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系統識別號 U0002-0207201423304300
中文論文名稱 使用無線感測技術檢測和分析意外傷害及身障大學生的股四頭肌訓練成效
英文論文名稱 Using Wireless Sensor Technology to Detect and Analyze the Effect of Quadriceps Training on Accident and Disabilities College Students
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 資訊工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Computer Science and Information Engineering
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生中文姓名 林羽揚
研究生英文姓名 Yu-Yang Lin
學號 601411233
學位類別 碩士
語文別 中文
第二語文別 英文
口試日期 2014-06-19
論文頁數 76頁
口試委員 指導教授-陳瑞發
委員-林偉川
委員-王英宏
委員-陳瑞發
中文關鍵字 無線感測技術  嵌入式系統  腿部推蹬機  股四頭肌 
英文關鍵字 Wireless sensor network  Embedded system  Leg press machine  Quadriceps 
學科別分類 學科別應用科學資訊工程
中文摘要 人們越來越重視意外傷害及身障大學生的學習權益,於是許多大學專門加開特殊體育課程來保障意外傷害及身障大學生的體育課程,而這些特殊體育課程皆有別於一般的體育課程。但是,由於學生眾多,體育老師無法同時顧及到所有的學生在操作體育器材的狀況,甚至有些器材體育老師也無法以肉眼得知學生是否有運用到相關肌群。
本論文應用無線感測技術結合腿部推蹬機開發出股四頭肌無線感測系統,此系統可以紀錄使用者復健數據,並透過無線結合行動載具,輔助使用者判斷動作是否正確,即使專業人員不在旁邊陪伴,也有助於降低運動傷害的發生。當收集相關資料後,即可應用資料探勘技術於股四頭肌訓練成效分析,分析學生資料及相關訓練數據,找出可能影響股四頭肌訓練成效隱藏因子,提供老師做教學上的參考。
英文摘要 There is a growing emphasis on accident and disabled students' learning rights. So, many universities add special sports programs to protect accidental injury and sports courses for disabled students, and these special sports courses are different from the general education curriculum. However, there are many students, physical education teacher can’t simultaneously take into account the status of all students in the operation of sports equipment, and even some sport equipment that teacher can’t know whether the student has applied to the relevant muscles by naked eye.
In this thesis, the application of wireless sensor technology combined with the development of leg press machine quadriceps wireless sensor system. That can record the user rehabilitation data, through combining with the mobile device, assist the user to determine whether the action is correct. Even professionals are not next to the company, but also help to reduce the incidence of sports injuries. When the collection of relevant data, that can use data mining techniques in the quadriceps training effectiveness analysis, analysis of student data and related training data to identify stocks that may affect quadriceps training effectiveness hidden factor, providing a reference in teaching teachers.
論文目次 目錄
第一章 緒論 1
1.1研究動機及研究目的 1
1.2論文架構 2
第二章 相關研究 3
2.1校園常發生腿部運動傷害 3
2.2腿部推蹬機訓練方式及要點 5
2.3資料探勘 6
2.3.1決策樹演算法 8
第三章 研究內容與方法 9
3.1系統架構 9
3.2無線感測模組 10
3.2.1腳掌感測器裝置 11
3.2.2背部感測器裝置 12
3.2.3臀部感測器裝置 14
3.2.4股四頭肌感測器裝置 16
3.3即時回饋模組 17
3.3.1腳掌位置判斷 17
3.3.2背部緊貼椅墊判斷 20
3.3.3臀部緊貼坐墊判斷 20
3.3.4運用到股四頭肌判斷 21
3.4分析模組 22
3.4.1知識探勘流程 22
3.4.2股四頭肌訓練分析流程 24
第四章 實作成果 30
4.1實作環境 30
4.2無線感測模組 31
4.2.1腳部壓力感測器安裝 32
4.2.2背部壓力感測器安裝 33
4.2.3臀部壓力感測器安裝 33
4.2.4股四頭肌電感測器安裝 34
4.3即時回饋模組 35
4.3.1腳部壓力感測數據 35
4.3.2背部壓力感測數據 40
4.3.3臀部壓力感測數據 42
4.3.4股四頭肌肌電感測數據 45
4.4分析模組 48
4.4.1資料類別分組 48
4.4.2決策樹結果分析 51
4.5股四頭肌訓練統計 60
4.5.1以性別作分類 60
4.5.2以學院作分類 60
4.5.3以腳受傷作分類 61
4.5.4以各部位來分類 62
第五章 結論與未來方向 63
5.1結論 63
5.2結論與未來方向 63
參考文獻 65
附錄一 英文論文 67

圖目錄
圖 1腿部推蹬機 5
圖 2系統架構圖 10
圖 3腳掌區塊圖 12
圖 4腳部壓力感測器安裝位置圖 12
圖 5脊椎構造圖 13
圖 6背部壓力感測器安裝位置圖 14
圖 7人體臀部位置圖 15
圖 8臀部壓力感測器安裝位置圖 15
圖 9股四頭肌肌肉分布圖 16
圖 10知識探勘流程[11] 23
圖 11股四頭肌訓練分析流程圖 25
圖 12腿部推蹬機無線感測模組架構圖 31
圖 13腿部推蹬機無線感測模組實裝圖 32
圖 14腳部感測器實裝圖 32
圖 15背部感測器實裝圖 33
圖 16臀部感測器實裝圖 34
圖 17肌電感測器實裝圖 35
圖 18腳部動作正確數據圖 36
圖 19腳掌內八數據圖 37
圖 20腳掌外八數據圖 37
圖 21腳掌只用腳跟出力數據圖 38
圖 22腳掌墊腳數據圖 39
圖 23腳部位置錯誤數據圖 40
圖 24背部動作正確數據圖 41
圖 25身體傾數據圖 41
圖 26臀部緊貼椅墊正確數據圖 42
圖 27身體左傾數據圖 43
圖 28身體右傾數據圖 44
圖 29左臀部抬起數據圖 44
圖 30右臀部抬起數據圖 45
圖 31有運用到股四頭肌數據圖 46
圖 32沒有運用到股四頭肌數據圖 47
圖 33系統畫面圖 47
圖 34學院人數分布圖 49
圖 35腳是否受傷人數分布圖 49
圖 36性別人數分布圖 50
圖 37決策樹模組-工學院 51
圖 38決策樹模組-文學院 52
圖 39決策樹模組-商管學院 53
圖 40決策樹模組-腳受傷 54
圖 41決策樹模組-腳受傷 55
圖 42決策樹模組-腳沒受傷 56
圖 43決策樹模組-男性 57
圖 44決策樹模組-女性 58
圖 45正確率統計圖-性別 60
圖 46正確率統計圖-學院 61
圖 47正確率統計圖-腳是否受傷 62
圖 48正確率統計圖-各部位 62

表目錄
表 1校園常發生的慢性腿部運動傷害 4
表 2常見的決策樹演算法 8
表 3左腳部壓力感測數據對照表 18
表 4右腳部壓力感測數據對照表 19
表 5背部壓力感測數據對照表 20
表 6臀部壓力感測數據對照表 21
表 7左股四頭肌肌電感測數據對照表 22
表 8右股四頭肌肌電感測數據對照表 22
表 9目標欄位說明表 27
表 10實作環境 30
表 11分類模組-股四頭肌訓練有成效之因子 59
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