高校體育場地設施物聯網的利用研究

楊昌美，陸作生

（1.貴州師范學院體育學院，貴州貴陽550018；2.華南師范大學 體育科學學院，廣東廣州510006）

物聯網是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡［1］。目前物聯網的關鍵應用技術共有四種，分別是標簽事物的RFID的技術、感知事物的傳感器技術、思考事物的智能技術、微縮事物的納米技術［2］。近年來聯網已經被廣泛運用在在交通、物流、環保、醫療、安防、電力等領域，并促進了智能產業和智慧城市的產生與發展，也使得我們的生活變得更加便利與快捷。2017年1月，工信部發布《物聯網“十三五”規劃》，明確了物聯網產業“十三五”發展目標為推動物聯網規模應用，完善公共服務體系，提升安全保障能力等［3］。這將進一步加速我國物聯網發展進程。

伴隨著物聯網在其它領域的應用，以及取得了良好的效果，使得當前國家體育總局、政府相關部門、企業和體育工作者等也開始對物聯網應用到體育領域進行關注與研究。目前在體育領域上，物聯網的應用也初見端倪，智能體育產品的出現搭建了體育物聯網的基礎，物聯網智能體育和智慧體育產業也應運而生，促使運動健身向更科學、更健康、更便利的方向發展。當前我國高校體育場地設施存在缺乏智能體育服務、管理不科學、開放共享程度低等的問題。因此在國家推動物聯網規模應用和體育物聯網發展的前提下，可借助物聯網的技術、理念和功能，來逐一解決這些問題。使高校體育場地設施更加完善；節約管理的成本，實現智能化管理，提高管理的水平；并通過開放共享利用，提高體育場地設施的利用率。也為未來學校體育場地在管理理念和設施構建與配備上提供指引。

1 體育場地設施配置利用

1.1 智能體育服務設施配置

當前我國高校體育設施的配備比較簡單，主要是滿足運動進行的必要設施，如球場、球臺、球網等，而智能化的體育設施和服務基本沒看到。從以人為本、滿足運動需求和提供運動便利用的角度出發，配備智能化體育服務設施是高校體育場地設施走向科學化、智能化發展的必然選擇。隨著物聯網技術的廣泛運用，諸多智能產品和智能化服務進入了我們的生活，如智能家居、智能停車場［4］，智能化生活已成為人們向往的生活方式。

基于物聯網的智能化體育服務設施主要包括飲品智能售貨機、體育器材智能售貨機、藥品智能售貨機、智能發球機、智能觸摸屏一體機等。如可在學校室外體育場地和室內體育場館周圍配備智能售貨機，如飲品智能售貨機、體育器材智能售貨機、藥品智能售貨機等，使用時緊需在售貨機屏幕上，點擊需要的物品，并進行支付，就可以快速的獲得商品與服務。智能售貨機的配備能夠讓用戶快速的實現運動服務，如藥品智能售貨機出現后，運動參與者一旦發生運動損傷，就能通過手機支付，獲得藥品，并能對傷口進行簡單及時的處理。同時考慮到體育學習與訓練的需求，還可以配備物聯網智能發球機，即通過編程來控制發球的左右和高低，把球發到對應的點，實現智能發球。

另外還可以將物聯網以人為本的理念與體育場地設施的配備相結合，完善體育場地設施。如在室內體育館配備多功能的智能觸摸屏一體機，在智能觸摸屏一體機上用戶緊需通過手機掃碼二維碼支付就可以獲得運動的知識、健身知識，學習到運動技術和戰術等，并且還可以將物聯網與虛擬現實VR或增強現實AR技術相結合，在相應場館內安裝顯示屏或多媒體，通過戴上VR眼鏡等相關設備，就可以體驗到虛擬教練的技術和健身指導，也可以進行體育動作模擬與訓練。在高校體育場地配備智能化體育服務設施，既能滿足人的運動需求，又能實現智能化服務，還能為運動帶來便利。同時考慮到使體育場館能夠向更加綜合性、全面性方向發展，有條件的高校可將體育場館打造成“體育綜合體”的形式，讓高校體育場館變成集健身、休閑、購物、學習等為一體的綜合性體育場館。國外發達國家的大學體育館，如美國的大學體育館，就配備得有體育用品商店、餐廳、專業音像店等。

1.2 智能共享體育器材配置

基于物聯網的技術運用，現在已經產生了很多高科技、高智能化的體育產品，如智能手環、智能足球和智能服裝等體育智能產品隨處可見［5］。而智能共享體育器材也走進了我們的生活，目前智能共享跑步機、體側一體機器人及共享AR教練系統等物聯網運動器材，將成功實現物聯網技術在共享運動健康行業的實際應用［6］。從2017年開始我國部分城市的社區、公園已經出現共享智能跑步機、共享動感單車、共享健身房等智能共享體育設施與器材等，這為居民的健身帶來了便利。

當前高校體育場地設施雖然較為豐富，但也不能滿足學生的運動需求，在高校課后經常看到學生排隊打球和田徑場健身人員人滿為患的情況，究其原因，一是因為學校室內體育場館和室外較好的球場開放程度低；二是因為體育場地設施不足。因此為了滿足運動需求和保障運動的安全性，高校可以與相關企業合作，在學校配置或投放共享跑步機、共享動感單車、共享健身房或共享健身倉等智能共享體育設施。以共享跑步機為例來說，共享跑步機是通過物聯網將跑步機等設備與手機相連，讓用戶僅需通過下載指定APP掃描二維碼就能開啟跑步機，如果想要結束運動，關掉跑步機就可在手機上同步進行結算。同時在跑步機上實現數據監測和運動記錄，并將其傳輸到用戶的手機上，用戶僅需打開微信，就能夠隨時查看自己的運動記錄和健康情況，并根據自己的身體情況為自己制定運動計劃。

如果我們能將共享跑步機、共享動感單車投放在學校體育場館、風雨操場或活動中心等地，就能使師生不用去田徑場，就能實現隨時隨地健身，同時也能夠通過對外開放吸引附近居民來進行共享健身。另外除了共享跑步機以外，學校還可以在體育場地周圍配備其它共享體育器材，如共享籃球、共享足球等，以共享籃球來說，可在籃球場地周圍配備共享籃球專柜，并在球柜外面綁定打氣筒，用戶只需手機掃碼，就能開啟柜子并使用籃球，使用完后，將球還入球柜中，并在手機上進行支付結束。配置智能共享器材，既能解決運動器材不足的問題，又能為師生以及外來人員進入校園健身提供便利。

2 體育場地設施智能化管理利用

2.1 體育場地智能管理

在物聯網技術的廣泛運用下，當前已經出現了如停車場智能化管理、交通智能化管理、酒店智能化管理等，這對節約管理成本，提高管理效率起到了非常重要的作用。特別是近年來物聯網技術也被運用到高校的學習、生活、教學管理、安全管理以及圖書管理等方面，促進了智慧校園的產生。如利用物聯網技術所產生的“校園手機一卡通”、“冀機通”等就是集飯卡、學生證、借書證、購物、門禁卡等各卡功能于一身，覆蓋了學校生活的方方面面［7］。將物聯網技術與學校管理相結合，將促進學校管理的信息化與智能化，也將為學校節約人力資源的消耗，降低管理的成本。當前令人遺憾的是盡管物聯網技術在高校已經被運用到了教學、安全等管理方面，但是還沒有被用于體育場地的管理中。當前高校的體育場地或場館的管理還是以人力管理為主，加之多數管理人員由后勤人員或臨時的工人擔任，又缺乏專業的管理知識，就造成了體育場地管理的困難與負擔。

因此基于物聯網具有的便利性、信息化、智能化、遠程管理控制的功能，高校體育場館也可用物聯網技術來進行智能化管理，其智能化管理主要包括，其一，利用物聯網的傳感技術，智能控制來管理基礎設施。如在體育館內安裝多個感應器，實現火災自動報警，智能控制場地照明和調節光亮度、以及空調溫度，實現節能環保，構建綠色智能場館［8］。其二，將傳感技術與RFID識別技術、定位等技術相結合，實現對體育場地的實時定位和跟蹤，進而實現對體育場地智能管理。如學校在室內體育館和室外體育場地周圍安裝紅外感應器、全球定位系統等信息傳感設備，并與學校信息計算中心聯網，對在體育場地活動的學生和場地使用情況進行動態跟蹤，及時發布場地活動情況，并通過學校廣播、電子屏幕或者手機APP查詢，讓學生了解體育場地的使用情況，及時調整活動內容，并選擇自己力所能及的體育活動項目，確保體育場地得到均衡利用。學校也可以實時監控他們的活動，避免學生在體育活動時出現擁擠和安全事故［9］。

2.2 體育器材智能管理

高校體育器材的管理應該包括對器材的保存、租借、維修以及更新等方面的管理，就體育器材的租借管理而言，當前多數高校體育器材主要是體育課上，對上課班級的學生提供租借，而在課后學生不能自由的租借。而且體育器材的租借采用的是學生通過身份證明，如身份證或學生證，手寫登記的形式來進行器材借還。這種人工管理的形式，既增加了人力工作的負擔，降低了工作的效率，也使體育器材得不到有效的利用。

采用物聯網RFID識別技術和傳感器技術等，將體育器材室或體育館的體育器材智能化。使其具有ID認證和信息通訊能力，將體育器材納入到體育場館管理網絡之中，實現“管理者”與“物”、“物”與“物”的信息通訊，這將大大提升體育器材的保存、更新、利用等管理的工作效率［10］。對體育器材進行智能化管理，主要體現在：其一，設置具有身份識別功能的門禁，讓學生通過手機掃描或刷一卡通的形式進出器材室，并自由的進行器材挑選，學校對每個器材進行條碼編號［9］，學生租借器材時，可以實行目前圖書館智能借還圖書的制度，在指定機子上進行掃描，就可以實現借還。這樣就可以大大減少器材管理人員的工作量，也可以方便學生選擇適合自己的器材。其二，通過RFID技術對體育器材進行監控、追蹤、記錄使用情況等，使學校對體育器材的管理從人工管理變為系統化、自動化的管理。如在相應球類體育器材上貼上電子標簽，并通過系統跟蹤管理體育器械的存儲過程、發放過程、使用過程以及回收過程，即在全過程中使用電子標簽進行唯一標識和跟蹤管理［11］。這既能防止體育器材丟失，也能提高體育器材管理效率。其三，將RFID技術和傳感技術以及云計算技術相結合，與并計算機相連，實現智能監測、統計、查詢體育器材消耗和損壞情況，并通過信息反饋，得出應該維修、報修和更新的體育器材數量，以便及時完善和增加體育器材。也避免因體育器材不足影響教學，或因器材老化和損壞等問題產生安全事故。

3 體育場地設施開放與共享利用

3.1 體育場地設施開放使用

我國《體育法》和《全民健身計劃綱要》明確提出學校應該向社會開放體育場地。2017年2月教育部、國家體育總局聯合印年發了《關于推進學校體育場館向社會開放的實施意見》（以下簡稱《意見》）。在《意見》中明確指出：學校的室外場地設施，如操場、球場、田徑場等要先行開放［12］。從整體看，當前我國高校體育場地設施利用率并不高，其原因之一在于開放程度低。目前我國幾乎所有高校都配有室內體育場館，且場館的設施較多，比如有健身房、籃球館、羽毛球館、游泳館等應有盡用，但是有些高校考慮到場地管理難、維護費用高，以及安全問題，在課后、周末以及寒暑假時段，并不對外開放體育場地，也有部分高校采用有償的形式在課后時間段進行對外開放。從合理利用高校體育場地資源，促進全民健身事業發展的大局觀出發，高校體育場地作為國家公共體育場所，有義務對外開放體育場地，讓外來人員進行使用。

因此對于高校來說在利用物聯網技術對體育場地或場館進行監控和管理的前提下，可打破管理與安全的顧慮，實行課后對學校師生免費開放和對外有償開放。其利用物聯網進行開放的具體措施表現在：其一，在場地和場館安裝感應設備和監控設備，并與計算機中心聯網，實時監控體育場地和場館的情況，避免安全事故的發生。其二，學校通過創辦校園智慧體育服務云平臺的形式進行體育場地的開放使用。如學校創建專用公眾號或APP讓師生和外來市民通過關注公眾號或下載專用APP進行實名身份認證，并在課后時段通過手機掃描的形式進放入校園體育場地健身。其三，以信息化大數據創新體育鍛煉方式，實現智慧校園健康運動。如利用物聯網感應技術和定位技術在田徑場布置多個GPS感應點，師生和市民進入校園跑步健身時，就能通過手機實時了解個人的運動里程、步頻以及相關健身數據的信息和排名情況。

3.2 體育場地設施共享使用

物聯網最大的特點在于實現萬物共享，萬物互聯，在物聯網快速發展的今天，共享停車場、共享單車、共享汽車等已經走進了我們的生活，并為我們的生活帶來了便利。在國家大力促進全民健身事業發展的前提下，興建體育場館、體育公園等是推動全民健身事業發展的有效保障。但是興建體育場館需要投入大量的資金，而且建設的周期也比較長，不能及時有效的解決體育場地不足，而影響居民健身的問題，因此共享使用高校體育場地設施，將成為當前推動全民健身事業發展的有效手段。而且十九大也提出了共享發展的理念［13］，在共享經濟時代的大背景下，共享健身也將成為一種流行的健身方式走進我們的生活，為我們的運動提供便利。

就國內高校體育場地設施而言，其修建投資大、成本高，而且體育場館的功能較為單一，多數都用于體育教學和舉辦重要體育競賽，再加上維護費用高和管理困難等的問題，影響力了開放程度和利用率，也造成了體育場地設施資源的閑置和浪費。在共享發展的理念下，高校可以通過物聯網的共享功能，實現共享利用。通過這種方式既能解決學校擔心場地維護費用高的問題，又能盤活體育場地設施，實現以館養館，以場養場。利用物聯網實現課后時段共享利用，主要體現在：其一，室內體育場館的有償共享使用。如共享使用學校健身房、游泳池、各項球館等，學校在每個場館設置識別門禁，外來人員進入使用時，通過下載具有身份認證功能的學校專用APP或校園健身卡掃描門禁進入場館，使用結束后，按使用時長進行計時收費，市民通過手機APP進行繳費后，才能掃描二維碼或刷卡走出場館。其二，室外體育場地的共享利用。學校與社區共同合作，組織附近市民辦理校園健身卡，進入學校使用開放的體育場地，如室外田徑場地、籃球場、健身區等地進行共享健身。其三，建立物聯網預定系統，實現體育場地查詢、預約和有償共享使用。即通過手機APP可了解高校體育場館的位置、開放和使用情況，還可以通過網上預約健身場地、預約健身教練、預約對手、隊友和發起健身活動等。以一個室外網球場地舉例說明，如可以通過下載學校指定APP查找網球場的具體位置，并通過網上預約的形式，約好使用時間權限和場地，使用網球場地時市民只需通過手機掃描帶有二維碼的專用門鎖就可以打開網球場的門，使用結束后，關閉網球場的門鎖，并在手機上支付相應的費用。同時為防止不文明使用場地的情況，可將支付情況與個人征信掛鉤。實行預約使用，對市民而言既能解決場地不足，無法健身的問題，又能夠節約時間和金錢。

4 結語

物聯網作為推動當今社會發展的重要技術，已經被上升為引領“第四次工業革命”的高度［14］，近年來伴隨著物聯網在多個領域的廣泛運用，使得我們的社會、生活等發生了巨大變化。物聯網技術發揮的作用和取得的效果讓我們不能熟視無睹，將其運用到體育領域，并與體育更加緊密結合，促進體育產業發展與變革已刻不容緩。智能體育就是物聯網與體育結合的產物，在物聯網快速發展的大背景下，利用物聯網打造校園智慧體育是學校體育發展的新方向。因此將物聯網技術運用到高校體育場地設施的配備、管理和開放共享利用方面有其重要的現實意義。將填補高校體育場地設施智能服務的空白，解決體育場地不充足、不完善，管理不科學、利用率不高的現狀。也將使高校體育設施變得更加完善、充實，變得智能化和智慧化。并使高校體育場地設施管理，由人力管理模式向智能管理模式改變，大大提高管理的效率。學校體育場地設施也在物聯網智能管理和開放共享的理念下，打破學校課余時段不開放的顧慮，并利用構建智慧體育云平臺和創建預定系統的形式下，實現開放與共享利用，解決市民因場地不足而難以健身的問題，進而提高高校體育場地的利用率，促進全民健身事業的發展。