基于云計算的高校體育鍛煉管理平臺設計

董 霄

（四川護理職業學院，四川 成都 610100）

1 基于云計算的高校體育管理平臺整體設計

1.1 基本架構

基于云計算技術構建的高校體育管理平臺，主要包括基礎層、數據層、邏輯層以及應用層（見圖1）。平臺基于數據中心，利用JDBC接口來處理和操作相關數據，并在此基礎上對平臺主要業務邏輯進行運行，利用Restful API的方式在前端的應用層中顯示業務邏輯端。平臺管理者、教師以及學生可以利用圖形界面進入自己的工作流程，而后可結合提交的信息進行數據統計和分析、開展智能化預測以及指導等[1]。

圖1 基于云計算的高校體育管理平臺整體框架

（1）基礎層。它是高校體育管理平臺中最為基礎的層級，包括服務器、云儲存、網絡設備以及數據庫等。硬件設施作為整個平臺的基礎，是基礎層最為關鍵的部位，可以通過阿里云平臺進行構建。

（2）數據層。它可持續性地為體育管理平臺提供數據，利用數據層，能夠把全部的用戶數據在“云”端進行存儲。數據層主要在基礎層上應用MySQL或是SQL Server數據庫軟件進行搭建。

（3）邏輯層。它是高校體育管理平臺當中的核心層，通過Java語言在邏輯層搭建Restful API，從而給應用層提供業務邏輯。同時，利用JDBC接口，在邏輯層會和數據庫間建立鏈接，把云端數據傳輸到應用層中加以呈現。

（4）應用層。它是向用戶提供可視化的控制界面。當前，終端樣式復雜多樣，其中以平板電腦、智能手機以及PC等為主，所以在應用層的設計上應該讓不同平臺用戶的需求都得到滿足。

1.2 數據庫結構

本設計中所使用的是開源MySQL數據庫。其目的是對用戶的基本信息進行記錄，并使用MD5（報文摘要算法）對用戶密碼等私密性信息進行加密，由此增強數據庫的安全性。此外，還應用redis數據庫來對MySQL主數據進行緩存，在redis數據庫中緩存“熱”數據，由此讓數據的檢索和操作等實現加速，同時應用redis數據庫對用戶的session信息進行存儲。

1.3 服務器設計

本設計中的服務器主要應用微服務的方式進行搭建，運用Nginx Web服務器以及CentOS系統做反向代理。同時應用Ma-ven來自動構建項目代碼，并對其進行測試。因為Java具有較好的跨平臺能力，故而只需要將JVM安裝到服務器中，就能夠輕松地在服務器端部署構建好的jar文件。在服務器運行的過程中，前端的請求會通過HTTP/HTTPS對Controller里不同模塊的Service進行調用，由此回應前端的請求。而如果需要使用數據庫，則采用Spring Data來操作數據庫[2]。

1.4 高校體育管理平臺客戶端功能模塊的設計

本文中所設計的高校體育管理平臺主要包括三個核心的功能，即對學生進行體育學習和健身方面的指導、對學生課外體育鍛煉管理以及學生體質測試和健康管理。一方面，平臺會通過應用大數據技術，結合學生體質測試的結果對運動制定處方，同時向學生推薦教學素材，為其提供相應的健身指導。另一方面，課外體育鍛煉和活動管理模塊會將所收集到的學生運動數據作為教師課堂考核和課堂教學的參考。同時，體育學習和健身指導模塊會對學生的課外體育鍛煉進行輔助。由此通過不斷往復循環的動態協作，提高體育管理工作實效性。

2 高校課外體育鍛煉和活動管理功能的設計

教育部頒發的《高等學校體育工作基本標準》中明確指出，所有高校都要把課外體育活動納入到學校教學計劃當中，每周要組織學生參與不低于三次的課外體育鍛煉，真正確保學生每天的體育活動時間達到1小時。然而，就實際來看，要對上述規定進行有效落實，就必須借助現代信息技術。基于此，本文基于云計算的高校體育管理平臺，進行了體育課外鍛煉和活動管理模塊的設計，主要包括跑操管理、體育訓練/社團管理、競賽管理等子模塊，詳見圖2。

圖2 高校課外鍛煉和活動管理模塊

2.1 跑操管理

當前，一些高校通過應用跑步類App對學生的課外體育鍛煉進行管理，主要通過智能手機的GPS定位功能完成。在校園當中，學生采用徒步跑的方法對系統隨機分配的任務點進行尋找即可，和定向越野類似。這樣的方法和傳統的早操相比具有較為明顯的優勢，能夠讓學生動起來，從而確保其一定的運動量，然而這樣的App也普遍存在定位不太準確、功能較為單一、操作起來不是十分便捷、學生容易作弊等問題。結合手機App應用中所存在的普遍問題，本設計從以下七個方面對其做出了相應的改進和優化。

（1）對施工、車輛通道等不安全區域進行智能規避，為學生生成體育鍛煉的安全路線。

（2）系統會在學生跑步前自動對其做出相應的健康提示。

（3）系統會通過語音播報的方法對學生進行提醒，使其可以及時查找下一個位置，避免因為低頭看手機而產生安全隱患。

（4）將陀螺儀技術應用到GPS技術中，確保GPS信號不好時也可以繼續工作，并對位置偏差進行修正。

（5）應用指紋識別和人臉識別技術，避免出現代跑作弊的問題。

（6）利用云計算、大數據以及陀螺儀技術，分析學生的跑步數據，構建跑步異常模型，對使用滑板、自行車以及助力車等作弊問題進行有效篩查。

（7）在跑步過程中增設趣味性運動健康知識問答，讓學生通過語音的形式和系統進行互動，并通過答題來積累積分。采用這樣的方式能夠更為有效和便捷地對學生的跑操進行管理，當學生的運動數據在云端實時上傳后，就可以獲得相應的積分，而管理人員和教師也可以根據系統的數據分析，對其排名等情況進行實時查看[3]。

2.2 訓練/社團管理

通常來看，高校體育社團包括院級和校級兩個層面，對于跆拳道、輪滑等小眾運動項目來說，通常只有校級社團；而對于比較大眾化的足、籃、排球等運動項目，校級社團通常會在全校組織趣味性競賽或文化推廣等活動。出于集體榮譽感以及競爭的驅動，學生往往具有較高的積極性。因此，在對課外體育鍛煉模塊進行設計時，應該將學生的這些運動數據都考慮其中。盡管跑操管理能夠讓一些學生的課外體育鍛煉問題得到解決，然而因為跑步運動相對枯燥，故而難以得到所有學生的認可。因此，不論是體育社團活動、競賽參與，還是運動訓練當中的運動量監測，都是本設計中非常關鍵的部分。

本文中結合不同高校的實際問題，設計了三種不同的解決方式：第一，通過GPS定位技術的應用，讓學生運用智能手機打卡簽到，并結合時間長短得到不同的積分，這樣的方式操作起來十分簡單，且成本不高，但因為運用的是估算法，故而難以得到精準的運動數據。第二，利用可穿戴智能手環，實時上傳學生的運動數據，這樣的方式所獲得的數據比較準確，但如果長時間進行佩戴會讓一些學生產生不適感，如果和第一種方式結合應用效果更好。第三，應用非接觸式生命體征傳感設備，即采用高清攝像設備對數據進行采集，這樣的方式不但智能方便，且數據十分準確，但是需要耗費較高的成本，如果后續成本降低，其應用的前景將非常廣闊。

2.3 競賽管理

伴隨信息技術的發展，高校中運動會的管理及編排軟件應用越來越多，然而大多數的高校運動競賽報名和編排卻是彼此獨立的，一般由編排系統將表格導出來，讓各單位進行填寫，而后再將其導入編排系統中，這樣的操作具有很多的不便之處，還可能因為信息錯誤而導致重復性勞動。本文所設計的競賽管理系統，則融合了賽前通知、報名（含糾錯）、比賽編排、賽中管理以及發布成績和推送新聞等多個功能，用戶只要利用手機或是PC端都可以高效、方便地進行直接操作。

2.4 排名和激勵

結合自身的實際情況，各高校制定管理方案，學生每參與一次體育活動、每參加一次比賽、訓練以及跑步等都能夠得到相應的積分，由此通過合理的激勵與獎懲機制來統籌管理學生的課外體育鍛煉、體質測試以及體育教學等。例如，可把學生課外體育活動參與的情況列到其畢業、評優、入黨以及體育課和獎學金評選等各種考核指標當中，從而調動學生自主參與體育鍛煉的積極性，為其體育鍛煉習慣的養成奠定良好的基礎。此外，學校還可以不斷創新激勵方式，比如對某個方面的積分排在前幾名的同學，學校可以獎勵其場館免費入場券等，同時還可以組織健康之星、運動達人等課外體育鍛煉評優活動，從而激發學生參與課外體育鍛煉的熱情和積極性。

2.5 分享展示

（1）運動分享。此設計和微博以及微信朋友圈的分享功能較為相似，可以讓學生把體育鍛煉當中的體驗、心得以及精彩瞬間等，使用文字、視頻或是圖片等多樣化的方式進行呈現，把自己的運動分享出去。

（2）熱門推薦。此功能主要是對校內的運動專家、運動達人有關的代表性內容進行推薦，讓大家進行欣賞和學習。

（3）推送和發布新聞公告。此功能設計的目的是發布或推送健康常識、健身知識以及體育新聞、體育賽事通知等。

（4）賽事直播。此功能主要是為學生提供校內或校際間的體育競賽直播或回放，豐富校園體育生活，同時也便于學生進行自我學習和相互學習。

3 結束語

本文基于云計算技術，對高校體育鍛煉管理平臺進行了設計，在功能方面具有良好的表現，安全性能較高，且智慧功能凸顯，并具有良好的趣味性，能夠得到廣大學生的認可，有效調動其體育鍛煉參與的積極性，進而為學生體質增強和高校體育教育的開展奠定良好的基礎。■