基于物联网的智能化体育场馆设计

马钢　夏文忠

摘要：使用物联网通讯技术，结合多种功能传感器，形成智能化的体育场馆管理模式，可以有效提高体育场馆的运行效率，节约管理成本，具有一定的社会经济价值。

关键词：物联网;智能化;体育场馆管理

中图分类号：TP393      文獻标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）14-0161-02

Abstract： The use of Internet of things communication technology， combined with a variety of functional sensors， to form an intelligent stadium management mode， can effectively improve the operation efficiency of stadiums， save management costs， has a certain social and economic value.

Key words：The Internet of things; intelligent; Stadium management

体育场馆作为体育事业发展的基础设施，对体育事业可持续发展具有巨大的推动作用，同时对学校教育、城市体育文化建设与体育消费具有重要的推动力[1]。近年来，随着物联网领域的快速发展，智能建筑也得到长足进步，体育场馆的智能化研究也取得了较大的进展。关于体育场馆智能化的主要研究包含：场馆照明、安防监控、身份认证、智能票务等方面。物联网技术作为新一代信息通讯技术、设备及人员的管理技术，在众多行业领域拥有广阔应用前景，已被提升到国家战略层面。本文基于物联网技术与理念，探讨智能体育场馆的系统设计及构成，分析体育场馆的现状及发展趋势，力图结合现有物联网技术构建一个合理、可行的智能化体育场馆的管理体系，并应用实践工作，对现实的体育场馆智能化管理产生积极的作用。

1 物联网及其应用领域

物联网是万物互联的网络结构，是现有的计算机网络体系结构下，对末端设备的延伸和扩展。传统意义的计算机网络是利用有线、无线等连接方式将计算机及各种终端设备接入以TCP/IP为标准的计算机通讯网络，并把各终端设备信息通过统一的协议标准完成数据的整合。物联网技术则是在现有计算机网络的基础上，充分利用现有网络结构，再扩展无线连接方式、窄带连接方式，在确保网络正常连接的情况下，兼顾设备功耗、使用寿命以及完成设备控制的新一代网络连接方式。物联网技术包括：设备感知技术，如RFID、传感器网络、条形码技术等;传输层技术，如M2M通信网络、互联网、局域网、无线网等技术;应用层技术，如普适计算、云计算、知识发现、智能控制等技术[2]。

物联网是以应用需求为目标的，实现万物互联以达到信息交互目的新一代信息技术的多种技术整合的技术统称。工业和信息化部颁布的《物联网“十二五”发展规划》指出，“物联网是战略性新兴产业的重要组成部分，对加快转变经济发展方式具有重要推动作用[3]。”当前，物联网研究领域主要有智能工业、智能安防、智能物流、智能家居等领域。另外，如智能建筑、智能场馆管理等领域应用研究也获得了较大进展。智能安防、智能建筑等领域的研究成果对智能体育场馆的设计实施具有较好的借鉴意义。在体育及其相关领域，物联网技术尚处于起步阶段，如何合理利用现有物联网技术为当前的学校场馆、城市公共体育场馆的建设、管理服务是目前业界正在探讨的问题。

2基于物联网的智能体育场馆系统分析

体育场馆是一个庞大的建筑，或者是若干建筑的集合，要管理好这个复杂的场馆，需要大量的人力和物力，并且还不一定达到理想的效果。使用基于物联网技术的智能场馆管理将大幅度的增高这种复杂建筑及建筑群，复合系统的管理效率。具体功能结构如图1所示。

使用物联网结构的智慧场馆管理系统由三层结构组成：第一层为感知层，负责获取底层物理数据，如场馆的温度、湿度，光照强度，PM2.5[4]数值等;还可以就场馆的管理数据进行搜集，如人员是否有权进入场馆，是否需要购票等信息。第二层为网络层，网络层的任务是把感知层的获取的数据按网络标准传送给相邻传感器或者传送给上一级网关，然后对网络传输数据进行数据处理或者数据汇总。第三层为应用层，应用层展现为各种终端设备业务系统。如体育场馆温湿度感知与控制子系统、体育场馆照明控制子系统、安防监控子系统、运动数据搜集子系统等多个业务系统。通过这些系统对各个数据的搜集和整合，场馆管理决策人员可以方便对本场馆的服务做出详细的使用状况分析与统计，为提升服务质量提供高质量的数据支持和数据分析支撑。

通过物联网及各种功能传感器对数据的获取，整合各个业务系统数据，可快速实现对当前场馆的使用状况、某区域使用率、某专项使用效能的详尽数据分析。通过该数据分析形成完备的场馆分析报告，从而为公共服务、体育教学提供合理、高效的决策依据。

3基于物联网的智能体育场馆设计

智能体育场馆包含智能安防监控系统、智能温湿度管理系统、智能照明系统、智能票务系统、运动数据收集系统、智能体育知识系统和业务数据显示系统等多种子系统。如图2智能体育场馆功能模块框图所示：

3.1 智能安防监控系统

安全是每个公共区域都面临的问题，在智能化设备大量普及的今天。设计建设一套完善的安防监控系统是确保体育场馆人员和财产安全的重要手段。一套完善的安防监控系统可以实现防火、防盗和防灾等功能。

基于物联网技术的智能安防系统与传统的安防系统的区别在于系统自处理能力的大幅提高，实现从感官的延伸到感官的解决。以视频监控为例，传统的视频监控仅仅是对眼睛功能的延伸，有限地释放了工作人员的双腿，减少了工作人员的流动监控的活动量。而在原视频监控技术基础上增加了生物感知等技术后，可能充分利用视频分析技术、人脸识别等技术来大幅提升管理效率，降低人员风险。智能防火系统采用多种传感器，采集环境中的烟雾含量、粉尘含量、二氧化碳含量，并让各种传感器之间具有联动控制功能，与火灾报警、电源控制、楼宇控制等系统联动。从而在灾害发生前或发生之初，做出及时的应急反应，预防灾害或最大限度地减少灾害损失。

3.2智能温湿度管理系统

体育场馆普遍面积较大，如何在需要举办活动的时候提供合理的策划方案就需要场馆管理者提供有效、可行的场馆状况数据。基于物联网的智能温湿度管理系统可以对场馆进行时时数据的收集与整理，经过一段时间的数据收集，还可以形成数据分析决策报告，以帮助管理者就本场馆安排合适的体育活动。

智能温湿度管理系统分为两个子功能，一是温湿度感知功能，该功能负责把场馆的时时温湿度检测出来并传输给上层管理系统，经过上层处理分析处理后再调用第二功能。另一功能是执行功能，该功能负责处理上层业务系统返回需要处理的结果。例如，当温湿度感知模块检测到当前环境温度高于30度，湿度大于50%后，系统介入，启动降温设备和除湿设备。当环境温度度小于规定阈值，如温度小于25摄氏度，湿度小于40%后，执行功能设备模块停止工作。当温湿度感知设备检测到当前环境温湿度低于某个既定值时，也取动相应设备。让场馆内的温湿度总是保持在一个适宜体育运动的范围。对于一个大面积的运动场馆，可以采用中央空调等设备作为执行单元设备。具体温度调节流程如图3所示：

3.3智能照明系统

体育场馆内要进行各种活动都需要一个明亮的环境，加入光线检测系统的智能化場馆可以通过多种光线检测传感器判断环境光线是否适合体育运动，如不适合，则自动启动场馆内的照明设备。这样即可大量的减少管理人员，又可以达到节能的目的。通过加入人体感应传感器，还可以判断某区域是否体育活动、有观众，有则自动打开照明系统，无则关闭照明系统。或者当观众离开后自动关闭相应区域的照明系统，从而实现电能的节约。

3.4其他业务子系统

智能体育场馆还包含智能票务系统、运动数据收集系统、智能体育知识系统和业务数据显示系统等业务子系统。这些业务系统都通过大量使用以物联网为基础的RFID技术，各种功能传感器技术来实现各类数据的采集、传输以及后期数据的分析整理。通过对场馆数据的分析与整理，实现对场馆的智能化管理，在降低管理成本的同时，提高服务质量。

4 结束语

通过使用温湿度传感器、光线传感器及RFID技术实现体育场馆的智能化管理是目前体育场馆设计与建设的新方向。本文就以物联网为基础的智能化体育场馆设计提出了一个完整的功能设计方案，对当前体育场馆的智能化建设既有一定的实际意义。

参考文献：

[1] 肖文升.智慧体育场馆发展研究[J].现代交际，2018（11）：55-56.

[2] 王归然，乔克满，兰天，等.基于物联网的智能体育场馆系统及其发展趋势[J].长安大学学院，2012，26（5）：145-147.

[3] 邓翠翠，纵凤侠，等.基于物联网的我国211 高校体育场馆管理系统的发展前景探析[J].2011，32（3）：68-70.

[4] 张小曳，孙俊英，王亚强，等.我国雾-霾成因及其治理的思考[J].科学通报，2013，58（13）：1178-1182.

【通联编辑：光文玲】