本發明涉及智能健身器材，更具體地說，本發明涉及一種分布式智能健身器材群控系統。

背景技術：

1、隨著物聯網和智能技術的發展，人們對于健身器材的智能化管理需求日益增加，期望能夠通過一個系統對多個健身器材進行統一控制，實現使用時間管理、運動數據統計；因此，開發一種能夠集中控制多個智能健身器材、提供個性化指導和全面數據反饋的群控系統顯得尤為重要。

2、傳統的健身器材控制系統包括基本控制模塊和顯示模塊；其中基本控制模塊主要負責對單個健身器材的基本操作控制，包括啟動、停止和暫停功能；為用戶提供最基本的操作手段；顯示模塊：一般會顯示一些基本信息，包括運動時間、速度、距離、消耗的卡路里，幫助用戶直觀地了解自己的運動情況，用戶提供簡單的運動數據反饋，使用戶可以掌握自己在使用器材過程中的基本運動信息，便于用戶調整運動強度和時間。

3、但是其在實際使用時，仍舊存在一些缺點，如缺乏集中管理功能，傳統健身器材的控制系統通常只能對單個器材進行控制，當需要對所有器材進行操作時，需要逐個操作，效率低下；數據收集不全面，傳統控制系統的顯示模塊僅能顯示一些基本的數據，難以對用戶的長期運動數據進行收集和深入分析，且控制系統相對獨立的，各個器材之間的數據采集沒有集成在一起，不同器材之間的數據無法進行整合和共享；數據分析能力差，傳統健身器材控制系統內部處理能力有限，無法對數據進行深入的模式識別和趨勢分析。

4、因此，亟需提供一種分布式智能健身器材群控系統，以解決現有的健身器材的控制系統缺乏集中管理功能、缺乏集中管理功能、缺乏集中管理功能的問題。

技術實現思路

1、為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的實施例提供一種分布式智能健身器材群控系統，通過以下方案，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種分布式智能健身器材群控系統，包括：

3、控制區域確定模塊：用于將目標健身器材數據確定為目標控制區域，然后按照等時間的劃分方式劃分為子區域，并將目標控制區域內各子區域按等時間依次編號為1，2，...，i，...，n；按健身器材的不同依次編號為1，2，...，j，...，m；

4、運動數據采集模塊：用于獲取目標健身器材的運動數據，并將運動數據輸送至運動數據處理模塊

5、運動數據處理模塊：用于將運動數據采集模塊采集的運動數據進行分析處理得到力學強度數據影響系數值、代謝數據影響系數值以及疲勞度數據影響系數值，并將其輸送到綜合分析模塊；

6、器材數據采集模塊：用于實時獲取目標健身器材的器材數據，并將器材數據輸送至器材數據處理模塊；

7、器材數據處理模塊：用于將器材數據采集模塊采集的器材數據進行分析處理得到器材運行數據影響系數值和器材能耗數據影響系數值，并將其輸送到綜合分析模塊；

8、綜合數據分析模塊：用于將運動數據處理模塊和器材數據處理模塊得到的力學強度數據影響系數值、代謝數據影響系數值、疲勞度數據影響系數值、器材運行數據影響系數值以及器材能耗數據影響系數值導入健身器材控制方式合理度指數數學模型中，得到健身器材控制方式合理度指數值，并將其輸送至控制方式評估模塊；

9、控制方式評估模塊：用于將綜合數據分析模塊所得健身器材控制方式合理度指數值與多個運動方式下的預設健身器材控制方式合理度指數值進行對比，計算健身器材控制方式合理度指數值與多個運動方式下的預設健身器材控制方式合理度指數值的差異值的最小值，當差異值的最小值小于預設差異值時，將判斷結果和目標健身器材數據輸送至數據交互輸送模塊；當差異值的最小值大于預設差異值時，將判斷結果和目標健身器材數據輸送至健身器材控制模塊；

10、所述健身器材控制模塊用于根據判斷結果和目標健身器材數據將健身器材調整至下一標準的運動方式，然后將判斷結果和目標健身器材數據輸送至數據交互輸送模塊；

11、數據交互輸送模塊：用于將控制方式評估模塊得到的差異值、判斷結果和目標健身器材數據傳輸至用戶信息端，提供用于用戶做出群體調整措施的參考數據。

12、優選的，所述運動數據包括力學強度數據影響參數、代謝數據影響參數以及疲勞度數據影響參數；

13、所述力學強度數據影響參數包括發力點壓強，記作p；運動阻力，記作f；運動做功量，記作w；力量輸出，記作f；力量持續時間，記作t；代謝數據影響參數包括攝氧量，記作vo；氧脈搏，記作po；呼吸頻率，記作rf；呼吸流量，記作q；心率，記作h；疲勞度數據包括體溫，記作t；皮膚電導率，記作g；肌肉電信號，記作emg；出汗量，記作s；脈壓，記作pp。

14、優選的，所述運動數據處理模塊包括力學強度數據影響系數計算單元、代謝數據影響系數計算單元以及疲勞度數據影響系數計算單元。

15、優選的，所述力學強度數據影響系數計算單元用于將力學強度數據影響參數導入力學強度數據影響系數數學模型中，得到力學強度數據影響系數值；代謝數據影響系數計算單元用于將代謝數據影響參數導入代謝數據影響系數數學模型中，得到代謝數據影響系數值；疲勞度數據影響系數計算單元用于將疲勞度數據影響參數導入疲勞度數據影響系數數學模型中，得到疲勞度數據影響系數值。

16、優選的，所述力學強度數據影響系數數學模型具體為：

17、，

18、代謝數據影響系數數學模型具體為：

19、，

20、疲勞度數據影響系數數學模型具體為：

21、，

22、其中p（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的發力點壓強；pmax表示發力點最大壓強；f（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的運動阻力；fmin表示最小運動阻力；w（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的運動做功量；w（i-1，j）表示第i-1個時間段，第j個健身器材的運動做功量；f（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的力量輸出；fmax表示最大力量輸出；t（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的力量持續時間；tmax表示最大力量持續時間；vo（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的攝氧量；po（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的氧脈搏；rf（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的呼吸頻率；rfr表示靜息呼吸頻率；q（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的呼吸流量；qmax表示最大呼吸流量；h（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的心率；hr表示靜息心率；t（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的體溫；tr表示靜息體溫；g（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的皮膚電導率；gi表示靜息皮膚電導率；gmax表示最大皮膚電導率；emg（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的肌肉電信號；emgmax表示最大肌肉電信號；s（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的出汗量；smax表示最大出汗量；pp（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的脈壓；ppr表示靜息脈壓；ppmax表示最大脈壓。

23、優選的，所述器材數據包括器材運行數據影響參數和器材能耗數據影響參數；

24、所述器材運行數據影響參數包括電機轉速，記作r；器材負載，記作l；器材振動幅度，記作a；器材部件應力，記作σ；器材功率，記作p；器材能耗數據影響參數包括器材功率，記作p；器材能量轉換效率，記作η；器材使用時長，記作h；器材運行電流，記作i。

25、優選的，所述器材數據處理模塊包括器材運行數據影響系數計算單元和器材能耗數據影響系數計算單元。

26、優選的，所述器材運行數據影響系數計算單元用于將器材運行數據影響參數導入器材運行數據影響系數數學模型中，得到器材運行數據影響系數值；器材能耗數據影響系數計算單元用于將器材能耗數據影響參數導入器材能耗數據影響系數數學模型中，得到器材能耗數據影響系數值。

27、優選的，所述器材運行數據影響系數數學模型具體為：

28、，

29、器材能耗數據影響系數數學模型具體為：

30、，

31、其中r（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的電機轉速；rmin表示最低允許電機轉速；l（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的器材負載；lmin表示最低允許器材負載；a（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的器材振動幅度；amin表示最低器材振動幅度；σ（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的器材部件應力，p（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的器材功率；pmax表示器材最大功率；pmin器材最小功率；η（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的器材能量轉換效率；h（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的器材使用時長；hmax表示最大器材使用時長；i（i，j）表示第i個時間段，第j個健身器材的器材運行電流；imax表示最大器材運行電流。

32、優選的，所述健身器材控制方式合理度指數數學模型具體為：

33、，

34、其中αj表示第j個健身器材的力學強度數據影響系數值，βj表示第j個健身器材的代謝數據影響系數值，γj表示第j個健身器材的疲勞度數據影響系數值，δj表示第j個健身器材的器材運行數據影響系數值，κj表示第j個健身器材的器材能耗數據影響系數值。

35、本發明的技術效果和優點：

36、本發明通過對所有健身器材的數據進行分析處理，能夠同時管理多個器材，只需一次操作即可實現對所有器材的控制，提高控制效率；

37、本發明通過器材數據處理模塊分析處理多個不同健身器材的數據，能夠全面追蹤并記錄用戶的長期運動信息，實現深度洞察，且各個健身器材的數據采集相互連接，確保不同器材間的數據可以整合共享，為用戶提供全方位、一體化的數據分析；

38、本發明通過同時對運動數據和器材數據進行分析處理，能夠為用戶提供深入、有價值的運動洞察，幫助用戶對自身健身效果進行有效分析。