物聯網軟件在高校體育教學中的應用研究

岳建光

（山西工商學院 山西太原 030006）

1 在高校中物聯網對體育過程的監管

學校體育課上課時間自由、空間充裕、項目多樣化，多元化的運動選擇包括了多樣的體育器材。種類多樣但數量有限的體育器材在學校各種場地的教學上應用，就需要對體育器材實施合理的集團化管理，這一直是高等學校體育運動中亟待解決的問題，在現實工作流程中無法合理協調數量有限的體育器材。而物聯網技術的運用，則很好地解決了上述問題，在高等學校體育運動流程中起到了有效的管理效果。

1.1 對體育器材的管理

射頻圖像識別技術是目前全球物聯網技術行業應用最廣泛的射頻技術，最早廣泛應用于消費電子產品供應鏈技術領域，并不斷發展和普及。目前，已廣泛應用于高校體育教學儀器使用管理服務領域，主要應用集中在體育儀器的使用保管、在校體育學生的服務接待、教師體育課堂設備使用、學生課后活動使用、課后儀器歸還等多個方面。以往高校體育器材的管理以傳統的管理方式進行，學校專門設置了一個設備管理器，每臺設備都是人工登記和管理的，不僅浪費人力和時間，而且復雜且容易出錯。RFID技術可用于識別體育器械。如果機房遠離其他機房，電子書簽標志也同樣會隨時保持機房正常工作狀態，大大減少了機房人工質量管理的繁瑣過程。同時，可以對專用體育器材頻率進行實時監控，記錄每個使用者的頻率，也就是可以通過CPS 等技術實時跟蹤每個使用者的軌跡，即在每臺專用體育器材上，同時粘貼一個獨立的專用電子標簽，實現整個使用過程的監控。

1.2 對體育場地的管理

我國對學生身體健康素質的高度重視，使得學生對健身體育鍛煉的重視程度越來越高。目前，學校不僅高度重視公共學校體育藝術選修課、課余時間體育鍛煉和學生身體健康技能測試，還積極組織學校體育藝術社團活動，開展學校體育藝術文化節。高校公共體育活動豐富多彩，但需要對有限的校園公共體育場館進行協調。將高校物聯網的動態分析數據管理信息與學校體育信息安全監控中心管理數據中心相關聯，通過動態數據分析掌握學校各個階段校園體育場館的建設、使用情況以及平時參與學校體育活動開展的工作人員情況，利用普通學校移動校園網、大屏幕、手機端APP 等信息提示系統及時發布活動信息，使教師和學校能夠及時掌握各類體育場館的使用情況，及時調整教學活動的相關內容，從而開展更為適宜的體育教學活動。同時，學校還在體育場附近使用電子攝像頭實時監控學生在體育場內的活動，以確保學生體育活動的安全有序進行。人流量較大時，及時疏導和協調體育賽事。同時，將對所有參與活動項目的人員進行現場導游，以不斷改善高校戶外體育活動文化氛圍。努力營造和諧、安全、有序的高校戶外體育活動環境，促進學校的全面發展，促進學生終身體育意識的培養。

1.3 對高校運動員選材的管理

隨著高校綜合體育教育工作的不斷深入發展，學生的綜合體育競技能力、競爭水平越來越高。高校體育競爭能力主要取決于高校綜合體育相關專業人才的競技能力。對于高校綜合體育教育來說，需要篩選并培育出優質、有巨大發展潛力的高校綜合體育專業人才。傳統的運動員選材方法采用了大量的運動評價和測試方法，如短跑測試爆發力、長跑測試耐力、體前屈測試柔韌等。雖然這種方法可以選擇一些體育人才，但也會忽略一些有潛力的體育新生。此時，學校應引進物聯網技術，如激光掃描儀測量、身高骨齡測量等先進技術手段。通過物聯網技術，可以檢測和分析學生的身體素質、體型、運動機能等指標。物聯網技術的廣泛應用能夠極大地提高學校教練員在運動訓練和團隊領導中的積極性，使學校競技體育得到發展和壯大，不斷推動高校競技體育向更高、更快、更強的目標邁進。

2 物聯網在高校體育競賽中的應用

2.1 在田賽中的運用

激光測距儀，是目前在高水平田徑比賽中使用的一種測距器材。其技術原理為選手在投擲器械后，由裁判迅速找到其落點并加以標記，然后用該儀器測出投擲起點與所標記落點之間的距離。由于裁判員必須通過人工尋找落地點，并對競賽成績進行評定和檢測，所以要求大量的比賽經驗和專業的裁判水準，但很顯然資格不足的裁判會產生失誤。為降低誤差，有必要利用物聯網技術在投擲器械中設置電子標簽。器械著地后，電子芯片將反饋至測量系統，并自動測量距離測量起點的距離。結果可以第一時間呈現在電子顯示屏上，大大提高了效率，也有效減少了手動作業的差錯，使數值更加準確，使比賽更加精彩。準確的比賽結果，讓整個賽事過程更具有觀賞性。

2.2 在徑賽中的應用

在短跑項目中，通過設置電子計時器，能夠大大減小人工計時的誤差，從而更加精確地展示選手的實際技術水平，確保了比賽的公平和公正。在我國高校長跑項目中，中環、跑道和舞弊現象屢見不鮮。對裁判員執行裁判有一定的時間要求，這容易導致人工記錄出現錯誤。通過運用RFID技術，在比賽隊員頭上粘貼電子標簽，并在比賽開始、途中和結束時設置閱讀器。當選手通過時，會自行獲取信息，從而更加精確地監測競賽流程和評價選手的競賽結果。由于超遠距離競賽，裁判能夠正確判定前八名結果的真實性，而后一名選手受技術水平的影響，成績會有或多或少的偏差。這對比賽選手而言是比較不公平的。不管名次如何，都要求真實正確的結果，這也會極大地影響學生參加競賽的熱情。物聯網科技的應用能很好地減小人工計時的誤差，每個人頭上的標簽記載著個人在競賽過程中的各種狀況，其以數據的形式出現，這樣的成績更準確，也緩解了裁判的壓力，讓選手更積極、更熱情地投入競賽。

2.3 在球類比賽中的應用

在校園中，除田徑運動以外，球類運動也廣泛開展。在球賽中，通過RFID技術，在球內設有傳感芯片，可安裝鏡頭掃描整個球賽。通過電子芯片可以更有效地確定球的落點，如有爭議可進行視頻回放。不但能夠協助裁判處理有爭議的分數以及不太明確的比賽越界判定，還能夠給在場的教練帶來額外的支持，從而針對場上的情況更好地安排技戰術。這種方法也出現在了NBA和網球運動的比賽中。此項技術的應用既降低了人為因素的影響，也維護了比賽的正常秩序，提高了比賽質量。比如，在網球拍底部設置電子感應器，能夠測量正手和反手的揮桿軌跡、球速以及擊打情況等，這也將幫助教練員進一步深入分析隊員的技術水平在比賽中能否正常發揮以及戰術手段在比賽中能否正確使用。這些數據能夠作為教練賽后提升隊員技術的依據，并基于這些數據分析研發戰術體系，將其變得豐富與多樣。

3 物聯網軟件在高校體育教學中對學生身體機能反饋的應用

物聯網軟件還設計了生理功能反饋系統，通過系統中的生理和副生理功能傳感器裝置，能夠傳輸和分析大學體育課堂教學效率以及學生的體溫、脈搏、血壓等生理機制反應，還包括課后血氧與呼吸以及一些選修課教學的影響等。同時，還可監測學生在課堂中的身心異常反應，并能夠即時反映給教學管理人員進行有效處理。此系統中的SPSM系統，按照其應用功能和安裝地點主要可以分成如下部門。第一，人體功能數據處理中心，主要負責與學生佩戴的各種傳感器裝置建立傳感聯網，接收并分析學生全身傳感器發出的生命信息。這些傳感器可以通過無線端口直接連接至ZigBee 的無線網絡。所有傳感器信息均被輸入至ZigBee 無線端口，終端使用唯一的識別碼將與其他終端區別開，擁有極好的防干擾特性，在受監測學生彼此接近時不致引起系統沖突。整個無線網絡使用了2.4GHz 的全球免費無線頻率，每個傳感器均為電池供電，每個ZigBee 技術無線網絡端口設有號碼和密鑰。每個無線端口都通過跳頻，克服了同時傳輸的問題。第二，人體功能參數采集子系統。在人體功能參數采集子系統中，通過各種生物感應器收集身體的生物參數信息，并將之轉換成電信號，再經過調理電路就可被嵌入式系統所識別。嵌入式系統處理各種電信號，然后對數據進行解碼，并通過ZigBee 無線網絡端口將之傳送到ZigBee 技術的無線網絡，隨后傳送到后臺管理系統（身體功能信息處理中心）。人體功能參數采集子系統的傳感器以及調理電路根據要求，被設計為重量輕、體積小、便于替換的功能模塊，這樣當進行不同的功能參數調整時，就能夠選用適當的模塊組成。而無線模塊則使用了基于IEEE802.15.4標準的ZigBee 無線介質傳感器及網絡技術。這種技術有兩個好處，一是能耗低；二是降低無線電通信對人體的輻射危害。無線模塊的最小傳輸功率是-10dBm，最大為0dBm，分類可調。

4 結語

利用世界領先的物聯網信息技術，能夠搭建學校體育運動相互聯通的框架，有效推動學校體育過程管理水平和體育競賽活動管理水平的整體提升，實現學校體育器材管理信息化和賽事管理現代化，并充分滿足未來學校體育運動的新發展趨勢，包括多樣化、智能化和高水平化等。這既是學校體育運動的創新嘗試，也是當前學校體育教學改革的主要發展方向。該文對物聯網技術在學校體育中的運用進行了探討，為物聯網技術在高等教育各領域中的運用提供了相應的參考，進而豐富了物聯網技術在高等教育領域的應用研究。