基于云计算的高校体育锻炼管理平台设计

董 霄

（四川护理职业学院，四川 成都 610100）

1 基于云计算的高校体育管理平台整体设计

1.1 基本架构

基于云计算技术构建的高校体育管理平台，主要包括基础层、数据层、逻辑层以及应用层（见图1）。平台基于数据中心，利用JDBC接口来处理和操作相关数据，并在此基础上对平台主要业务逻辑进行运行，利用Restful API的方式在前端的应用层中显示业务逻辑端。平台管理者、教师以及学生可以利用图形界面进入自己的工作流程，而后可结合提交的信息进行数据统计和分析、开展智能化预测以及指导等[1]。

图1 基于云计算的高校体育管理平台整体框架

（1）基础层。它是高校体育管理平台中最为基础的层级，包括服务器、云储存、网络设备以及数据库等。硬件设施作为整个平台的基础，是基础层最为关键的部位，可以通过阿里云平台进行构建。

（2）数据层。它可持续性地为体育管理平台提供数据，利用数据层，能够把全部的用户数据在“云”端进行存储。数据层主要在基础层上应用MySQL或是SQL Server数据库软件进行搭建。

（3）逻辑层。它是高校体育管理平台当中的核心层，通过Java语言在逻辑层搭建Restful API，从而给应用层提供业务逻辑。同时，利用JDBC接口，在逻辑层会和数据库间建立链接，把云端数据传输到应用层中加以呈现。

（4）应用层。它是向用户提供可视化的控制界面。当前，终端样式复杂多样，其中以平板电脑、智能手机以及PC等为主，所以在应用层的设计上应该让不同平台用户的需求都得到满足。

1.2 数据库结构

本设计中所使用的是开源MySQL数据库。其目的是对用户的基本信息进行记录，并使用MD5（报文摘要算法）对用户密码等私密性信息进行加密，由此增强数据库的安全性。此外，还应用redis数据库来对MySQL主数据进行缓存，在redis数据库中缓存“热”数据，由此让数据的检索和操作等实现加速，同时应用redis数据库对用户的session信息进行存储。

1.3 服务器设计

本设计中的服务器主要应用微服务的方式进行搭建，运用Nginx Web服务器以及CentOS系统做反向代理。同时应用Ma-ven来自动构建项目代码，并对其进行测试。因为Java具有较好的跨平台能力，故而只需要将JVM安装到服务器中，就能够轻松地在服务器端部署构建好的jar文件。在服务器运行的过程中，前端的请求会通过HTTP/HTTPS对Controller里不同模块的Service进行调用，由此回应前端的请求。而如果需要使用数据库，则采用Spring Data来操作数据库[2]。

1.4 高校体育管理平台客户端功能模块的设计

本文中所设计的高校体育管理平台主要包括三个核心的功能，即对学生进行体育学习和健身方面的指导、对学生课外体育锻炼管理以及学生体质测试和健康管理。一方面，平台会通过应用大数据技术，结合学生体质测试的结果对运动制定处方，同时向学生推荐教学素材，为其提供相应的健身指导。另一方面，课外体育锻炼和活动管理模块会将所收集到的学生运动数据作为教师课堂考核和课堂教学的参考。同时，体育学习和健身指导模块会对学生的课外体育锻炼进行辅助。由此通过不断往复循环的动态协作，提高体育管理工作实效性。

2 高校课外体育锻炼和活动管理功能的设计

教育部颁发的《高等学校体育工作基本标准》中明确指出，所有高校都要把课外体育活动纳入到学校教学计划当中，每周要组织学生参与不低于三次的课外体育锻炼，真正确保学生每天的体育活动时间达到1小时。然而，就实际来看，要对上述规定进行有效落实，就必须借助现代信息技术。基于此，本文基于云计算的高校体育管理平台，进行了体育课外锻炼和活动管理模块的设计，主要包括跑操管理、体育训练/社团管理、竞赛管理等子模块，详见图2。

图2 高校课外锻炼和活动管理模块

2.1 跑操管理

当前，一些高校通过应用跑步类App对学生的课外体育锻炼进行管理，主要通过智能手机的GPS定位功能完成。在校园当中，学生采用徒步跑的方法对系统随机分配的任务点进行寻找即可，和定向越野类似。这样的方法和传统的早操相比具有较为明显的优势，能够让学生动起来，从而确保其一定的运动量，然而这样的App也普遍存在定位不太准确、功能较为单一、操作起来不是十分便捷、学生容易作弊等问题。结合手机App应用中所存在的普遍问题，本设计从以下七个方面对其做出了相应的改进和优化。

（1）对施工、车辆通道等不安全区域进行智能规避，为学生生成体育锻炼的安全路线。

（2）系统会在学生跑步前自动对其做出相应的健康提示。

（3）系统会通过语音播报的方法对学生进行提醒，使其可以及时查找下一个位置，避免因为低头看手机而产生安全隐患。

（4）将陀螺仪技术应用到GPS技术中，确保GPS信号不好时也可以继续工作，并对位置偏差进行修正。

（5）应用指纹识别和人脸识别技术，避免出现代跑作弊的问题。

（6）利用云计算、大数据以及陀螺仪技术，分析学生的跑步数据，构建跑步异常模型，对使用滑板、自行车以及助力车等作弊问题进行有效筛查。

（7）在跑步过程中增设趣味性运动健康知识问答，让学生通过语音的形式和系统进行互动，并通过答题来积累积分。采用这样的方式能够更为有效和便捷地对学生的跑操进行管理，当学生的运动数据在云端实时上传后，就可以获得相应的积分，而管理人员和教师也可以根据系统的数据分析，对其排名等情况进行实时查看[3]。

2.2 训练/社团管理

通常来看，高校体育社团包括院级和校级两个层面，对于跆拳道、轮滑等小众运动项目来说，通常只有校级社团；而对于比较大众化的足、篮、排球等运动项目，校级社团通常会在全校组织趣味性竞赛或文化推广等活动。出于集体荣誉感以及竞争的驱动，学生往往具有较高的积极性。因此，在对课外体育锻炼模块进行设计时，应该将学生的这些运动数据都考虑其中。尽管跑操管理能够让一些学生的课外体育锻炼问题得到解决，然而因为跑步运动相对枯燥，故而难以得到所有学生的认可。因此，不论是体育社团活动、竞赛参与，还是运动训练当中的运动量监测，都是本设计中非常关键的部分。

本文中结合不同高校的实际问题，设计了三种不同的解决方式：第一，通过GPS定位技术的应用，让学生运用智能手机打卡签到，并结合时间长短得到不同的积分，这样的方式操作起来十分简单，且成本不高，但因为运用的是估算法，故而难以得到精准的运动数据。第二，利用可穿戴智能手环，实时上传学生的运动数据，这样的方式所获得的数据比较准确，但如果长时间进行佩戴会让一些学生产生不适感，如果和第一种方式结合应用效果更好。第三，应用非接触式生命体征传感设备，即采用高清摄像设备对数据进行采集，这样的方式不但智能方便，且数据十分准确，但是需要耗费较高的成本，如果后续成本降低，其应用的前景将非常广阔。

2.3 竞赛管理

伴随信息技术的发展，高校中运动会的管理及编排软件应用越来越多，然而大多数的高校运动竞赛报名和编排却是彼此独立的，一般由编排系统将表格导出来，让各单位进行填写，而后再将其导入编排系统中，这样的操作具有很多的不便之处，还可能因为信息错误而导致重复性劳动。本文所设计的竞赛管理系统，则融合了赛前通知、报名（含纠错）、比赛编排、赛中管理以及发布成绩和推送新闻等多个功能，用户只要利用手机或是PC端都可以高效、方便地进行直接操作。

2.4 排名和激励

结合自身的实际情况，各高校制定管理方案，学生每参与一次体育活动、每参加一次比赛、训练以及跑步等都能够得到相应的积分，由此通过合理的激励与奖惩机制来统筹管理学生的课外体育锻炼、体质测试以及体育教学等。例如，可把学生课外体育活动参与的情况列到其毕业、评优、入党以及体育课和奖学金评选等各种考核指标当中，从而调动学生自主参与体育锻炼的积极性，为其体育锻炼习惯的养成奠定良好的基础。此外，学校还可以不断创新激励方式，比如对某个方面的积分排在前几名的同学，学校可以奖励其场馆免费入场券等，同时还可以组织健康之星、运动达人等课外体育锻炼评优活动，从而激发学生参与课外体育锻炼的热情和积极性。

2.5 分享展示

（1）运动分享。此设计和微博以及微信朋友圈的分享功能较为相似，可以让学生把体育锻炼当中的体验、心得以及精彩瞬间等，使用文字、视频或是图片等多样化的方式进行呈现，把自己的运动分享出去。

（2）热门推荐。此功能主要是对校内的运动专家、运动达人有关的代表性内容进行推荐，让大家进行欣赏和学习。

（3）推送和发布新闻公告。此功能设计的目的是发布或推送健康常识、健身知识以及体育新闻、体育赛事通知等。

（4）赛事直播。此功能主要是为学生提供校内或校际间的体育竞赛直播或回放，丰富校园体育生活，同时也便于学生进行自我学习和相互学习。

3 结束语

本文基于云计算技术，对高校体育锻炼管理平台进行了设计，在功能方面具有良好的表现，安全性能较高，且智慧功能凸显，并具有良好的趣味性，能够得到广大学生的认可，有效调动其体育锻炼参与的积极性，进而为学生体质增强和高校体育教育的开展奠定良好的基础。■