1.1 目的及意义

如今人们的生活水平不断提高， 但在奔波忙碌中却把时间大多留给了办公室， 每天基本是上班与电脑为伍，下班与手机为伴， 久而久之造成了一种“亚健康”的生活方式。根据世界卫生组织(WHO)在2012年的一份调查结果表明，全球处于“亚健康状态”的人大约有75%。中国作为人口大国，亚健康状态的人口数量为世界之首。据专家介绍，中国处于亚健康状态的人群，已经达到全国总人口的70%。将这些处于亚健康状态的人，恢复到健康状态，是中国21世纪的重要健康目标。而且国务院在2014年印发了《关于加快发展体育产业促进体育消费的若干意见》，特别强调要以增强人民体质、提高国民健康水平为根本目标，把全民健身上升为国家战略。

在各种疾病接踵而来时，人们从新认识了健康的重要性，但却更习惯通过食疗或与医药等相结合的方式来获取健康，很少人会把出发点放在强健体魄上。同时，由于我国大部分城市被雾霾天气所困扰，导致很多人不进行户外锻炼，一部分人会选择使用健身器材在家进行锻炼或选择去健身房运动。而无论哪一种选择都伴随相对不低的消费，很多人因此选择放弃，又有很多人是选择了之后放弃，积极性不高，运动热情较差。传统的健身方式已经受到一些人的抵触，曾经风靡的健身器械也因枯燥无味被冷落， 而“快乐式”健身方式则被更多人所接受。

由于受到空间的限制，人们的锻炼场所集中在健身房这些室内健身场所，在这种情况下，动感单车作为最流行的健身器械之一，凭借其安全方便的锻炼方式及良好的锻炼效果，具有不受天气、时间、地点及空气污染的影响，成为风靡全球，广受大众欢迎的锻炼方式。动感单车是进行有氧运动的项目之一，就我国目前现状而言，很多健身器材在模仿国外产品，完全自主创新的产品较少，而且国内外同行业产品更新换代速度慢，很难满足现代高速发展的社会需求，同时也成为我国健身产业急需解决的问题。本研究以推进全民健身事业为目标，以快乐运动为导向，以全面调动人们运动热情为核心，探索在互联网时代下智能动感单车的设计研究，为健身器材生产业的创新发展提供方案与思路，也为人们锻炼身体提供更优质的载体。

1.2 国内外研究现状及发展状态

动感单车（自行车）英文名字（SPINNING），是由美国私人教练兼极限运动员JOHNNYG于二十世纪八十年代首创，是一种结合了音乐、视觉效果等独特的充满活力的室内自行车训练课程。动感单车在克服了室外行驶的一切缺点后，由于技术上的改进，使得这项运动在简单易学之余，成为一项能够使全身得到锻炼的有氧运动^[6]。15到50岁的人都适合。但是由于绚丽灯光和分贝较高的音乐，选择动感单车的人士集中在20到45岁之间，大多为年轻白领。动感单车运动后会消耗很多的能量，出很多的汗。同时还增强你的腿部的力量，美化下肢形体，提高身体摄氧量。实践证明，有效的进行40分钟的动感单车训练，可以消耗500卡左右的热量。

动感单车是一种模拟自行车运动的器材，造型与普通单车相似，含有车把、脚踏板、车座、车轮等几部分。但是在结构上与普通单车存在很大区别，动感单车在骑行时其实令人更有一种适应感^[5]。在骑行之前，先是要调整好整个车座，令其高度刚刚合适，这样的高度一般为令使用者自身坐在车座上脚踏板踩到最低点一侧腿刚好伸直为基准，这样在骑行时就可以确保其大腿和小腿之间的角度不至于过小，以此来帮助膝盖减轻其所要担受的压力，以免给膝盖带来伤害。之后再依据车座的具体支点来调节车把，三个把位调节到身体要紧凑，手臂伸向前方不觉得很吃力。

由于传统动感单车器材和单车项目存在的各种弊端，随着物联网的发展，运动健身领域也进入互联网 的时代，出现了大量的运动健身类的APP应用和各种智能穿戴设备，智能化动感单车的出现和发展也成为了必然^[11]。

综上所述，国内外一些科研机构已经开展了动感单车训练系统的研究，希望能将其应用于娱乐、健身、体育仿真、运动员训练等领域。目前，大多数研究都处于理论研究或者样机测试的阶段，尚未产品化和广泛应用，还需解决一些关键问题： 1）骑车的运动数据不能实时获取；

2）骑车的沉浸感不强；

3）不能有效的对用户数据进行统计分析给出合理的健身方式；