青少年體育鍛煉運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)和學(xué)生體育運(yùn)動(dòng)心率監(jiān)測(cè)的目標(biāo)：
適宜的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷是增強(qiáng)體能、提高運(yùn)動(dòng)技能水平、培養(yǎng)體育品德、增進(jìn)身心健康的關(guān)鍵和基礎(chǔ)?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出每節(jié)體育課要有適宜的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，主要目的是解決我國(guó)普遍存在的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷偏低甚至沒有運(yùn)動(dòng)負(fù)荷而導(dǎo)致的 “不出汗" 體育課的問題，讓所有學(xué)生充分 “動(dòng)”起來?！皠?dòng)”起來才能獲得運(yùn)動(dòng)效果、健康效果和育人效果。

智能心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)：
主控制電路控制器選用STC15W401AS新型8051內(nèi)核單片機(jī)，該單片機(jī)為增強(qiáng)型8051內(nèi)核單片機(jī)，可在2.55.5V寬電壓范圍工作，功耗低。單片機(jī)內(nèi)置512個(gè)字節(jié)SRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，2KB個(gè)FLASH程序存儲(chǔ)器，8通道10bitA/D轉(zhuǎn)換器，使用串口IAP在線下載程序，SOP16腳封裝，體積小巧。設(shè)計(jì)主控電路如圖5所示，傳感器感知脈搏信號(hào)Vsensor輸入到單片機(jī)的P1.0口，該口同時(shí)也是ADCO輸入引腳。本設(shè)備不帶顯示單元，測(cè)量結(jié)果通過藍(lán)牙方式傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)，通過在智能手機(jī)上運(yùn)行App顯示測(cè)量結(jié)果。為實(shí)現(xiàn)與智能手機(jī)間的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，主控電路設(shè)計(jì)藍(lán)牙接口連接XM-15B藍(lán)牙模塊。該藍(lán)牙模塊支持藍(lán)牙2.1協(xié)議，模塊無(wú)需編程控制器通過串口給模塊發(fā)送AT命令直接配置即可使用。

智能心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的心率算法設(shè)計(jì)：
心率有瞬時(shí)值測(cè)量和平均值測(cè)量。類似信號(hào)頻率測(cè)量法，通過在單位時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)輸入脈搏信號(hào)的個(gè)數(shù)并通過公式計(jì)算后即可得到心率瞬時(shí)值IHR (4)式中T為單位時(shí)間1秒，N為單位時(shí)間統(tǒng)計(jì)的脈搏脈沖個(gè)數(shù)，單位為bpm(beatperminute)。此法受元件特性及外界干擾較大，可靠性差，統(tǒng)計(jì)測(cè)量時(shí)響應(yīng)差，故測(cè)量精度度和魯棒性較差。兩相鄰脈搏波(R波) 之間的間隔時(shí)間為脈博周期THR，若f0為頻率遠(yuǎn)大于IHR的脈沖，并以THR為閘門時(shí)間對(duì)f0進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值為N，顯然(5) 可以得到IHR為 (6) 對(duì)比公式(6)、 (5)可以發(fā)現(xiàn)(6)式TO<