Windows Phone 7體感健身系統(tǒng)的設(shè)計解析

隨著人們生活節(jié)奏的加快，很多人難以做到經(jīng)常進行體育鍛煉。近幾年對該問題提出了多種解決方案，其中運用體域網(wǎng)（Body Area Network）技術(shù)實現(xiàn)的健身方案逐漸受到市場的青睞。
　　體域網(wǎng)通過連接多個傳感器節(jié)點，實現(xiàn)人體周邊、體表以及體內(nèi)范圍的通信，支持醫(yī)療保健、個人娛樂等功能。它把人體變成通信網(wǎng)絡(luò)的一部分，從而真正實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的泛在化，具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的市場潛力。
　　該系統(tǒng)使用ZigBee技術(shù)組成體域網(wǎng)，并將采集到的人體運動信息以無線的方式發(fā)送到Windows Phone 7系統(tǒng)上。運用XNA技術(shù)和.NET 框架，在系統(tǒng)上模擬實現(xiàn)110 m跨欄競賽流程的3D游戲。用戶可通過屏幕看到模擬的運動畫面，增加鍛煉的趣味性，提高人們對運動的熱情。系統(tǒng)具有體積小巧、方便易用的特點，適合在相對較小的空間使用。
　　1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計
　　體感健身系統(tǒng)首先通過高靈敏的角度傳感器和心率傳感器實時采集運動者腿部擺動角度以及心率變化信息，然后利用ZigBee模塊組成體域網(wǎng)，再傳輸?shù)狡脚_中。系統(tǒng)對收到的信息進行處理，實時模擬出一個3D跨欄的游戲。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
　　
　　Windows Phone 7是微軟公司于2010年10月發(fā)布的全新智能手機操作系統(tǒng)。它并不是之前Windows Mobile操作系統(tǒng)的升級或是繼承，而是一個全新的操作系統(tǒng)，它基于Windows Embedded Compact 7新內(nèi)核編寫系統(tǒng)，完全脫離了Mobile 6的技術(shù)架構(gòu)。簡潔華麗的metro界面，宣告了它不同以往的風(fēng)格；采用全新的Push Notification技術(shù)方便了手機終端與服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步［1］。
　　為方便開發(fā)，Windows Phone 7提供了模擬器（Emulator），Emulator可以運行在Windows 7操作系統(tǒng)下，并且在調(diào)試和運行程序時，不需要將游戲部署到真正的設(shè)備中［2］。
　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
　　2.1 ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊
　　ZigBee數(shù)據(jù)采集模塊是硬件平臺的關(guān)鍵部分，該部分首先利用ZigBee技術(shù)組成體域網(wǎng)，然后采集用戶橈動脈處的脈搏信號和腿部的擺動角度信號，處理后再以無線的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)接收模塊上。為了擴大系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，將來也可考慮用藍牙設(shè)備作為無線傳輸工具。體感傳感器模塊硬件框圖如圖2所示。
　　
　　2.2 數(shù)據(jù)接收模塊
　　系統(tǒng)接收端使用CC2531內(nèi)置的USB將從ZigBee模塊接收到的數(shù)據(jù)傳到手機終端上。
　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
　　3.1 開發(fā)環(huán)境
　　系統(tǒng)軟件部分使用Visual Studio 2010開發(fā)，與舊的Visual Studio 版本相比，最新版本的Visual Studio 在性能上有很大提升，方便程序員高效地編寫高質(zhì)量的代碼。而且微軟公司提供的Windows Phone 7開發(fā)包都是基于Visual Studio 2010的，因此本設(shè)計選擇Visual Studio 2010作為軟件開發(fā)平臺。
　　Windows Phone 7提供了兩種不同的開發(fā)平臺：Silverlight for Windows Phone和XNA 4.0 Game Studio。Silverlight是為開發(fā)Windows Phone7準備的。XNA 4.0 Game Studio是為開發(fā)游戲準備的。