西京学院大创项目———后疫情时代便携式动感健身车

　　随着社会的发展以及新冠疫情影响，年轻白领人群在面临各方面压力的同时，亚健康等问题也困扰着越来越多人。人们对自身健康也越来越重视。健身是促进身体健康的一种有效方式。与健身房相比，家用健身器材能够为人们提供灵活的锻炼条件，正受到越来越多年轻人群的青睐。单车运动是一种有氧运动，对全身许多器官都很有益处，能防治高血压等各类疾病。同时，对年轻人来说，电脑游戏特别是赛车类游戏开始受到越来越多人的追捧。近年来，中国人工智能的迅速发展，正全方位深刻改变人们的生产生活，在智能制造、智能家居、智慧城市管理等场景中，人工智能技术应用越来越广泛。目前人工智能技术在智能运动健身行业中也得到不同程度应用。

　　本项目致力于设计和实现一款基于51单片机的便携式动感健身车，此系统结合了多项关键技术，包括继电器、计数器以及方向感应器。首先，设备体积小，便于携带，可以通过设备所带的数据线安装在任意自行车或健身设备上，连接手机、电脑或大屏幕，可实现虚拟场景娱乐＋健身的目的。其次，价格低廉，大大节约了健身器械购买成本，以任意自行车和电脑游戏为应用对象，借助计算机、传感器、多媒体、单片机等技术，支持用户在虚拟的场景中进行实景漫游、游戏健身，并且能够做到与朋友共同分享的功能。还能满足随时随地健身，居家、旅途均可健身的需求。也满足后疫情时代，避免到人群聚集的健身房的需求。

　　该设备安装于自行车后，使用者可在骑车同时模拟游戏中的加速、减速、转向等功能，并能利用控制系统实现它们的数字化。在此过程中，通过方向感应器来感应游戏中赛车的左右转向，通过计数器来完成测速功能，借以完成加速、减速等游戏性能。动感健身车系统总体框架如图1所示。

　　图1：动感健身车系统总体框架

　　图2所示为单片机连接模式，当按下按键（车把向左或者右），单片机就会得到这个信号，然后通过串口发到计算机，计算机然后在执行游戏操作。车的前进是通过计数器，当车轮转动一圈，向单片机发一个脉冲，我们只可将脉冲记住，只有连续发，车才前进，无脉冲则停止，以此来实现对其的控制。

　　图2：单片机连接模式

　　本设计研究旨在集娱乐和健身为一身，实现在娱乐中健身，同时可以共享健身和娱乐数据。同时关注系统的安全性问题，并提高系统的可用性和便捷性。研究还将考虑能耗管理、数据隐私、安全性和可维护性等方面，以确保系统的全面性能和可行性。

　　为了设计和实现基于51单片机的动感健身车系统，需要采用一系列研究方法和手段。首先，硬件集成是关键，为确保单片机、继电器、计数器和方向感应器紧密协作，需仔细设计电路，包括供电电路、程序存储器选择电路、时钟电路、复位电路等，及程序的接口设计与实现。设计电路连接总控制单片机，以实现便携的同时，方向由方向感应器实现，速度由计数器实现，最终完成方向感应器和计数器的组装，游戏软件和组装成品的契合程度的调试。最后测试和性能优化至关重要，对系统进行全面测试，模拟各种情况，以验证系统的正常运行和可靠性。通过不断的系统优化，确保其在实际使用中能够满足项目需求，提高性能和安全性。这些方法和手段将有助于成功设计和实现动感健身车系统，保障系统的可靠性和功能性。