体育装备嵌入式技术/全国体育院校体育工程学专业通用教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡璞 著

图书标签:

• 体育装备
• 嵌入式技术
• 体育工程
• 传感器技术
• 数据采集
• 运动监测
• 智能硬件
• 微控制器
• 信号处理
• 教材

出版社： 中国地质大学出版社

ISBN：9787562535249

版次：1

商品编码：11621558

包装：平装

丛书名： 全国体育院校体育工程学专业通用教材

开本：16开

出版时间：2014-09-01

用纸：胶版纸

页数：397

正文语种：中文

内容简介

　　《体育装备嵌入式技术/全国体育院校体育工程学专业通用教材》“引导读者通过实践项目，学习设计理念、入门嵌入式装备设计”的主旨，《体育装备嵌入式技术/全国体育院校体育工程学专业通用教材》在内容上选择8051单片机、C#等读者学习入门较为容易的工程技术，所选的工程项目实例也是基于上述工程技术得以实现。另外，体育装备嵌入式项目实例全部来源于国内体育工程学方向的新科研成果，原型科研项目经过改善后，更适合于读者学习、实践。
　　《体育装备嵌入式技术/全国体育院校体育工程学专业通用教材》共分五章。第一章为体育装备嵌入式技术概论，通过介绍工程技术在体育中的应用，让读者了解嵌入式体育装备的发展现状和体育装备嵌入式技术。第二章介绍嵌入式上位机、下位机的相关开发工具。第三章以8051单片机为基础，从8051单片机的内部结构与资源，到KeilC51的基本知识，最后示例8051单片机的C语言程序设计项目实例，系统地讲解嵌入式下位机知识以及如何应用。第四章以C#程序设计平台为基础，详细讲解了嵌入式系统上位机涉及的关键知识。第五章为体育装备嵌入式项目设计，本章选取3个单机版的体育装备设计实例和3个嵌入式体育装备设计实例。

目录

第一章 体育装备嵌入式技术概论
第一节 工程技术在体育中的应用
一、传感器技术在体育中的应用
二、电子信息技术在体育中的应用
三、物联网技术在体育中的应用
第二节 嵌入式体育装备的发展现状
第三节 体育装备嵌入式技术的定义

第二章 嵌入式开发工具的使用
第一节 Keil软件的应用
第二节 STC-ISP程序下载软件
一、软件安装
二、硬件连接
三、软件使用
第三节 Proteus仿真应用
一、Proteus ISIS基本操作
二、Proteus软件所提供的元件资源
三、Proteus电路设计实例
四、Proteus仿真调试
第四节 Visual studio 2008安装及使用
一、安装Visual Studio 2008
二、主窗口
三、文档窗口
四、工具箱
五、解决方案管理器
六、属性窗口
七、错误列表窗口
第五节 SQL Server 2005安装及使用
一、SQL Server 2005软件安装
二、SQL Sever 2005基本操作
第六节 ASP.NET应用程序基础
一、创建ASP.NET应用程序
二、运行ASP.NET应用程序
三、编译ASP.NET应用程序

第三章 嵌入式系统下位机知识
第一节 8051单片机的内部资源
一、8051单片机的特点
二、8051的内部结构
三、中央处理器
四、存储器组织
五、片内并行接口
六、8051的内部资源
七、8051的芯片引脚
八、单片机的工作方式
九、8051的系统扩展
第二节 Keil C51基本知识
一、Keil C51概述
二、Keil C51对标准C语言的扩展
第三节 8051单片机的C语言程序设计
一、LCD（1602）液晶显示屏的应用
二、串行8位A／D转换芯片TLC549的SPI接口技术
三、串行10位D／A转换芯片TLC5615的SPI接口技术
四、时钟芯片DSl302的SPI接口技术
五、12C接口技术
六、Wire接12／技术
七、串行接口技术
八、基于nRF905模块无线数据传输实例

第四章 嵌入式系统上位机知识
第一节 C#.NET串行通信控件与API函数
一、MSComm控件的使用
二、SerialPort控件的使用
第二节 多线程
一、多线程的概念
二、线程的定义
三、多线程的优缺点及缺点
四、多线程入门示例
五、多线程窗体实例
第三节 使用GDI+
一、GDI+概述
二、控件引用实例
三、Windows窗体的基本属性
四、创建窗体
五、设置启动窗体属性
六、控件概述
七、常用的Windows窗体控件
第四节 ASP.NET应用程序基础
一、创建ASP.NET应用程序
二、运行ASP.NET应用程序
三、编译ASP.NET应用程序
第五节 NET数据访问
一、ADO.NET概述
二、实例：操作SQL Sever数据库

第五章 体育装备嵌入式项目设计
第一节 单机版体育装备的设计实例
一、投篮计数器
二、赛艇节拍器
三、反应测试仪
第二节 嵌人式体育装备的设计实例
一、篮球运球计时器系统
二、速滑分段计时测速系统
三、基于物联网技术的力量素质测试系统
参考文献

现代运动科学的基石：装备革新与技术融合 本书旨在深入探讨体育装备在现代运动科学发展中的关键作用，以及如何通过前沿技术的嵌入，推动运动表现的突破、运动损伤的预防以及大众健身的普及。我们将跳出传统对体育器材的单一认知，将其视为集材料学、人体工学、电子信息技术、生物力学乃至人工智能于一体的复杂系统。 第一部分：体育装备的科学内涵与发展脉络 在引言部分，我们首先要明确“体育装备”的广义范畴。它不再局限于球拍、跑鞋、泳镜等简单的运动器械，而是包含了从服装、鞋帽，到各类专业运动设备（如赛车、滑雪板、自行车），再到训练辅助器具、康复设备，甚至运动场地设施的智能化升级。每一件装备的设计和制造，都蕴含着深刻的科学原理和技术考量。 我们将回顾体育装备发展的历史，从早期人类为了生存和狩猎而使用的简单工具，到古代奥运会中出现的为满足特定运动需求而设计的服饰和器械，再到工业革命后大规模生产和标准化带来的变革。重点将放在近几十年来，科学研究与技术进步如何以前所未有的速度重塑体育装备。例如，材料科学的飞跃，如碳纤维、高性能聚合物的引入，如何使装备更轻、更强、更具弹性；人体工学的发展，如何让装备更贴合人体结构，减少能量损耗，提升舒适度和安全性。 这一部分还将触及体育装备的分类学。我们会按照运动项目、功能需求、技术集成度等多个维度，对现有体育装备进行系统梳理，帮助读者建立清晰的认知框架。例如，针对竞技体育，我们会分析不同项目的顶级装备所体现出的极致性能追求；针对大众健身，则会强调装备的易用性、安全性与经济性；针对特殊人群（如残疾运动员），则会探讨辅助性装备在提升运动能力和生活质量方面的价值。 第二部分：前沿技术如何赋能体育装备 本部分将是本书的核心，我们将聚焦于当下和未来可能融入体育装备的各类前沿技术，并详细阐述其原理、应用场景以及潜在影响。 2.1 材料科学的革命：轻、韧、智 高性能复合材料： 详细介绍碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等材料的力学性能（强度、刚度、韧性），以及它们在自行车、网球拍、高尔夫球杆、赛艇、滑雪板等装备中的应用案例，分析其如何实现减重、提升能量传导效率。 智能材料与响应性材料： 探讨形状记忆合金、压电材料、电致变色材料等在服装和装备中的应用前景。例如，温度响应性面料如何自动调节透气性；压力响应性材料如何反馈身体受力情况；自修复材料如何延长装备寿命。 生物基与环保材料： 关注可持续发展理念，介绍利用可再生资源（如竹子、玉米淀粉、藻类）制造的体育用品，以及其在环保性能和运动表现上的潜力。 2.2 传感与监测技术：量化运动，洞察身体 微型化与集成化传感器： 深入讲解惯性测量单元（IMU）、压力传感器、应变传感器、生物电信号传感器（EMG、ECG）等微型传感器的原理，以及它们如何被嵌入到服装、鞋子、护具、运动器械中。 数据采集与处理： 阐述传感器如何实时采集运动学（速度、加速度、角度）、生物力学（力量、压力分布）、生理学（心率、血氧、体温）等关键数据。介绍数据预处理、降噪、特征提取等方法。 无线通信与云平台： 讨论低功耗蓝牙（BLE）、Wi-Fi等无线技术如何实现数据的实时传输。介绍云端存储、大数据分析平台的作用，如何为运动员、教练、康复师提供个性化的训练指导和健康监测。 应用案例分析： 跑步： 智能跑鞋如何分析步态、着地方式、足部压力，提供个性化跑姿建议，预防运动损伤。 篮球/足球： 智能服装如何监测运动员的心率、呼吸、跑动距离、加速度，评估疲劳程度和运动强度。 高尔夫： 智能球杆如何分析挥杆速度、杆面角度、击球力度，帮助球员优化技术。 力量训练： 智能哑铃/杠铃如何记录次数、重量、动作幅度，并提供反馈。 2.3 人工智能与机器学习：智能化分析与预测 模式识别与姿态评估： 利用机器学习算法，对传感器采集的海量数据进行分析，识别运动员的运动模式，评估动作的规范性，检测潜在的技术错误。 运动表现预测与优化： 通过分析历史训练数据、比赛数据以及运动员的生理指标，建立预测模型，预测运动表现，并提供个性化的训练计划调整建议。 损伤风险预警： 分析运动过程中的受力模式、疲劳累积等信息，提前识别高风险动作和生理状态，为运动员和教练提供预警，有效预防运动损伤。 个性化装备推荐： 基于对运动员生理特征、运动习惯和表现数据的分析，AI可以推荐最适合的装备，甚至可以指导装备的定制化设计。 2.4 虚拟现实（VR）与增强现实（AR）：沉浸式训练与体验 VR/AR在训练中的应用： 探讨如何利用VR/AR技术模拟真实比赛环境，进行战术演练、反应能力训练。例如，足球运动员可以在VR中练习守门，篮球运动员可以进行虚拟投篮训练。 AR在装备使用中的辅助： AR眼镜可以实时显示装备的使用数据、运动轨迹，甚至叠加训练指导信息，增强用户的训练体验和效果。 康复训练的创新： VR/AR可以为康复训练提供更具趣味性和互动性的环境，帮助患者更好地完成康复计划。 2.5 3D打印技术：个性化与快速原型 定制化装备： 3D打印技术能够根据运动员的身体尺寸、运动特点进行高度个性化的装备定制，如量身定制的跑鞋鞋垫、自行车车把、假肢等。 快速原型制造： 显著缩短了新型体育装备的研发周期，使得设计师和工程师能够快速迭代和测试概念。 复杂结构制造： 能够制造出传统工艺难以实现的复杂几何形状，为装备的性能优化提供更多可能。 第三部分：体育装备革新面临的挑战与未来展望 在技术日益融合的今天，体育装备的创新也面临着诸多挑战。 技术集成与功耗管理： 如何将多种传感器、芯片、通信模块高效地集成到轻便、舒适的装备中，同时保证续航能力，是巨大的挑战。 数据安全与隐私保护： 随着装备收集的个人生理和运动数据的增多，如何保障用户数据的安全和隐私不被泄露，是亟待解决的问题。 成本与普及： 高科技体育装备往往价格不菲，如何降低成本，让更多大众能够享受到技术进步带来的益处，是推广的关键。 标准与互操作性： 缺乏统一的技术标准和数据接口，可能导致不同品牌、不同类型装备之间的数据无法互通，限制了整体生态的发展。 伦理与公平性： 随着科技在体育中的应用越来越深入，如何界定科技的边界，避免“科技兴奋剂”对体育公平性的冲击，将是一个长期讨论的话题。 尽管面临挑战，体育装备与技术的融合趋势已不可逆转。未来，我们可以预见： 更智能、更自适应的装备： 装备将能够实时感知运动员的状态，并根据环境和运动需求进行动态调整，提供更精准的支持和反馈。 “会说话”的装备： 装备将通过更自然、更直观的交互方式，与用户沟通，提供即时指导和激励。 装备与人体无缝融合： 装备将更加轻薄、透气、贴合，甚至可能实现与人体的生物信号的深度交互。 驱动个性化运动健康管理： 体育装备将成为个人运动健康数据的重要来源，为疾病预防、康复治疗、健康生活方式的养成提供有力支撑。 推动体育产业的跨界融合： 体育装备的创新将带动材料、电子、软件、人工智能、医疗健康等多个产业的协同发展。 本书的最后一章将对这些趋势进行深入分析，并展望体育装备在未来如何继续扮演现代运动科学的基石角色，为人类健康和体育事业的发展贡献力量。本书希望能够为体育工程、运动科学、体育管理等相关专业的学生和从业者提供一个全面、深入的视角，认识到体育装备的科学内涵，理解前沿技术如何重塑体育的未来，并激发他们在这一充满活力的领域进行创新和探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容组织上，给我的第一印象是结构清晰，逻辑性极强。它并非简单地罗列知识点，而是将体育装备嵌入式技术分解为若干个子主题，并按照循序渐进的方式进行讲解。从最基础的嵌入式系统原理，到各种传感器、执行器在体育装备中的应用，再到数据采集、处理和传输，以及最终的系统集成和测试，每一个环节都安排得井井有条。更让我惊喜的是，书中不仅仅停留在理论层面，而是通过大量的案例分析，将抽象的技术概念具象化。比如，在讲解运动传感器时，书中详细介绍了如何将加速度计、陀螺仪等嵌入到跑鞋中，用于分析跑者的步态和冲击力，以及如何利用这些数据来优化训练计划，预防运动损伤。这种“理论+实践”的模式，对于我这个工程专业的学生来说，无疑是最佳的学习方式。它能够帮助我更好地理解技术在实际中的应用，也能激发我对相关技术进行更深入探索的兴趣。此外，书中还穿插了一些图表和示意图，这些视觉化的元素有效地辅助了文字内容的理解，使得复杂的原理变得更加直观易懂。我尤其喜欢书中对不同类型体育装备的详细拆解分析，例如智能泳镜中的水下信息显示技术，或是智能篮球中的轨迹和力度感应技术，这些都让我大开眼界，原来我们习以为常的运动装备背后，竟有如此多的高科技。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计朴实无华，没有花哨的图饰，只有书名和出版社信息，但这种简约反而透着一股专业的气息，让人一看就知道这是一本严谨的学术著作。当我翻开第一页，映入眼帘的是序言，里面详细阐述了体育工程学在中国高等教育中的发展历程，以及这本教材编写的初衷和重要意义。作者们深入浅出地介绍了体育装备嵌入式技术这一新兴领域，并将其置于整个体育工程学的大背景下进行探讨。让我印象深刻的是，序言中不仅强调了理论的重要性，更突出了实践操作和工程应用。读完序言，我感觉自己对这本书的主题有了初步但清晰的认识，也对即将展开的学习内容充满了期待。书中提到的“体育工程学”这个概念本身就引人入胜，它将冰冷的工程技术与充满活力的体育运动巧妙地结合在一起，打破了我以往对体育的刻板印象，让我看到了体育运动背后蕴含的科学力量。而且，教材的编著者都是来自全国知名的体育院校，这无疑保证了其内容的权威性和前沿性。从序言的字里行间，我能感受到作者们在教育事业上的拳拳之心，希望通过这本教材，为培养新一代优秀的体育工程人才打下坚实的基础。这种对教育的投入和对学科发展的热情，是任何一本优秀的教材都不可或缺的灵魂。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑填补了我国体育工程学专业在体育装备嵌入式技术教学上的空白。以往，相关的知识往往分散在不同的学科领域，缺乏系统性的梳理和整合。而这本教材，将所有相关内容汇聚一堂，形成了一个完整的知识体系。它不仅为我这样的在校学生提供了系统的学习平台，也为从事体育装备研发的工程师们提供了一本权威的参考书。书中关于“人机交互设计”的章节，给我留下了深刻的印象。它不仅关注技术层面的实现，更关注如何让用户在使用运动装备时，获得更便捷、更愉悦的体验。例如，书中介绍了如何通过触觉反馈、语音交互等方式，来提升运动装备的易用性和智能化程度。这让我意识到，科技不仅仅是为了实现功能，更是为了提升生活品质。这本书让我看到了体育科技的未来，不仅仅是更快、更高、更强，更是更智能、更人性、更健康。

评分☆☆☆☆☆

这本书的知识体系非常完整，几乎涵盖了体育装备嵌入式技术研究和开发的各个方面。它从最底层的硬件设计，到中间的数据处理，再到上层的应用开发，都给予了详尽的论述。我认为，对于那些希望在体育工程领域有所建树的学子来说，这本书无疑是一本不可多得的宝典。书中关于传感器融合的章节，给我留下了深刻的印象。如何将来自不同传感器的数据进行有效的整合，以获得更精确、更全面的运动信息，这是体育装备嵌入式技术中的一大挑战。书中提出的几种主流的传感器融合算法，并结合实际的体育场景进行了详细的讲解，这让我受益匪浅。此外，关于无线通信技术在体育装备中的应用，书中也进行了深入的探讨，例如蓝牙、Wi-Fi、LoRa等技术在数据传输中的特点和选择。这对于构建互联互通的智能体育生态系统至关重要。我甚至从中看到了未来体育产业发展的方向，智能化的运动装备将极大地提升运动的表现、训练效率和观赏性。这本书不仅仅是一本教科书，更像是一扇窗，让我看到了体育科技的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

在实际学习过程中，这本书所提供的参考资料和推荐阅读列表，为我提供了极大的帮助。作者们不仅列出了相关的学术论文和技术文档，还推荐了一些优秀的开源项目和社区论坛。这让我能够在一个更广阔的平台上，获取更丰富的信息，并与其他学习者和研究者进行交流。我尤其喜欢书中对一些关键技术术语的详细解释，很多术语的定义都非常精准，而且在上下文中进行解释，让我能够理解其在体育装备嵌入式技术中的具体含义。例如，书中对“姿态估计”的解释，不仅给出了数学模型，还结合了实际的运动场景，说明了其在动作识别和轨迹跟踪中的重要作用。这种细致入微的讲解，对于初学者来说，无疑是一份宝贵的财富。它让我觉得，作者们在编写这本书时，确实站在了读者的角度，充分考虑了学习过程中可能遇到的困难，并提前为我们铺平了道路。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏书中在强调理论知识的同时，也注重培养读者的实践能力。书中提供了大量的实验项目和设计案例，指导读者如何将所学的知识应用于实际的开发过程中。例如，书中提供了一个基于Arduino的简易运动监测器的设计方案，指导读者从硬件选型、电路设计、代码编写到最终的测试调试，完成一个完整的项目。这种“做中学”的学习方式，对于提升我的工程实践能力非常有帮助。通过亲手实践，我能够更深入地理解技术原理，并学会如何解决实际开发中遇到的问题。而且，书中还鼓励读者进行创新性设计，提出自己的想法，并尝试将其实现。这让我觉得，这本书不仅仅是一本教材，更是一个激发我创新精神的平台。它让我看到了，理论知识的价值，最终体现在实践创造中。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我最惊喜的是书中对于未来发展趋势的展望。作者们并没有仅仅局限于当前的技术和应用，而是积极地预测了体育装备嵌入式技术在未来的发展方向，例如人工智能在运动分析中的进一步应用，虚拟现实和增强现实与体育装备的深度融合，以及生物传感器技术在运动健康监测中的潜力。这些前瞻性的思考，让我对未来的学习和研究充满了热情和方向感。书中提出的关于个性化运动方案的实现，以及如何通过嵌入式技术来构建更具互动性和沉浸感的运动体验，都让我觉得十分新颖和激动人心。它让我意识到，体育运动不仅仅是身体的锻炼，更是科技与人文相结合的艺术。这本书不仅仅教授了“是什么”，更引导我们思考“将要如何”。它鼓励创新，激发思考，让我不仅仅是被动地接受知识，更是主动地去探索和创造。这种引导性的学习方式，对于提升学生的自主学习能力和创新能力至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书在排版和设计上，也显得非常用心。它采用了清晰的字体，合理的行距，以及恰到好处的图文搭配，使得阅读体验非常舒适。即使是面对大量的专业术语和复杂的图示，也不会让人感到眼花缭乱。书中对公式和代码的排版也十分规范，易于理解和参考。我尤其喜欢书中在介绍一些重要的概念时，会使用不同的颜色或字体来突出显示，这有助于我快速抓住重点。总而言之，这本书从内容到形式，都体现了作者们严谨认真的工作态度和对教育事业的深厚情怀。它不仅仅是一本工具书，更是一件艺术品，值得反复品读和珍藏。这本书的价值，远不止于知识的传授，更在于它所激发出的学习热情和对未来科学探索的信心。

评分☆☆☆☆☆

当我深入阅读这本书的章节内容时，我被其中严谨的学术态度和精炼的语言表达所折服。每个章节的开头，都会对该章节的核心概念进行清晰的定义和概述，为读者提供一个明确的学习方向。随后，作者会运用大量的专业术语，但并非故弄玄虚，而是通过精准的阐述，将复杂的原理一一剖析。我尤其欣赏书中在介绍不同嵌入式硬件平台时，所进行的详细比较和分析，例如Arduino、Raspberry Pi等在体育装备开发中的优劣势，以及它们各自适用的场景。这让我能够根据具体需求，做出更明智的技术选型。书中对于算法和软件设计的讲解也非常到位，无论是数据滤波、特征提取，还是机器学习模型的应用，都给出了详细的介绍和相应的伪代码示例。这为我今后的项目开发提供了宝贵的参考。让我印象深刻的是，书中在讨论数据安全和隐私保护问题时，也给予了充分的关注，这在当前信息时代，是非常重要且必要的一点。它不仅关注技术的实现，也关注技术的伦理和社会影响，体现了作者的远见卓识。阅读过程中，我感觉自己就像在与一位经验丰富的工程师进行一对一的交流，不断吸收着新的知识和理念，并从中获得启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常具有特色，它既有学术著作的严谨和专业，又不乏工程实践的灵活性和创新性。作者们在讲解一些复杂的概念时，善于使用生动的比喻和贴切的例子，使得枯燥的理论知识变得鲜活起来。我印象深刻的是，书中在介绍“低功耗设计”这一重要课题时，通过对比智能手环和高性能运动相机的功耗差异，生动地说明了在不同应用场景下，对功耗的要求是如何影响硬件选型和软件设计的。这种贴近生活、贴近实际的讲解方式，极大地提升了阅读的趣味性和学习的效率。而且，书中在介绍相关技术时，并没有回避其局限性和挑战，反而会详细分析这些挑战，并提供可能的解决方案。这是一种非常成熟和负责任的教学态度。它让我们能够更全面地认识到技术的双面性，并在未来的实践中，能够更加审慎地考虑各种因素。我甚至觉得，这本书的语言本身，就是一种“嵌入式”的教学艺术，巧妙地将知识融入读者的思维之中。