率也只有3.33 Hz；為進(jìn)一步提升系統(tǒng)監(jiān)測運動身體指標(biāo)的精度，可以應(yīng)用R4、C5濾波對脈搏監(jiān)測信號進(jìn)行濾波，有效濾除高頻干擾，然后，再經(jīng)C5、C6耦合電容進(jìn)行線性，最后，可以將數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)輸出端[10]。

在文章運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)中，應(yīng)用AT89C51作為系統(tǒng)硬件單片機(jī)中的核心元件；系統(tǒng)的顯示電路部分，則是采用基于HD44780控制器控制的LM016L液晶顯示器[11]。液晶顯示模塊控制指令共11條，其中9條針對命令寄存器IR的，另外2條是針對數(shù)據(jù)寄存器DR的。

3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

3.1 構(gòu)建系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)

在文章設(shè)計基于Oracle的運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)中，對于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，應(yīng)用Oracle技術(shù)，優(yōu)化構(gòu)建系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)模型。在文章設(shè)計的Oracle數(shù)據(jù)庫中，將針對“運動員”以及“采樣樣本”，構(gòu)建基礎(chǔ)的概念結(jié)構(gòu)，其中，“運動員”實體與“采樣樣本”實體之間存在著一對多的關(guān)聯(lián)，也就是針對“運動員”實體，可以擁有多個不同的“采樣樣本”，而針對一個“采樣樣本”，則只可以有一個“運動員”實體。在系統(tǒng)數(shù)據(jù)設(shè)計中，通過“采樣樣本”實體，可以使“運動員”與其各個“監(jiān)測指標(biāo)”實體關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)概念結(jié)構(gòu)模型如圖3所示。

圖3 運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)模型

基于Oracle技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)，各個實體之間，對于一個“采樣樣本”，能夠?qū)?yīng)有一個或幾個不同的“運動身體監(jiān)測指標(biāo)（如運動的形態(tài)指標(biāo)、身體機(jī)能指標(biāo)、生理指標(biāo)以及生化檢驗指標(biāo)等）”，還可以將不同的監(jiān)測指標(biāo)劃分為一個實體，細(xì)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，使設(shè)計的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫運行效率得到提升。

3.2 設(shè)計索引

基于Oracle設(shè)計運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)，將會應(yīng)用索引以及序列提高Oracle數(shù)據(jù)庫的性能，提升系統(tǒng)設(shè)計好之后Oracle數(shù)據(jù)庫的可操作性。在實際運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計過程中，在沒創(chuàng)建表索引時，當(dāng)讀取、查詢Oracle數(shù)據(jù)庫內(nèi)運動身體指標(biāo)記錄時，要進(jìn)行全數(shù)據(jù)掃描，降低系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫處理數(shù)據(jù)的效率低[12]；若是創(chuàng)建索引，則可以通過索引鍵取代全數(shù)據(jù)表掃描檢索的傳統(tǒng)方式，從而可以提高系統(tǒng)檢索數(shù)據(jù)效率[13-14]。在文章設(shè)計的Oracle運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)索引中，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)列的多少、是否有唯一索引值以及索引數(shù)據(jù)組織形式等因素，對索引表進(jìn)行分類，具體的數(shù)據(jù)索引創(chuàng)建方法，如下所示：

1）在本次Oracle索引創(chuàng)建中，根據(jù)“運動員編號”字段為“運動員”表創(chuàng)建唯一的索引“，按“采樣編號”字段為其在的采樣樣本、形態(tài)指標(biāo)以及機(jī)能指標(biāo)等創(chuàng)建唯一索引，以確保可以提高根據(jù)編號查詢Oracle表的速度。

2）按“運動員編號”字段為“采樣樣本”表創(chuàng)建單列索引。

3）還可以根據(jù)“運動員的姓名、出生日期、身份證號、電話數(shù)據(jù)”字段，為“運動員”表創(chuàng)建復(fù)合索引。

3.3 優(yōu)化設(shè)計數(shù)據(jù)庫的序列

基于Oracle技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)，對于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫序列設(shè)計中，能夠根據(jù)Oracle技術(shù)中的Sequence Generator序列生成器，為數(shù)據(jù)庫生成具有惟一數(shù)字，使其作為數(shù)據(jù)庫對象的主鍵值，然后還可以將該序列值裝入到系統(tǒng)內(nèi)存，有效提高用戶訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫查詢運動身體指標(biāo)數(shù)據(jù)的效率[15]。文章中Oracle數(shù)據(jù)序列設(shè)計中，具體序列設(shè)計方法如下所示：

1）可以為系統(tǒng)內(nèi)建立的每個序列指定一個唯一名稱，并且，在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，可以自動遞增序列號，也可以自動遞減序列號。在使用遞增數(shù)字之時，若是不使用序列則需要編寫相應(yīng)的程序，以此來生成數(shù)字值，這樣將會增加系統(tǒng)于Oracle數(shù)據(jù)庫的運行負(fù)擔(dān)；建立Oracle序列，使用序列可簡化系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理過程[16]，使系統(tǒng)高效處理數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)。

2）在系統(tǒng)Oracle數(shù)據(jù)庫中引用序列時，可以通過偽列NEXTVAL或是CURRVAL引用序列，其中CURRVAL可以返回當(dāng)前序列的值，NEXTVAL則可以返回下一個序列的值。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

4.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

軟件系統(tǒng)主要包括身體指標(biāo)檢測單元端軟件和計算機(jī)端軟件2個部分。身體指標(biāo)檢測單元端軟件主要實現(xiàn)身體指標(biāo)的實時采集和傳輸功能；計算機(jī)端軟件主要實現(xiàn)身體指標(biāo)數(shù)據(jù)的接收、顯示和存儲等功能。

4.2 軟件主程序設(shè)計

首先對系統(tǒng)和外接芯片進(jìn)行初始化，然后程序反復(fù)對鍵盤進(jìn)行讀取，如果有鍵按下，則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的處理程序。按下S1鍵時，轉(zhuǎn)入對體溫的檢測并顯示；按下S2鍵時，轉(zhuǎn)入對人體血壓的檢測并顯示；按下S3鍵時，轉(zhuǎn)入對脈搏的檢測并將其值顯示出來；按下S4鍵時，所有程序結(jié)束。當(dāng)體溫，血壓，脈搏檢測完了之后，重新返回讀鍵盤程序，讀取鍵盤并執(zhí)行相應(yīng)的程序，直到有結(jié)束鍵按下，則主程序結(jié)束。重新運行時，要等到下次開機(jī)，如圖4所示。

圖4 軟件主程序流程

4.3 顯示程序流程設(shè)計

文章設(shè)計LCD1602顯示的內(nèi)容是被測量者一分鐘的脈搏次數(shù)。設(shè)置的動態(tài)顯示方式是顯示的內(nèi)容在屏幕上從左向右移動。能夠從中斷程序之中得到運動身體指標(biāo)監(jiān)測結(jié)果，具體顯示出監(jiān)測得出的身體指標(biāo)數(shù)據(jù)。流程如圖5所示。

在Oracle運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)的液晶屏中，將在第一行顯示出字符“your pulse is：”，在第二行顯示出脈搏數(shù)。其數(shù)據(jù)口為P0口。

圖5 顯示程序流程圖

5 結(jié) 論

綜上所述，基于Oracle技術(shù)優(yōu)化設(shè)計運動身體指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)，可以將監(jiān)測得到的運動數(shù)據(jù)存儲在Oracle數(shù)據(jù)庫中，不僅有助于在今后高效利用運動身體指標(biāo)數(shù)據(jù)，也可以方便管理數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)，提升運動身體監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲性能，易于系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護(hù)，提升系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)效益。

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Design and implementation of sports body index monitoring system based on Oracle

WANG Gang
（Xi'an Siyuan University，Xi'an 710038，China）

Based on the Oracle database technology，optimization design of motion body index monitoring system，control system，the hardware and software design，database design，system design optimization design scheme，the system designed to meet the needs of practical application，to ensure that can improve exercise capacity and athletic performance of athletes.The results show that the design and implementation of moving body index monitoring system based on Oracle can improve the performance and operability of the database，scientifically diagnose the body indexes of athletes，and effectively improve the training ability of athletes.The conclusion shows that the use of Oracle technology to achieve optimal design of motion body index monitoring system design and implementation，play a positive benefit，can use the system for real-time monitoring of the athletes physical indicators，to prevent excessive fatigue or excessive training，in order to further improve China's competitive sports athletes training level play a positive role.

Oracle； sports body index； design； exercise index monitoring system

TN99

A

1674－6236（2017）17-0148-04

2016-11-24稿件編號：201611203

王 剛（1976—），男，陜西西安人，碩士，講師。研究方向：體育教育訓(xùn)練學(xué)。