学生体质测试50 m跑智能测试平台设计与实现①

黄贤德

(浙江万里学院体育部 浙江宁波 315100)

学生体质测试50 m跑智能测试平台设计与实现①

黄贤德

(浙江万里学院体育部 浙江宁波 315100)

基于计算机Java Swing技术的终点计时红外线射频系统,实现学生体质测试50 m跑智能化与信息化,使测试结果更加精确与高效。该文运用Mysql数据库RFID射频技术等与测试要求相结合,研究设计一款适用于50 m跑的起点、计时及终点的智能化测试平台,分析系统构建模型、关键技术实现及控制系统的构架设计与使用。为测试数据采集与测试过程监控提供一种有效手段。Java、Mysql、RFID技术能够实现计时、数据录入及存储功能,高效便利的测试平台能大大减轻学校教师测试工作量。

体质测试 50 m跑 智能平台 设计 实现

《国家学生体质健康标准》是《国家体育锻炼标准》的一个组成部分,是《国家体育锻炼标准》在学校中的具体应用。《国家学生体质健康标准》测试的目的是为了贯彻落实第三次全国教育工作会议提出的“学校教育要树立健康第一的指导思想”的精神,促进学生积极地参加体育锻炼,上好体育课,增强学生的体质和提高健康水平,把学生培养成为德、智、体美全面发展的高素质人才。学生体质健康测试工作是否做到规范、科学的组织管理,目前,各学校测试计时方法主要采用人工计时,然后手工记录数据,最后由数据管理人员电脑录入教务管理系统,这样大量花费人工,数据处理速度慢,工作效率低。该文通过借助信息化技术,利用学生体质测试50 m跑智能测试平台对测试进行管理和测试,可有效改善以上不足。学生体质测试50 m跑智能测试平台是基于Java Swing、Mysql软件设计的,Java Swing、Mysql软件是目前软件开发、数据库管理的常用平台,能保证测试数据准确的采集、存储及录入,可以从根本上去除手工管理的种种劣势,实现数据的准确性、客观性、可信性,这样可以极大提高管理和测试的效率。学生体质测试50 m跑智能测试平台采用双计时技术,即红外线射频计时和RFID超高频计时法,简化系统结构满足测试过程管理,加强计时的精确性,提高测试效率。设计一款适用于学生体质测试的电子起跑器、计时器及终点数据采集系统,以改善与优化人工测试手段做出新的贡献,使对学生体质健康的测试朝着科学化和正规化管理的方向迈进。

1 智能测试平台的整体架构

1.1 模型构建

目前在大学、中小学基层学生体质测试仍然采用传统的人工计时及数据处理。从长期的工作实践看,传统的终点计时存在着较大的弊端。学生体质测试50 m跑智能测试平台的开发,给学生体质测试的组织编排、计时工作和数据存储工作带来了根本性的改变。它不但节约了大量的人力、物力,同时也能精确到0.001 s的情况下快速、准确判断出运动员到达终点的先后顺序和时间,更为准确和客观地反映出学生的真实水平,也保证了测试的准确性和测试的效率。

指纹采集管理系统主要通过纤薄型的光学系统,输出图像可达700 dpi,能够自动读取指纹图像,并通过USB接口把数字化指纹图像传送至计算机,对测试学生身份进行验证,完成测试学生初始信息读取。通过Java Swing平台及Mysql数据库二次开发出学生基本信息管理系统,对测试进程进行编排及测试数据处理、存储与输出等。

1．2 智能测试平台工作原理

智能测试平台系统是通过Java Swing平台及Mysql等技术开发,基本运作原理是由数据库所存储的学生个人基本信息按照测试日期、班级、人数、性别等进行分组,运用计算机软件自动识别编排,根据编排顺序检录进行。测试准备期,学生通过指纹验证领取道次标签,进入相应道次,测试时光电开关和超高频远距离读卡器架设在终点线左右两侧,学生脚踩起跑器开关,当脚离开起跑器作为启动计时器的标记点,终点光电开关设为常开模式,学生冲刺胸部挡住红外线时光电开关断开计时器,计时器停止计时通过终点PC计时系统可进行自动辨析,测试学生所佩戴的超高频标签到达的先后顺序及时间进行自动排序和数据存储信息。

2 智能测试平台关键技术

2.1 基于Java Timer Tasker技术电子计时器设计

Java JDK自带有计时方法,计时采用的是Unix时间戳,Timer Tasker的设计模式是一种队列模式,Timer可以看作是面向开发人员的一个“接口”,所有想Timer添加的任务都会被放入一个Task Queue类型的任务队列中去,任务调度由Timer Thread负责。在系统软件设计的初始阶段,确定起始时间,我们运用起跑踏板增加一个开关量,模拟信号将通过通讯电缆传输到PC控制中心,启动内部0时计时器。在该系统设计中,终点将红外感应开关与计算机连接,当测试学生胸口碰撞红外线,计时器会接收信号并记录当时的时间。也就是说自定义一个任务队列在指定时间类完成,等到达时间节点的时候Timer就会给线程回复一个消息。然后将Unix时间戳转化为系统时间,通过程序来控制电子时钟的变化,以及到达时间节点之后的任务反馈。

2.2 起始时间确定

在测试平台设计的初始阶段,选用了扬声器发令模拟开关,人工控制信号启动计时器的方式,由PC键盘控制接受并处理起点发令电信号,启动内部计时器,确定起始时间。人工控制方式导致学生抢跑较多,数据准确率不高,实用性不强。更新提高后本测试平台采用脚踏式起跑器开关来确定起始时间,具体设计流程为:每一道次安置脚踏式起跑器开关一只,当学生脚踩下起跑开关计时器感应迅速辨析道次,计时器处于初始准备状态。学生脚蹬地离开起跑开关,计时器启动确认起始时间。避免学生抢跑或启动反应慢所带来的重复起跑及时间误差,确保每一位学生测试数据的精确性。

3 硬件设计

起点开关设计是精确测量一个学生真实成绩的基础,起跑器开关设计为长159cm宽146 cm,每一跑道单只开关设计,采用低功耗USB串口通讯芯片,直接由计算机USB端口提供5VDC工作电源,通过脚踏开关给PC传输指令。该系统的任务是:脚踩起跑器初始准备传输、起跑、自动计时信号传输。起跑器传感组件采用8路跑道起跑器。在每个起跑器的脚踏板上装有一个脚踏开关,当测试学生起跑时,由脚底的蹬起跑器开关,使开关线路处于闭合状态,脚底离开起跑器开关断开连接,通过电缆把信号传送到PC主控制系统,从而启动计时器。

4 软件设计

该系统软件设计包含学生指纹信息的录入、修改、删除,RFID卡管理功能。其中数据管理,包括测试数据的接收、维护、导出、打印等功能

5 结语

该文研究了基于RFID 技术、SQL Server数据库及无线通信技术的体测计时器,该计时系统属体育运动器材技术领域,具体设计了学生50 m测试系统的模型构建、关键技术实现及系统软硬件设计,系统使用方便,计时精度高,并能实时显示是对传统人工计时、光学计时及射频识别计时的一种升级优化,可完全取代人工秒表用于一般学生体质测试场合的计时。实现计时与存储的自动化,在50 m测试评判准确性和可靠性方面具有重要意义。利用无线传感技术,以合理应对测试中的意外情况,提升测试管理的智能化水平。

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[3]王剑.关于增强大学生体质与健康方法研究[J].体育科技,2013(5):132-133.

G812

A

2095-2813(2017)06(a)-0233-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.16.233

浙江省教育厅一般课题结题(Y201636803)。