Интеллектуальная система управления тренажерным залом

SMART GYM MANAGEMENT SYSTEM

Ainur Salemkan

Master’s degree Satbayev University, Kazakhstan, Almaty

Аннотация. В этой статье мы предлагаем структуру для умного тренажерного зала. Цель этого проекта-разработать интеллектуальную фитнес систему, которая будет записывать тренировки пользователей в помещении, сводя к минимуму хлопоты ручного подсчета наборов и повторений, особенно силовых упражнений. Каркас состоит из простой модели и прототипов, которые могут быть реализованы в тренажерном зале. Smart Gym в основном представляет собой реализацию умного города, основанного на IOT.

Главной целью предлагаемой структуры является разработка интрузивной технологии, которая будет не только предоставлять ценные и инновационные услуги пользователю путем интеграции пользователя и интеллектуальных устройств, но и обеспечивать эффективное использование ресурсов, присутствующих в тренажерном зале.

Abstract. In this article, we propose a framework for a smart gym. The goal of this project is to develop an intelligent fitness system that will record users ' indoor workouts, minimizing the hassle of manually counting sets and repetitions, especially strength exercises. The framework consists of a simple model and prototypes that can be implemented in the gym. Smart Gym is basically an implementation of an IOT-based smart city.

The main goal of the proposed structure is to develop an intrusive technology that will not only provide valuable and innovative services to the user by integrating the user and smart devices, but also ensure the efficient use of resources present in the gym.

Ключевые слова: трекинг, тренировка.

Keywords: IoT, Smart Gym.

 ВВЕДЕНИЕ

Физические упражнения играют важную роль в физическом и психологическом благополучии. Регулярные физические упражнения уменьшают многие хронические заболевания, такие как сердечные/сердечно-сосудистые заболевания, диабет, гипертония, ожирение и т. д. Физическая подготовка очень необходима для здоровой и свободной от напряжения жизни. Физическая подготовка включает в себя диету, физические упражнения и сон. Эти три основные вещи имеют свою собственную важность в жизни каждого человека, и каждый должен быть разумным в отношении них для здоровой жизни.

Нынешняя система отнимает много времени, а также очень дорого обходится, потому что она включает в себя много бумажной работы. Вручную справиться с системой было очень непростой задачей. Но теперь-то компьютеризация облегчила работу. Ниже приведены причины, по которым нынешняя система должна быть компьютеризирована:

• Повысить эффективность при снижении затрат.
• Чтобы уменьшить бремя бумажной работы.
• Чтобы сэкономить время управления для записи деталей каждого члена и сотрудника.
• Легко генерировать необходимые отчеты.

Smart gym equipment-это тренажеры, включенные в программу, которая записывает ваши тренировки и отображает данные тренировки. Такая технология делает процесс занятий спортом интересным и эффективным, позволяет пользователю где-то получать доступ к своим данным и отслеживать их записи, глядя на прошлый опыт. Это может быть достигнуто путем внедрения таких технологий, как IoT и AI, которые позволяют подключать смартфоны или носители.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

В последнее время проектирование и развитие Smart Gym приобрело большое значение, особенно в контексте городского развития как в развивающихся, так и в наименее развитых странах. Smart Gym состоит из вездесущих устройств которые предоставляют новое поколение ориентированных на пользователя сервисов, влияющих на то, как пользователь общается с окружающей средой. Ниже приведены основные проблемы и вызовы, с которыми приходится сталкиваться в процессе развития Smart Gym [2].

Проблемы конфиденциальности: IoT, будучи всепроникающей технологией, обычно производит большое количество частной и конфиденциальной информации о пользователе. Чтобы предотвратить любую возможную атаку злоумышленников на частную жизнь пользователя, нам необходимо поддерживать строгую систему проверки и защиты. Это позволит сохранить целостность информации, а также решить проблемы конфиденциальности пользователя.

Стоимость: интеллектуальные объекты включают в себя датчики/устройства, которые взаимодействуют с пользователями и службами и выполняют различные вычисления. Эти коммуникации и вычисления с высоким уровнем точности и сложности увеличивают стоимость системы многообразия. Итак, одна из наших главных задач-внедрить систему максимально экономно.

Вопросы проектирования: на начальном этапе процесса разработки основная проблема, с которой сталкивается разработчик, заключается в разработке прототипа, который соответствует и удовлетворяет всем возможным требованиям.

Силовые тренировки включают в себя комбинации различных видов упражнений, различное количество поднимаемого веса, количество повторения и наборы должны быть сделаны, и так далее. Вмешательство человека приводит к неправильной интерпретации данных. Управление разнообразной последовательностью обучения должно быть хорошо поддержано на месте. Несмотря на то, что люди могут пытаться организоваться, делая заметки о своем прогрессе, это утомительно и легко превращает тренировку в рутинную работу.

Основная проблема, с которой сталкивается пользователь или клиент, посещающий тренажерный зал, связана с поддержанием расписания занятий в тренажерном зале. Этот график основан на основных целях пользователей и прогрессе, достигнутом в направлении достижения этих целей. Еще одна проблема, с которой сталкивается пользователь, заключается в сохранении прошлой истории прогресса, достигнутого пользователем влияет на настоящее и будущее расписание. Кроме того, во время выполнения графика тренировок правильное использование ресурсов тренажерного зала является одной из проблем, с которыми сталкивается владелец/инструктор тренажерного зала. Предлагаемая структура пытается решить эти проблемы  [3].

Наша предлагаемая "умная система управления тренажерным залом" предназначена для тех, кто управляет спортивным бизнесом. Прежде чем что-либо предпринять, мы провели приличное исследование основных трудностей для владельцев спортзалов. Мы тщательно изучили, как сделать огромную систему регистрации без сбоев, а также различные функции для разных типов пользователей в зависимости от их привилегий. Управление тренажерным залом требует системы, которая будет легко обрабатывать все необходимые и мельчайшие детали и обеспечивать надлежащую безопасность базы данных в соответствии с потребностями пользователя. Им требуется программное обеспечение, которое будет хранить данные о членах, сотрудниках, продуктах, заработной плате, квитанциях членов и всех транзакций.

SYSTEM DESCRIPTION

HARDWARE

Считыватель силовых упражнений (ССУ) – это устройство предназначен для установки на силовые тренажеры. Является дополнительным средством автоматизации считывания упражнений и передачи данных на сервер. Далее клиент получает данные в онлайн режиме на свой смартфон, при установке специального приложения, а так же возможность сохранить и вести статистику тренировок за весь период занятий на  тренажере [1].

Система состоит как из аппаратного, так и программного обеспечения. Используемый микроконтроллер ESP32  включен чип сопряжения с ним для облегчения отправки данных в базу данных. Этот микроконтроллер можно запрограммировать с помощью Arduino IDE. Он полностью приобретается с помощью Стек TCP/IP и является более дешевым и маломощным чипом. С помощью соответствующих библиотек полученные данные могут быть перенесены в облако. База данных помогает вести данные в реальном времени. Это позволяет администраторам нажимать и получать данные для необходимых полей. Для поддержания отличительной идентичности для каждого пользователя эта система использует RFID (радиочастотная идентификация). RFID-считыватель (MFRC522) имеет диапазон 2 см для обнаружения RFID- карт/меток и работает на частоте 13,56 МГц для бесконтактной связи. Это помогает поддерживать целостность системы. Каждая карта / метка имеет уникальный идентификатор (UID), который помогает системе идентифицировать пользователя после аутентификации в указанной базе данных. Этот RFID считыватель взаимодействует с ESP32, который подключен к внешнему источнику питания. Максимальная пропускная способность по напряжению составляет 2,6-3,3 В.

С поднесением карты к считывателю, сервер определит пользователя, и все данные по упражнениям будут отправлены на аккаунт данного пользователя. 

Рисунок 1. Внешний вид контроллера Smart Gym

Каждый пользователь подходит к тренажеру, подносит карту к считывателю, и после успешной аутентификации на сервере может начинать упражнения. При совершении подъема груза, контроллер получает сигнал от датчика расстояния о совершении движения, и отправляет на сервер пакет данных.

SOFTWARE

Наша предлагаемая “Smart Gym Management System” предназначена для тех, кто управляет спортивным бизнесом. Прежде чем что-либо предпринять, мы провели приличное исследование основных трудностей для владельцев спортзалов. Мы тщательно изучили, как сделать огромную систему регистрации без сбоев, а также различные функции для разных типов пользователей в зависимости от их привилегий. Управление тренажерным залом требует системы, которая будет легко обрабатывать все необходимые и мельчайшие детали и обеспечивать надлежащую безопасность базы данных в соответствии с потребностями пользователя. Им требуется программное обеспечение, которое будет хранить данные о членах, сотрудниках, продуктах, заработной плате, квитанциях членов и всех транзакций, которые происходят в тренажерном зале. Какими преимуществовами мы обладаем:

Совершенствование:

Основной целью системы управления умным тренажерным залом является совершенствование и модернизация существующей системы за счет повышения ее эффективности и результативности. Программное обеспечение улучшает методы работы, заменяя существующую ручную систему компьютерной.

Автоматизация:

Интеллектуальная система управления тренажерным залом автоматизирует каждую деятельность ручной системы и увеличивает ее пропускную способность. Таким образом, время отклика системы очень мало, и она работает очень быстро.

Точность:

Интеллектуальная система управления тренажерным залом обеспечивает использование быстрого реагирования с очень точная информация о пользователях и т. д. Любые детали или система в точном виде, по мере необходимости.

Удобный для пользователя:

Программное обеспечение Smart Gym Management System имеет очень удобный интерфейс. Таким образом, пользователи будут чувствовать себя очень легко работать над ним. Программное обеспечение обеспечивает точность наряду с приятным интерфейсом. Настоящее руководство по эксплуатации система более интерактивным, быстрым и дружественным к пользователю. Наша умная система управления тренажерным залом сначала активирует форму регистрации. Здесь пользователь вводит имя пользователя и пароль вместе с электронной почтой или номером телефона. Если пользователь выбирает электронную почту для регистрации, то начинается аутентификация нашей системы. Некоторые скриншоты нашего процесса регистрации:

Рисунок 2. Схема регистрационной формы системы. Вход по электронной почте

Рисунок 3. Кривая Выполнения

Таблица 1.

Журнала активности пользователя

ВЫВОДЫ

В этой статье была предложена теория интеллектуального тренажерного зала на основе IoT. Основным преимуществом этой реализации является создание персонализированного графика тренировок для пользователя, для чего в наши дни без необходимости используется огромное количество рабочей силы. Smart Gym Management System успешно спроектирована и разработана для выполнения необходимых требований, выявленных на этапе анализа требований, таких как очень удобная в использовании система. Старая  ручная система страдала рядом недостатков. Настоящий проект был разработан в соответствии с устремлениями, обозначенными в современную эпоху.