高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蔡偉

摘 要： 普通運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)不能快速完成數(shù)據(jù)類型識(shí)別，并且根據(jù)識(shí)別結(jié)果未能完成運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分類。為了解決此問題，設(shè)計(jì)高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)。通過系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)模塊設(shè)計(jì)、智能控制模塊設(shè)計(jì)，完成系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì);通過競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)管理流程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)解壓流程設(shè)計(jì)，完成系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)后，競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)類型識(shí)別速度明顯提升，緩解了運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分類壓力。

關(guān)鍵詞： 高加速度; 競(jìng)技運(yùn)動(dòng); 數(shù)據(jù)智能控制; 數(shù)據(jù)模塊; 數(shù)據(jù)庫; 解壓流程; 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TN911?34; TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2018）12?0059?04

Abstract： As the ordinary sports data intelligent control system cannot quickly complete data type recognition， or complete sports data classification according to the recognition results， a high accelerated?speed data intelligent control system for competitive sports is designed. The hardware design of the system is accomplished by means of the design of the system′s functional structure， high accelerated?speed competitive sports data module， and intelligent control module. The software design of the system is accomplished by means of the design of the competitive sports data management process， database and data decompression process. The contrast experiment was designed. The results show that the high accelerated?speed data intelligent control system for competitive sports can obviously improve the recognition speed of competitive sports data type， and alleviate the pressure of sports data classification.

Keywords： high accelerated?speed; competitive sports; data intelligent control; data module; database; decompression process; system design

0 引 言

普通運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)以C++ Builder技術(shù)作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理的主要依據(jù)，利用SQL Server作為后臺(tái)支持?jǐn)?shù)據(jù)庫，幫助數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理過程的順利實(shí)現(xiàn)。在客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的支持下，SQL Server數(shù)據(jù)庫的安全高效性、可靠性、資源共享性、便于管理性等特點(diǎn)得到了實(shí)現(xiàn)[1?2]。普通系統(tǒng)中C++ Builder技術(shù)以WIN32操作系統(tǒng)作為軟件支持，使普通運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)的智能性與控制性得以實(shí)現(xiàn)。但隨著科學(xué)技術(shù)手段的持續(xù)發(fā)展，普通運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)不能快速完成數(shù)據(jù)類型識(shí)別，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果未能完成運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分類[3?4]。為了提升普通運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)識(shí)別準(zhǔn)確性，引入高加速度相關(guān)概念，對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，提出一種高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)。在功能結(jié)構(gòu)、控制模塊等硬件方面，及數(shù)據(jù)庫、管理流程等軟件方面，對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方式，證明新型系統(tǒng)與普通系統(tǒng)相比，其運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能分類的速度確實(shí)得到有效提升。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)硬件功能結(jié)構(gòu)包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理兩大部分。其中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集可細(xì)化為運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兩個(gè)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)處理包含運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)庫訪問兩個(gè)結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示結(jié)構(gòu)可細(xì)化為運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)曲線繪制兩個(gè)部分[5?6]。數(shù)據(jù)庫訪問可細(xì)化為歷史運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)查詢、歷史運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)顯示、數(shù)據(jù)庫操作、運(yùn)動(dòng)報(bào)表打印、運(yùn)動(dòng)警示提醒記錄五個(gè)部分。具體系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

1.2 高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)模塊設(shè)計(jì)

高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)訪問組件的集中控制。對(duì)時(shí)間訪問組件來說，所有結(jié)構(gòu)都處于同一數(shù)據(jù)模塊之上，可以令所有Form都共享到該模塊上的資源。

通過這樣的數(shù)據(jù)模塊形式，使得所有數(shù)據(jù)表組件在被改動(dòng)的同時(shí)，數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)也能得到相應(yīng)的改動(dòng)[7]。如果把普通運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)的硬件數(shù)據(jù)模塊視為傳統(tǒng)Three?Tier邏輯結(jié)構(gòu)，高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)模塊以C++ Builde作為主要控制結(jié)構(gòu)，其DataModule的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)程序處理結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.3 高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制模塊設(shè)計(jì)

高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)硬件智能控制模塊，通過運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的擴(kuò)展名獲取需要進(jìn)行監(jiān)視控制處理的信息，再經(jīng)由分析、判斷等步驟的處理，得到模塊的運(yùn)行控制算法[8?9]。智能控制模塊采集到的原始運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)與真實(shí)高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)保持一定的誤差，為縮小該誤差，通過PID控制系統(tǒng)原理，對(duì)原始運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的控制轉(zhuǎn)化，得到真實(shí)的高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。具體控制原理如圖3所示。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

上述步驟完成高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，為保證系統(tǒng)的無誤運(yùn)行，還需按照如下步驟完成系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。

2.1 軟件系統(tǒng)競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)管理流程設(shè)計(jì)

高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)管理流程，可在最短時(shí)間內(nèi)對(duì)大量競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)處理。當(dāng)高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)過于復(fù)雜時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)畫圖或分類存儲(chǔ)處理，避免因處理不及時(shí)，造成高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)丟失或數(shù)據(jù)傳輸通路堵塞[10]。利用Timer控件的定時(shí)數(shù)據(jù)管理功能，保存采集到的高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，完成初步處理后，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SQL Server數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，并在數(shù)據(jù)庫中完成保存和二次采集預(yù)處理。再由SQL Server數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)傳輸至下一級(jí)處理結(jié)構(gòu)，進(jìn)行顯示、編輯和更新處理。具體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)管理流程如圖4所示。

2.2 軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫沿用普通運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)的客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。其中客戶端程序起到為用戶界面提供服務(wù)的作用，可根據(jù)應(yīng)用競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的具體類型完成數(shù)據(jù)的請(qǐng)示及更新處理[11]。當(dāng)數(shù)據(jù)庫完成功能結(jié)構(gòu)與信息流程的規(guī)劃后，系統(tǒng)可自行生成設(shè)計(jì)流程圖。其具體設(shè)計(jì)流程如圖5所示。

2.3 軟件系統(tǒng)競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)解壓流程設(shè)計(jì)

高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)解壓流程，通過ADO技術(shù)確定待解壓的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)對(duì)象，再利用Microsoft數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，開發(fā)新的競(jìng)技運(yùn)動(dòng)接口，這也是Active X基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存取方法的一大體現(xiàn)。新型高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)可以訪問所有類型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)不同數(shù)據(jù)庫中運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)類型的不同，生成具有指向性的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)包。再由數(shù)據(jù)解壓流程對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解壓處理，得到需要進(jìn)行二次處理的高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。具體設(shè)計(jì)過程所需代碼如下：

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

上述步驟完成高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為驗(yàn)證該系統(tǒng)的實(shí)用性價(jià)值，以兩臺(tái)配置相同的計(jì)算機(jī)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，其中一臺(tái)搭載高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)，作為實(shí)驗(yàn)組;另一臺(tái)搭載普通運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)，作為對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)開始前，首先對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)定

如表1所示，實(shí)驗(yàn)參數(shù)分別代表數(shù)據(jù)平均加速度、數(shù)據(jù)最大加速度、數(shù)據(jù)最小加速度、數(shù)據(jù)類型、智能控制參數(shù)、解壓流程參數(shù)。其中數(shù)據(jù)類型為Ⅷ，代表普通系統(tǒng)與高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)采集到的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)都具有極高的處理價(jià)值。

為了保證實(shí)驗(yàn)的公平性，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組實(shí)驗(yàn)參數(shù)均保持一致。

3.2 數(shù)據(jù)類型識(shí)別速度對(duì)比

完成實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置后，令實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組系統(tǒng)同時(shí)開始工作，并應(yīng)用特定的記錄方法，分別記錄實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型識(shí)別速度。數(shù)據(jù)類型識(shí)別速度與GJF指標(biāo)呈反比，GJF指標(biāo)越大，代表數(shù)據(jù)類型識(shí)別速度越慢，反之，越快。具體記錄結(jié)果如圖6、圖7所示。

對(duì)比圖6、圖7可知，實(shí)驗(yàn)組GJF指標(biāo)始終保持在較低水平，識(shí)別速度始終保持在較高水平;對(duì)照組GJF指標(biāo)始終保持在較高水平，識(shí)別速度始終保持在較低水平。所以，可證明高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)，與普通運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)相比，能夠大幅度提升數(shù)據(jù)類型識(shí)別速度。

4 結(jié) 語

上述過程，完成高加速度競(jìng)技運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方式，證明該系統(tǒng)與傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)智能控制系統(tǒng)相比，確實(shí)具有更高的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 白加林，高昌培，王宇恩，等.基于數(shù)據(jù)源共享的廣域智能保護(hù)及控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2016，44（18）：157?162.

BAI Jialin， GAO Changpei， WANG Yuen， et al. Research and application of wide?area intelligent protection and control system based on the shared data source [J]. Power system protection and control， 2016， 44（18）： 157?162.

[2] 王尊冉，龐俊騰，陳均健，等.基于Arduino控制板的數(shù)據(jù)采集智能小車的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化，2017，36（1）：66?73.

WANG Zunran， PANG Junteng， CHEN Junjian， et al. Design and realization of control system for data acquisition intelligent car based on Aiduino control board [J]. Computing technology and automation， 2017， 36（1）： 66?73.

[3] 吳彩麗，許迪，白美健，等.基于貝葉斯統(tǒng)計(jì)方法的精細(xì)地面灌溉智能控制系統(tǒng)合理數(shù)據(jù)量研究[J].中國農(nóng)村水利水電，2016，22（9）：121?125.

WU Caili， XU Di， BAI Meijian， et al. Research on the reasonable data amount to real?time feedback control for basin irrigation based on the Bayesian statistical methods [J]. China rural water and hydropower， 2016，22（9）： 121?125.

[4] 董淏鳴，衣淑娟，趙斌，等.基于ZigBee的寒地水稻溫室大棚智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2015（7）：164?167.

DONG Haoming， YI Shujuan， ZHAO Bin， et al. ZigBee?based rice in cold greenhouse intelligent control system design [J]. Journal of agricultural mechanization research， 2015（7）： 164?167.

[5] LEI L， LU J， JIANG Y， et al. Stochastic delay analysis for train control services in next?generation high?speed railway communications system [J]. IEEE transactions on intelligent transportation systems， 2015， 17（1）： 48?64.

[6] 宋圣濤，李仁旺，王海州，等.基于EnOcean技術(shù)的工業(yè)智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2016，33（1）：1?5.

SONG Shengtao， LI Renwang， WANG Haizhou， et al. Design of intelligent light system based on EnOcean technology [J]. Group technology & production modernization， 2016， 33（1）： 1?5.

[7] 胡斌，王玉超，傅振濤，等.基于無線傳感網(wǎng)的多功能簡易智能溫室控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2017，24（9）：184?185.

HU Bin， WANG Yuchao， FU Zhentao， et al. Design of multifunctional simple intelligent greenhouse control system based on wireless sensor network [J]. Modern agricultural science and technology， 2017，24（9）： 184?185.

[8] 荀挺，張珂珩，薛浩然，等.電網(wǎng)調(diào)控?cái)?shù)據(jù)綜合智能分析決策架構(gòu)設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，43（11）：121?127.

XUN Ting， ZHANG Keheng， XUE Haoran， et al. Framework design of the analysis decision system about the power grid data [J]. Power system protection and control， 2015， 43（11）： 121?127.

[9] 彭志強(qiáng)，張小易，游浩云，等.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)主備通道信息比對(duì)技術(shù)分析[J].中國電力，2015，48（8）：155?160.

PENG Zhiqiang， ZHANG Xiaoyi， YOU Haoyun， et al. Analysis on intelligent matching technology of main & spare channel information of smart grid power dispatching automation system [J]. Electric power， 2015， 48（8）： 155?160.

[10] LI C， SHU Y， ZHAO M. Design of intelligent surveillance system based on wireless video transmission and PID multiplexed control strategy [J]. Open electrical & electronic engineering journal， 2015， 9（1）： 467?473.

[11] HATSUDA T， SASAKI I， MITSUHASHI R. Design and operation results of intelligent crane control system with real?time 3D data processing technology [J]. Ferro?alloys， 2015， 105（1）： 558?568.