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智慧校园阳光长跑管理系统研究

发布时间:2018-04-26
  为了贯彻落实中央精神,开展阳光体育锻炼运动,提高青少年的体质健康水平,教育部和体育总局提出开展阳光长跑的活动。学校积极响应教育部关于阳光长跑的号召,实施体育教学模式改革,采用面授教学和自我锻炼相结合的教学模式,鼓励大学生积极参加体育运动,磨练大学生的意志,增强大学生体魄,形成浓郁的校园体育文化氛围。
  
  为了开展好阳光长跑运动,改变学生阳光长跑的旧常态,突破阳光长跑的管理理念和运行模式。[1]学校借助“互联网+”新思维,变革组织方式和管理模式,构建起基于“互联网+”的智慧校园阳光长跑管理系统,对大学生长跑运动进行智能化的管理和监督,最终实现阳光长跑运动的科学化、信息化和实时化的精准管理。
  
  一、智慧校园阳光长跑管理系统体系结构
  
  智慧校园阳光长跑管理系统由采集终端,无线基站、数据转发服务器和云端平台组成。系统借鉴定向越野比赛的原理方法,在校园里布置多个长跑信息电子采集终端,自动采集学生长跑信息。并依据学生在长跑中到达各个终端机的先后顺序以及各个终端机之间的路线距离,自动计算出各个学生跑步所使用的总时间、所跑的路程以及平均速度信息,从而形成学生的个人跑步运动档案。
  
  (1)采集终端安装在道路周围,校园卡由学生携带,基站和每个采集终端上均安装有带小吸盘天线的无线模块,形成基站与采集终端以及采集终端与校园卡之间的无线通讯,基站与数据转发服务器之间通过有线网络连接。采集终端读取学生校园一卡通中的学号信息,在液晶屏中显示出学号的同时蜂鸣器响起,并且显示刷卡成功。
  
  (2)无线基站将采集终端发过来的数据,通过无线模块接收过来,并通过网络发送给数据转发服务器,让数据转发服务器进行下一步处理。
  
  (3)数据转发服务器通过TCP/IP协议将数据转发到云端平台。
  
  (4)云端平台的数据处理程序用于解析数据后导入数据库;Web服务程序处理用户请求,只需要登录自己的学号就可以查看自己的长跑记录,管理员老师可以登录账号后查看所有学生的长跑记录;手机客户端可以方便学生随时随地的查询自己的成绩。
  
  二、智慧校园阳光长跑管理系统的功能特点
  
  通过校园智慧长跑管理系统可以使得学生的长跑活动做到“四自主”和“五自动”,即自主选择长跑时间;自主选择长跑距离;自主选择运动量与运动负荷;自主选择长跑起点和终点。自动累计每个学生的长跑里程;自动与学生体育课成绩相结合;自动建立大学生长跑运动档案;自动汇总各个院系和班级大学生长跑的情况与排名;自动预防作弊。[2]智慧校园阳光长跑管理系统的功能特点主要有以下几点:
  
  (1)实现了大规模学生课外体育锻炼监督的完全无人化、网络化,大大减少了人工成本。大大减轻了学校对阳光长跑活动管理的工作量,使教师从繁冗的阳光长跑管理工作中解放出来,将更多的时间和精力投入到教学改革和创新中去。
  
  (2)系统可以设立多个信号采集端,为学生提供了不同的路线选择,改善长跑的单一性带来的枯燥,学生可欣赏沿途的校园美景,减少长跑过程当中的枯燥感,学生长跑的积极性大大提高。学生可以自己选择合适的运动强度,达到更科学的运动。学生用自己的账号可以登陆云端平台可以查看最新的环境状况,选择最适宜的时间去运动,同时学生可以查看自己的长跑记录。
  
  (3)系统具有实时性高、数据自动备份整理等突出创新性优势,避免了以往系统测试与公布成绩之间的时间迟滞,而且成绩数据有据可查,大大减少了学生与管理教师之间的误会和矛盾。
  
  (4)系统采用远距离高可靠低功耗无线收发平台,可实现半径2公里无线覆盖,数据包丢失率小于0.01%,从而可以有效保证通信数据的完整性、可靠性和实时性。相比于Wi-Fi、有线网络、GPRS等通信方案,具有安装施工简单、部署灵活、稳定性高、可控性高等特点,可以极大的降低故障率和平均故障时间。
  
  (5)系统通过人脸识别和智能分析技术,能够自动判断短时间内相邻两次刷卡的是否是同一人,从而对一人多卡代刷行为进行甄别判断,并通过终端声音和屏显信息给予警示,并自动上报至后台。系统采用了具有高速图像采集和智能分析摄像头,可以在0.2秒内完成上述动作。
  
  (6)智能信息采集终端上集成了环境传感器平台,能够实时采集PM2.5、温度、湿度等多种环境参数,并实时上报,有助于管理员根据环境状况适时开展活动,进行科学健康锻炼。
  
  (7)查询方式多样,不仅可以通过WEB网站查询成绩,还可以通过手机客户端和微信查询。
  
  三、智慧校园阳光长跑管理系统应用软件开发
  
  智慧校园阳光长跑管理系统应用软件主要分为三个模块:服务器程序、Web服务、手机app客户端。
  
  (1)服务器程序是部署于校园内,用以管理数据基站以及刷卡终端,并且处理数据备份,合并和转发的后台程序。该程序是基于Java开发,并且采用了apache mina框架进行响应式网络编程,具有处理效率高、稳定的特点。
  
  (2)Web服务为智慧校园阳光长跑管理系统的软件核心,服务部署在云平台上,是基于Java技术以及Python开发的一整套云服务管理系统,包括基于appache httpd服务器的前端服务器,基于j2ee技术开发的逻辑进程,基于mysql数据库的数据管理,以及基于python开发的一系列服务器端管理脚本。
  
  (3)手机app客户端基于安卓系统开发,提供给学生使用,方便学生查询成绩。
  
  四、结语
  
  运用“互联网+”新思维,构建基于“互联网+”的智慧校园阳光长跑管理系统,使用学校阳光长跑活动达到智能化管理。解决了学生难以自主选择运动时间和空间,锻炼自觉性差,强度不足等方面的问题。学生通过持之以恒的阳光长跑活动养成科学锻炼的好习惯,使身体协调能力、心脏功能和呼吸系统能力得到加强,体能达标测试成绩大幅度提升,建立起了积极、活跃、健康的校园体育文化氛围。[3]目前阳光长跑活动已经纳入到学校的专业人才培养方案当中,覆盖了所有的在校学生,今后还推广到更多的学校和社区。未来智慧校园阳光长跑管理系统在运动轨迹跟踪等方面还可以做进一步的功能升级。
  
  参考文献:
  
  [1]潘晓萍,方小强。基于“互联网+”的校园智慧阳光长跑模式研究与实践--以杭州科技职业技术学院为例[J].林区教学,2016(11):97~98.  
  [2]张学海。校园智能长跑自助管理系统应用于高校阳光长跑的实证研究--以南京晓庄学院实施情况为例[J].四川体育科学,2014(02):101~104.  
  [3]贾健。自主智能自助长跑系统与校园体育文化建设[J].运动,2013(03):70~71.
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