WSN and M2M for mountain biking performance assessment

Abstract

The thesis describes the design and implementation of the "Smart Mountain Bike” monitoring system enables the acquisition, storage and visualization of data on athlete training referring the cycling activity. The signals provided by the measurement channels are acquired and processed in order to better understand of the variables involved in this sport and consecutively to improve the methodology for the training of athletes. The "Smart Mountain Bike" system consists of a wireless sensor network that acquire data related to the applied force and body position during a training session. Each network end node comprises a microcontroller, a conditioning circuit and a set of sensors. The coordinator node Zig Bee compatible is composed by microcomputer (eg. Raspberry PI or BeagleBone), a GPS and an IMU. The cloud interfacing is done using a 3G/UMTS USB module connected to the microcomputer board. As the main component of the cloud the implemented database is accessed through a mobile application implemented in an Android OS device. The mobile application allows the visualization of the acquired and processed data by the user expressed by the athlete or the coach. This system can be used for other sports and other activities in which it is necessary to monitor physical activities such as physical therapy.

Este documento descreve o desenvolvimento de um protótipo "Smart Mountain Bike", este sistema de monitorização permite a recolha, armazenamento e visualização dos dados relativos aos treinos do atleta durante a atividade ciclismo. Esta informação contribui para um melhor entendimento das variáveis envolvidas da prática deste desporto e consecutivamente, melhorar a metodologia de treino dos atletas. O sistema "Smart Mountain Bike" é constituído por uma rede sensores sem fios que recolhe a dados sobre força aplicada e posição do corpo numa sessão de treino, cada nó final da rede é composto por um microcontrolador, um circuito condicionador e um conjunto de sensores. O nó coordenador é composto por um microcomputador, um recetor GPS, um IMU e um módulo de comunicação móvel, este módulo permite um cenário Machine-to-Machine, onde o microcomputador comunica com o a nuvem permitindo o armazenamento da informação recolhida numa base de dados. Esta informação é acedida através de uma aplicação móvel desenvolvida para este projeto, a aplicação móvel permite ao utilizador, atleta ou treinador, visualizar e correlacionar os dados. Este sistema pode ser utilizado noutros desportos e noutras atividades em que seja necessário monitorizar atividades físicas, como por exemplo, fisioterapia