体校运动训练医务监督系统硬件设计(附件)
随着社会的发展，人民生活水平在提高,体育已经成为人们一种健康的行为模式。体育由一种理论和技能的课程学习转化为在"健康第一"思想指导下,以科学有效、增强体质、提高体育素养为目标。体育医务监督是达到这一目标十分重要的环节之一。作为体校，更应该注重运动训练的医务监督。本设计采用PC机结合单片机控制的方式，以单片机作为主控制器，处理来自心率脉搏传感器、温度传感器的信息，得到运动员的心率、脉搏、体温，再通过USB实时传输到PC。同数据库中的数据对比，给出最合理的健康运动训练的方案，使得运动员的身体状况能处于一个相对比较稳定的状态。关键词 医务监督，单片机，PC机，传感器，数据库
目 录
绪论 1
研究背景及意义 1
国内外研究状况及发展趋势 1
主要研究内容 2
2 总体设计 4
2.1 总体设计概述 4
2.2 主要软件简介 5
2.3 PC机和下位机通信简介 5
2.4 通信协议 7
2.5 系统设计思路 8
3 系统硬件设计 8
3.1 系统的组成 8
3.2 系统功能模块设计 9
4 下位机软件部分研究 17
5 上位机内容简介 19
5.1 EXCEL 19
5.2 数据库 20
6 硬件电路调试 22
6.1 检查电路 22
6.2 通电观察22
6.3 静态调试 22
6.4 动态调试 23
6.5 指标测试 26
7 电路及PC机仿真 26
7.1 电路仿真 26
7.2 PC机部分仿真 27
结论 29
致谢 30
参考文献 31
附录1：硬件电路原理图 32
1 绪论
1．1 研究背景及意义
随着人们生活水平的不断提高,体育已然成为人们的一种健康的行为方式,体育由一开始的只是一种理论和技能的课程学习转变为在"健 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
康第一"思想指导下,以安全卫生、科学有效、增强体质、增进健康、提高体育素养、促进身心发展为目标,体育医务监督是达到这一目标十分重要的环节之一[1]。以体育事业、教育、发展为核心与发展方向的体育学校（简称体校），更应该注重运动训练的医务监督。
人体是通过各类器官系统构成的有机整体。进行体育训练时，看上去貌似只有肌肉在活动，其实不然，因为你身体的呼吸、血液循环等器官都同时在参与活动。在训练中，我们得保证我们的运动员的肌肉、肌腱都处于良好的状态，弹性和伸展性都很好，不会因突然收缩而拉伤。而如何保证我们的运动员的好状态，避免与减少运动带来的伤病，保证体校训练进行顺利，医务监督是不二选择。透过医务监督的测量数据，随时跟进运动员的健康情况，让其在不突破自己的生理限度时也能完全发挥竞技技能，拿到最佳成绩；同时也能使参加运动者达到治疗或康复某些疾病的目的。
与此同时，性能价格方面更具吸引力的单片机系统在实时监控、智能仪器仪表等领域的应用范围随半导体技术飞速发展越发广泛。被大量应用在家电、玩具、游戏机、机电一体化产品、计算机外围设备、工业控制和分布式监控领域。
而关于医务监督的理解也应该随之更新，变得更贴近现在社会发展的步调。从医务监督在运动训练比赛中的意义来看，它突出内因，能依靠分析具体的矛盾选择对应的恢复方式；它作为一种综合性的恢复手段、强调与训练联系紧密。而现在的医务监督不应该只局限于医学方面的单方面研究，而是应该研究其如何结合单片机和PC机，去实时采集人体的各项数据，完整的记录其变化，并保存下来。既能给被监测对象详细的了解自己的身体机能，还能传入后方的医务监督大数据库。医务监督大数据库的建立，不仅能为世人提供大量科学且详细的资料，为下一次出现的问题提供参考方案还能给后人提供无与伦比的宝贵经验。
1．2 国内外研究状况及发展趋势
运动医务监督隶属于运动医学。他研究运动员健康与否，研究什么影响了运动能力。而运动医学独立出去，成为了一门独立多学科，已有六十年了。运动医学这门学科十分符合时代发展趋势——科技的腾飞与体育运动的普及。
医务监督的发展总体来看发展是较快速且健全，但近几年国内对体校运动训练医务监督的研究还是普遍并不够重视。运行机制十分缺乏，运动训练医务监督制度并不完善。医务监督所需的场地、设施、医疗器械仍是十分匮乏。
在查阅资料时，我发现，早在1987年，法国就创作了优秀运动员医务监督档案计算机化管理系统[2]。把所有医疗记录都记录在卡片上。这种卡能连接PC，且在PC上也能对其操作。并在1988年的汉城奥运会上启用这种卡片。
近几年，“大数据”风靡IT界，它大量收集了关于某些行业与事物的数据，用专业手段对其进行分析并处理。提供有价值的分析结果，把海量的数据转换成有价值的力量。而对于体校运动员来说，训练的科学性十分重要。同样的道理，我们也可以把大数据应用到对训练的监督上，进行全面的数据整合。在弱项进行大量的练习。能快速有效的提高训练的效果，以此来提升我们运动员的竞技水平。在这方面，欧美国家走在最前端。
就拿前几年，GPSSPORTS推出的运动背心来举例。它是监测球员身体状况的装置，跟踪器放入背心的背后的安装袋里，心率带放置于胸前，即可收到各种心率数据，并以此来计算运动员的速度、加速度、冲击力等数据。同时能把数据传输PC上，让教练能实时了解运动员的身体状况。通过这运动背心能收集大量的运动员数据。当一段时间过后，还可以使用专业的软件对其进行解析，即可得出不同项目/性别的运动员的最佳训练方案。
放眼国内，医务监督与电子设备结合的产品发展也很迅速，以2014年7月22日北京小米手环科技有限责任公司发布的小米手环1为例。小米手环1主要功能是查看运动量、检测睡眠质量，可以通过手机应用实时查看运动量，帮助用户监测自己身体的各项数据。今年的5月份，该公司还将发布小米手环3。小米手环3还将支持心率、计步、NFC。功能扩展性更高。
目 录
绪论 1
研究背景及意义 1
国内外研究状况及发展趋势 1
主要研究内容 2
2 总体设计 4
2.1 总体设计概述 4
2.2 主要软件简介 5
2.3 PC机和下位机通信简介 5
2.4 通信协议 7
2.5 系统设计思路 8
3 系统硬件设计 8
3.1 系统的组成 8
3.2 系统功能模块设计 9
4 下位机软件部分研究 17
5 上位机内容简介 19
5.1 EXCEL 19
5.2 数据库 20
6 硬件电路调试 22
6.1 检查电路 22
6.2 通电观察22
6.3 静态调试 22
6.4 动态调试 23
6.5 指标测试 26
7 电路及PC机仿真 26
7.1 电路仿真 26
7.2 PC机部分仿真 27
结论 29
致谢 30
参考文献 31
附录1：硬件电路原理图 32
1 绪论
1．1 研究背景及意义
随着人们生活水平的不断提高,体育已然成为人们的一种健康的行为方式,体育由一开始的只是一种理论和技能的课程学习转变为在"健 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
康第一"思想指导下,以安全卫生、科学有效、增强体质、增进健康、提高体育素养、促进身心发展为目标,体育医务监督是达到这一目标十分重要的环节之一[1]。以体育事业、教育、发展为核心与发展方向的体育学校（简称体校），更应该注重运动训练的医务监督。
人体是通过各类器官系统构成的有机整体。进行体育训练时，看上去貌似只有肌肉在活动，其实不然，因为你身体的呼吸、血液循环等器官都同时在参与活动。在训练中，我们得保证我们的运动员的肌肉、肌腱都处于良好的状态，弹性和伸展性都很好，不会因突然收缩而拉伤。而如何保证我们的运动员的好状态，避免与减少运动带来的伤病，保证体校训练进行顺利，医务监督是不二选择。透过医务监督的测量数据，随时跟进运动员的健康情况，让其在不突破自己的生理限度时也能完全发挥竞技技能，拿到最佳成绩；同时也能使参加运动者达到治疗或康复某些疾病的目的。
与此同时，性能价格方面更具吸引力的单片机系统在实时监控、智能仪器仪表等领域的应用范围随半导体技术飞速发展越发广泛。被大量应用在家电、玩具、游戏机、机电一体化产品、计算机外围设备、工业控制和分布式监控领域。
而关于医务监督的理解也应该随之更新，变得更贴近现在社会发展的步调。从医务监督在运动训练比赛中的意义来看，它突出内因，能依靠分析具体的矛盾选择对应的恢复方式；它作为一种综合性的恢复手段、强调与训练联系紧密。而现在的医务监督不应该只局限于医学方面的单方面研究，而是应该研究其如何结合单片机和PC机，去实时采集人体的各项数据，完整的记录其变化，并保存下来。既能给被监测对象详细的了解自己的身体机能，还能传入后方的医务监督大数据库。医务监督大数据库的建立，不仅能为世人提供大量科学且详细的资料，为下一次出现的问题提供参考方案还能给后人提供无与伦比的宝贵经验。
1．2 国内外研究状况及发展趋势
运动医务监督隶属于运动医学。他研究运动员健康与否，研究什么影响了运动能力。而运动医学独立出去，成为了一门独立多学科，已有六十年了。运动医学这门学科十分符合时代发展趋势——科技的腾飞与体育运动的普及。
医务监督的发展总体来看发展是较快速且健全，但近几年国内对体校运动训练医务监督的研究还是普遍并不够重视。运行机制十分缺乏，运动训练医务监督制度并不完善。医务监督所需的场地、设施、医疗器械仍是十分匮乏。
在查阅资料时，我发现，早在1987年，法国就创作了优秀运动员医务监督档案计算机化管理系统[2]。把所有医疗记录都记录在卡片上。这种卡能连接PC，且在PC上也能对其操作。并在1988年的汉城奥运会上启用这种卡片。
近几年，“大数据”风靡IT界，它大量收集了关于某些行业与事物的数据，用专业手段对其进行分析并处理。提供有价值的分析结果，把海量的数据转换成有价值的力量。而对于体校运动员来说，训练的科学性十分重要。同样的道理，我们也可以把大数据应用到对训练的监督上，进行全面的数据整合。在弱项进行大量的练习。能快速有效的提高训练的效果，以此来提升我们运动员的竞技水平。在这方面，欧美国家走在最前端。
就拿前几年，GPSSPORTS推出的运动背心来举例。它是监测球员身体状况的装置，跟踪器放入背心的背后的安装袋里，心率带放置于胸前，即可收到各种心率数据，并以此来计算运动员的速度、加速度、冲击力等数据。同时能把数据传输PC上，让教练能实时了解运动员的身体状况。通过这运动背心能收集大量的运动员数据。当一段时间过后，还可以使用专业的软件对其进行解析，即可得出不同项目/性别的运动员的最佳训练方案。
放眼国内，医务监督与电子设备结合的产品发展也很迅速，以2014年7月22日北京小米手环科技有限责任公司发布的小米手环1为例。小米手环1主要功能是查看运动量、检测睡眠质量，可以通过手机应用实时查看运动量，帮助用户监测自己身体的各项数据。今年的5月份，该公司还将发布小米手环3。小米手环3还将支持心率、计步、NFC。功能扩展性更高。
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