物联网软件在高校体育教学中的应用研究

岳建光

（山西工商学院 山西太原 030006）

1 在高校中物联网对体育过程的监管

学校体育课上课时间自由、空间充裕、项目多样化，多元化的运动选择包括了多样的体育器材。种类多样但数量有限的体育器材在学校各种场地的教学上应用，就需要对体育器材实施合理的集团化管理，这一直是高等学校体育运动中亟待解决的问题，在现实工作流程中无法合理协调数量有限的体育器材。而物联网技术的运用，则很好地解决了上述问题，在高等学校体育运动流程中起到了有效的管理效果。

1.1 对体育器材的管理

射频图像识别技术是目前全球物联网技术行业应用最广泛的射频技术，最早广泛应用于消费电子产品供应链技术领域，并不断发展和普及。目前，已广泛应用于高校体育教学仪器使用管理服务领域，主要应用集中在体育仪器的使用保管、在校体育学生的服务接待、教师体育课堂设备使用、学生课后活动使用、课后仪器归还等多个方面。以往高校体育器材的管理以传统的管理方式进行，学校专门设置了一个设备管理器，每台设备都是人工登记和管理的，不仅浪费人力和时间，而且复杂且容易出错。RFID技术可用于识别体育器械。如果机房远离其他机房，电子书签标志也同样会随时保持机房正常工作状态，大大减少了机房人工质量管理的繁琐过程。同时，可以对专用体育器材频率进行实时监控，记录每个使用者的频率，也就是可以通过CPS 等技术实时跟踪每个使用者的轨迹，即在每台专用体育器材上，同时粘贴一个独立的专用电子标签，实现整个使用过程的监控。

1.2 对体育场地的管理

我国对学生身体健康素质的高度重视，使得学生对健身体育锻炼的重视程度越来越高。目前，学校不仅高度重视公共学校体育艺术选修课、课余时间体育锻炼和学生身体健康技能测试，还积极组织学校体育艺术社团活动，开展学校体育艺术文化节。高校公共体育活动丰富多彩，但需要对有限的校园公共体育场馆进行协调。将高校物联网的动态分析数据管理信息与学校体育信息安全监控中心管理数据中心相关联，通过动态数据分析掌握学校各个阶段校园体育场馆的建设、使用情况以及平时参与学校体育活动开展的工作人员情况，利用普通学校移动校园网、大屏幕、手机端APP 等信息提示系统及时发布活动信息，使教师和学校能够及时掌握各类体育场馆的使用情况，及时调整教学活动的相关内容，从而开展更为适宜的体育教学活动。同时，学校还在体育场附近使用电子摄像头实时监控学生在体育场内的活动，以确保学生体育活动的安全有序进行。人流量较大时，及时疏导和协调体育赛事。同时，将对所有参与活动项目的人员进行现场导游，以不断改善高校户外体育活动文化氛围。努力营造和谐、安全、有序的高校户外体育活动环境，促进学校的全面发展，促进学生终身体育意识的培养。

1.3 对高校运动员选材的管理

随着高校综合体育教育工作的不断深入发展，学生的综合体育竞技能力、竞争水平越来越高。高校体育竞争能力主要取决于高校综合体育相关专业人才的竞技能力。对于高校综合体育教育来说，需要筛选并培育出优质、有巨大发展潜力的高校综合体育专业人才。传统的运动员选材方法采用了大量的运动评价和测试方法，如短跑测试爆发力、长跑测试耐力、体前屈测试柔韧等。虽然这种方法可以选择一些体育人才，但也会忽略一些有潜力的体育新生。此时，学校应引进物联网技术，如激光扫描仪测量、身高骨龄测量等先进技术手段。通过物联网技术，可以检测和分析学生的身体素质、体型、运动机能等指标。物联网技术的广泛应用能够极大地提高学校教练员在运动训练和团队领导中的积极性，使学校竞技体育得到发展和壮大，不断推动高校竞技体育向更高、更快、更强的目标迈进。

2 物联网在高校体育竞赛中的应用

2.1 在田赛中的运用

激光测距仪，是目前在高水平田径比赛中使用的一种测距器材。其技术原理为选手在投掷器械后，由裁判迅速找到其落点并加以标记，然后用该仪器测出投掷起点与所标记落点之间的距离。由于裁判员必须通过人工寻找落地点，并对竞赛成绩进行评定和检测，所以要求大量的比赛经验和专业的裁判水准，但很显然资格不足的裁判会产生失误。为降低误差，有必要利用物联网技术在投掷器械中设置电子标签。器械着地后，电子芯片将反馈至测量系统，并自动测量距离测量起点的距离。结果可以第一时间呈现在电子显示屏上，大大提高了效率，也有效减少了手动作业的差错，使数值更加准确，使比赛更加精彩。准确的比赛结果，让整个赛事过程更具有观赏性。

2.2 在径赛中的应用

在短跑项目中，通过设置电子计时器，能够大大减小人工计时的误差，从而更加精确地展示选手的实际技术水平，确保了比赛的公平和公正。在我国高校长跑项目中，中环、跑道和舞弊现象屡见不鲜。对裁判员执行裁判有一定的时间要求，这容易导致人工记录出现错误。通过运用RFID技术，在比赛队员头上粘贴电子标签，并在比赛开始、途中和结束时设置阅读器。当选手通过时，会自行获取信息，从而更加精确地监测竞赛流程和评价选手的竞赛结果。由于超远距离竞赛，裁判能够正确判定前八名结果的真实性，而后一名选手受技术水平的影响，成绩会有或多或少的偏差。这对比赛选手而言是比较不公平的。不管名次如何，都要求真实正确的结果，这也会极大地影响学生参加竞赛的热情。物联网科技的应用能很好地减小人工计时的误差，每个人头上的标签记载着个人在竞赛过程中的各种状况，其以数据的形式出现，这样的成绩更准确，也缓解了裁判的压力，让选手更积极、更热情地投入竞赛。

2.3 在球类比赛中的应用

在校园中，除田径运动以外，球类运动也广泛开展。在球赛中，通过RFID技术，在球内设有传感芯片，可安装镜头扫描整个球赛。通过电子芯片可以更有效地确定球的落点，如有争议可进行视频回放。不但能够协助裁判处理有争议的分数以及不太明确的比赛越界判定，还能够给在场的教练带来额外的支持，从而针对场上的情况更好地安排技战术。这种方法也出现在了NBA和网球运动的比赛中。此项技术的应用既降低了人为因素的影响，也维护了比赛的正常秩序，提高了比赛质量。比如，在网球拍底部设置电子感应器，能够测量正手和反手的挥杆轨迹、球速以及击打情况等，这也将帮助教练员进一步深入分析队员的技术水平在比赛中能否正常发挥以及战术手段在比赛中能否正确使用。这些数据能够作为教练赛后提升队员技术的依据，并基于这些数据分析研发战术体系，将其变得丰富与多样。

3 物联网软件在高校体育教学中对学生身体机能反馈的应用

物联网软件还设计了生理功能反馈系统，通过系统中的生理和副生理功能传感器装置，能够传输和分析大学体育课堂教学效率以及学生的体温、脉搏、血压等生理机制反应，还包括课后血氧与呼吸以及一些选修课教学的影响等。同时，还可监测学生在课堂中的身心异常反应，并能够即时反映给教学管理人员进行有效处理。此系统中的SPSM系统，按照其应用功能和安装地点主要可以分成如下部门。第一，人体功能数据处理中心，主要负责与学生佩戴的各种传感器装置建立传感联网，接收并分析学生全身传感器发出的生命信息。这些传感器可以通过无线端口直接连接至ZigBee 的无线网络。所有传感器信息均被输入至ZigBee 无线端口，终端使用唯一的识别码将与其他终端区别开，拥有极好的防干扰特性，在受监测学生彼此接近时不致引起系统冲突。整个无线网络使用了2.4GHz 的全球免费无线频率，每个传感器均为电池供电，每个ZigBee 技术无线网络端口设有号码和密钥。每个无线端口都通过跳频，克服了同时传输的问题。第二，人体功能参数采集子系统。在人体功能参数采集子系统中，通过各种生物感应器收集身体的生物参数信息，并将之转换成电信号，再经过调理电路就可被嵌入式系统所识别。嵌入式系统处理各种电信号，然后对数据进行解码，并通过ZigBee 无线网络端口将之传送到ZigBee 技术的无线网络，随后传送到后台管理系统（身体功能信息处理中心）。人体功能参数采集子系统的传感器以及调理电路根据要求，被设计为重量轻、体积小、便于替换的功能模块，这样当进行不同的功能参数调整时，就能够选用适当的模块组成。而无线模块则使用了基于IEEE802.15.4标准的ZigBee 无线介质传感器及网络技术。这种技术有两个好处，一是能耗低；二是降低无线电通信对人体的辐射危害。无线模块的最小传输功率是-10dBm，最大为0dBm，分类可调。

4 结语

利用世界领先的物联网信息技术，能够搭建学校体育运动相互联通的框架，有效推动学校体育过程管理水平和体育竞赛活动管理水平的整体提升，实现学校体育器材管理信息化和赛事管理现代化，并充分满足未来学校体育运动的新发展趋势，包括多样化、智能化和高水平化等。这既是学校体育运动的创新尝试，也是当前学校体育教学改革的主要发展方向。该文对物联网技术在学校体育中的运用进行了探讨，为物联网技术在高等教育各领域中的运用提供了相应的参考，进而丰富了物联网技术在高等教育领域的应用研究。