高校体育场地管理可视化方案

董世龙杨丽虹李新科

（1、3.玉林师范学院体育健康学院 广西 玉林 537000；2.玉林师范学院外国语学院 广西 玉林 537000）

1、引言

高校体育场馆是由各级体育部门进行经营管理的一种国有资产形式。高校体育馆通常是为了满足学校开展体育课程教学、学生进行日常体育锻炼而建设的场所，其基本功能是为了满足举办各类体育活动的先行条件。随着社会的发展及人们对幸福美好生活需要的改变，人们对体育消费需求进一步增大，高校体育场馆因场地规模大、设备齐全等原因，使得很多人也喜欢进入高校体育馆锻炼身体、开展一些体育赛事，高校体育场馆因此不再是高校师生内部使用的体育资源。此外，在新时代的发展背景下，很多高校体育场地管理存在的问题逐渐在发展过程中暴露出来。对此，高校体育馆必须转变传统的运营模式，开发新的管理方案，才能使高校体育馆这一资源得到有效利用。

可视化管理简单来说就是用户只要在某一系统运行端，或登录一个系统后台，就可以看到所有关键信息或数据，以更直观、更快速高效的手段获取信息。管理者也可以根据需要将这些以2D图表或3D模型展示出来，以此来快速发现、定位预警问题，提高整个系统的运行效率及安全性。

高校体育场地管理可视化方案就是针对高校体育馆现状及可视化管理的便利性提出的。高校的体育场地是公共资源，高校体育场地管理可视化可以有效的管理体育场地，使体育场的利用率更高，满足不同群体体育运动的需要。高校体育场地管理可视化可以把场地资源以可视化的形式展示给学生，方便学生直接找到体育场地，并能够了解体育场内实时活动人数。

2、高校体育场地管理面临的现状

在我国高校体育馆经营管理中也存在模式固化，思想封闭、缺乏专业人才管理等问题。但是，高校学生的体育活动通常都是在体育馆内进行，高校的学生较多，且课余时间较多，由于场地的限制及人数的增多，导致学生的运动需求供不应求。种种因素的存在导致对高校体育场地可视化运营的可行性研究势在必行，以下就是几点影响高校体育场地有效管理的问题。

2.1、体育场地管理缺乏专业性管理人员

根据对很多高校的体育场地管理调查数据分析可知，很多学校都缺乏体育场地专业管理人员。在当下管理体育场地的人员在基础场地管理认知以及基本管理技能上都比较薄弱，整体表现出的专业性不强。这一部分人员有很多是学校请过来帮忙的临时工，或者就是兼职。除此之外，还有体育场地维护人员等等，也主要是兼职为主。只有学校体育场地发生问题，学校相关管理阶层才会安排一些维护人员进行处理。学校虽然会定期安排人员会对体育场地的设施器材进行保养，但是由于请来的维护人员专业性不强，对于保养的具体注意事项以及操作流程不太熟悉，这样很容易造成体育场地设施的第二次损坏。这种现象的存在，极其不利高校体育场地管理的有效开展。

2.2、体育场地存在问题不易被发现

高校的体育场地相对来说空间比较大，能够在同一时间内容纳很多学生，这样就会造成一些潜在的体育场地安全问题不易被发现。一旦在体育场地中的某个器材发生损坏，管理人员不能在短时间内发现，并且进行解决，这就会给接下来使用的学生造成困扰。同时，在很多高校传统体育场地管理中不具有定位预警的功能，这样场地的使用者对潜在的危险问题不易察觉，极易发生一些危险。体育场地存在问题，使用者不及时进行保修，就会使得用户的体验效果差。对于社会其他人员来说，进入高校体育场不能正常使用相关体育器材，也会直接使他们受到一定的损失。

2.3、高校体育场地的利用率偏低

随着人们对身体状况的不断重视，近几年来，积极主动锻炼的人数不断上涨。同样的，对于高校学生群体而言，积极锻炼人数也逐渐增多。但是在实际调查中发展，高校体育场地的利用率远远没有理想中的高。这种问题的出现，其主要原因就是学生或者社会人士对于体育场地资源使用状况不太清楚。通过直观的看体育场地的使用状况，容易做出错误的判断，以为场地已经用完了，其实在一些场地还有很多空间。这种问题长久存在，就会使得高校体育场地的利用率不能得到提升。同时，学生以及社会人士也不能准确的了解到活跃在馆内的人数，以及哪部分体育场地还有空间等等。由此看来，高校体育场地的管理还有很多问题需要进行解决，管理阶层要立足于当下体育场地管理的实际需求，然后再采取相应的解决措施，这样才有利于体育场地管理的高效进行。

3、研究内容

3.1、高校体育馆目前的建设管理情况

根据“全国第六次体育场地普查”数据来看，截至2013年12月31日，全国共有体育场地169.46万个，用地面积为39.82亿平方米，建筑面积2.59亿m2，场地面积19.92亿m2。其中教育系统管理的体育场地66.05万个，占38.98%，场地面积10.56亿平方米，占53.01%。这些数据可以让我们清晰明了的看到高校体育馆的建设规模可以说是十分庞大的，可利用的资源是十分多的。而且高校体育馆通常是划分为详细的功用，比如羽毛球馆、游泳馆、田径场、兵乓球馆等，并配备了专业的设施设备，十分现代化，如果得到了有效的利用，将产生巨大的效益。

但是，我国高校体育馆的经营管理模式存在着许多问题，这是普遍的，也是不可否认的。一是高校自主管理的管理模式。全国高校目前基本上都是采用这种模式，虽然使得高校体育馆得到了有效的维护、保养，但是也产生了员工积极性不高、经营管理目标不明确的问题。二是时间配置不合理。许多高校的体育馆大多是封闭管理的，在特定的某段时间才开放，而且在寒暑假期间是不开放的，这就造成了资源的浪费，使场馆得不到有效利用。三是高校体育馆与外界沟通较少。高校体育馆主要是用于高校内的体育教学与训练，许多的社会比赛、训练活动等都无法实施，造成了体育资源的巨大浪费。

3.2、高校体育场地管理可视化方案

高校体育场地可视化信息系统主要由四个模块组成，即数据采集模块、传感器无线模块、服务器模块、安卓APP模块。通过红外感应摄像头进行数据采集，然后将采集的数据及时传输给服务器，服务器会将信息及时整理并发送到APP上，学生只要有需求，就可以登录APP了解体育馆的实时人数。

高校体育场地可视化信息系统可分为硬件设计和软件设计两个部分。硬件设计主要用于数据采集、数据无线传输。软件设计用于数据采集、传感器、服务器数据处理、安卓APP的软件设计与实现。

（1）硬件设计。

①数据采集的设计。数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析，处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。在高校体育馆进出口处可以分别安装两对红外对射器的发射器与接收器对准，当有人在体育馆出入时将输出模拟电压(电流)信号，输入到A/D转换器后，将所有信号同时变换成数字信号，再加以记录；

②数据无线传输的设计。数据无线传输是指利用无线传输模块将工业现场设备输出的各种物理量进行远程传输。数据无限传输主要是把各个节点采集到的数据传输给主节点，在由主节点发送到服务器。节点间的传输使用的是NRF24L01，这个具有调试简便、通信距离长、成本低廉、传输速率高等优点。主节点与服务器的通信使用的是ESP8266 WIFI，ESP8266是一款低耗UART-WiF，拥有业内及其丰富的竞争力的封装尺寸和超级低的能耗技术，为移动设备和物联网应用设计，将用户的物理设备连接到Wi-Fi无线耗的UART-WiFi透传模块，拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术，专为移动设备和物联网应用设计，可将用户的物理设备连接到Wi-Fi无线网络上，进行物联网或者是局域网通信，实现联网功能。

（2）软件设计。

①数据采集的软件设计：系统的主要芯片选择STM32F103RCT6单片机，开发平台选用KEIL MDK5，开发语言选择用C语言。人员进出体育场地的情况数据采集原理是：如果有人进入体育场地时，首先切割外面的红外线，出发红外线对射器1。再切割里面的红外线，触发红外对射器2。此时体育场地的人数加1。反之则是减1；

②服务器的设计：服务器的开发平台是VS，开发语言选用的是C#语言。服务器主要包括：数据通信接口、数据的处理和存储、响应客户端的请求；

③安卓APP的设计：安卓APP的开发平台选用的是Android Studio，开发语言选用Java语言。安卓APP需要可以连接上远程服务器进行通信，可以把体育场地的人数显示在APP上。方便用户查看体育场地的使用情况。服务器端的数据库中对设备、产品的性能以及错误的警告进行离线分析，并把分析结果在客户端显示出来。查看数据由客户端输入想要查看数据的种类、具体发生时间，在服务器端的数据库中查询相应的信息，并且在客户端显示出来。

4、研究结果

（1）特色：本项目利用摄像头与互联网以及软件技术相结合，具有实时更新，精确度高，使用方便快捷的优点。在技术方面，我们采用了21世纪使用最广泛的互联网及红外感应系统，使我们的数据更实时化有效；在时代发展趋势方面，我们顺应《全民健身计划》的号召，结合现代人对网络的使用情况，在手机软件平台进行业务拓展，用户可以在手机上利用APP随时随地查看到用户想要的有关体育运动场地的各种信息，包括场地实时在线人员的多少、人员的流动情况；

（2）创新点：在全国各地高校体育馆常常出现这样一种情况：想进行体育活动却不知道体育运动场地的设备设施是否空闲以及此刻在该场地进行体育运动人员有多少；有时候带好运动装备去到体育馆却发现人员太拥挤，没有足够的场地供自己使用，感觉自己白跑一趟。我们此项目恰好能完美地解决了此类问题，解决了众多想从事体育活动人员的烦恼。体育运动场所还未出现过此等便民服务，在体育运动场地安装摄像头进行安保系统的录像工作是有，但利用互联网软件平台进行实时查询场地设施以及人员方面的便民服务还未出现，所以，我们团队的这个项目是非常具有创新性的，也符合了高校体育馆未来智能化的趋势，具有非常大的发展空间。