[发明专利]一种基于窄带物联网和云平台的自行车运动辅助方法

说明书

本发明公开一种基于窄带物联网和云平台的自行车运动辅助方法，在自行车上安装由NB‑IoT通信模组、转速传感器、GPS模块、LED灯和电池组成的NB‑IoT终端；由应用服务器向云平台提供自行车运动员的个人生理特征和不同的自行车行驶路线；NB‑IoT终端负责将收集到的自行车转速、骑行者踏频和GPS数据通过通信模组以固定的时间间隔T_n上传到云平台，终端与云平台的通信使用CoAP协议；云平台将CoAP报文解码，记录骑行者的行驶轨迹、速度和踏频信息，并将GPS中经纬度信息转换为易于使用的空间三维坐标，通过对坐标的分析及时向偏离行驶路线的自行车发送提醒信号。采用本发明能减少网络带宽的消耗，增加了传输效面对业务激增的场景提供了更加稳定的性能。

技术领域

本发明属于物联网领域，具体涉及一种基于窄带物联网和云平台的自行车运动辅助方法。

背景技术

在体育产业蓬勃发展的今天，自行车运动已经称为继跑步之后越来越受到人们喜爱的一种运动健身方式，自行车也逐渐从代步工具转型为运动健身必不可少的工具。根据上海体育学院发布的“中国自行车运动产业发展报告”显示，国内自行车运动尤其是群众性的自行车运动近年呈现出迅猛发展的态势，当下国内自行车运动俱乐部已超过一万多家，相关门店也有一万多个。从骑行人口的分布来看，小到15岁大到65岁以上，涵盖了各个年龄层的人群。然而由于大部分人都缺少专业的自行车运动经验，缺少骑行过后对骑行过程中专业数据的统计和分析，就无法对后续的自行车运动提供合理化建议。造成这种问题的原因很大程度上是由于室外缺少良好的网络条件和专业的传感器，近些年随着物联网技术的发展，这一现象得到很大改善。

物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。大量物与物的连接通过蓝牙、Wi-Fi等短距离通信技术承载，基于蜂窝通信技术的物联网设备由于终端设备功耗大、部署成本高等，导致真正承载在移动网络上物与物的连接只占到连接总数的6％，原有的通信技术已经无法满足物联网应用不断发展的需求，尤其是在自行车运动这种运动随机性较强且运动覆盖区域较广的场景下。针对这种情况，为了解决广覆盖和低成本、低功耗问题，有必要为物联网连接设计一种新的通信技术，由此低功耗广域网(Low-Power Wide-Area Network)应运而生。

相比于短距离通信技术，低功耗广域网无需额外部署汇聚网关，大大降低了用户的部署成本和复杂度，应用终端即插即用消除了部署限制。目前主流的低功耗广域网技术有LoRa，SigFox和窄带物联网(NB-IoT)。其中，LoRa和SigFox属于私有技术，应用时需要单独组建网络，而且使用的频谱没有授权，在安全性上也存在缺陷。而NB-IoT是3GPP的标准技术，可叠加在现有2G/3G/LTE的蜂窝网络上，使用的频段有授权，并支持向5G平滑演进。所以NB-IoT的可靠性更高，有更快捷、灵活的部署方式，更强的网络覆盖能力，更大的接入容量和更低的建设成本以及更低的终端功耗等技术优势。

发明内容

发明目的：本发明提供一种基于窄带物联网和云平台的自行车运动辅助方法，使用NB-IoT终端收集和上传自行车的速度和GPS数据，并借助云平台的强大计算能力，达到辅助自行车运动员训练的目的。

技术方案：本发明所述的一种基于窄带物联网和云平台的自行车运动辅助方法，包括以下步骤：

(1)将窄带物联网终端安装在自行车上；

(2)将自行车运动员的个人生理特征、自行车硬件数据和地图数据上传到云平台，确定运动员行驶的路线范围；

(3)终端初始化，并将转速传感器收集到的转速数据n、踏频数据rpm和GPS模块收集到的地理位置信息通过通信模组以固定的时间间隔T_n上传到云平台；