文摘

随着物联网技术的不断发展,最新的信息技术网络,所代表的数字,和情报是改变人们的工作,学习,生活方式和教育带来新的发展空间。高校体育课程管理系统给教师和学生带来了方便,有利于学生通过老师的集中管理,保证了学生在体育课的安全,并减少了受伤的风险在体育课的学生。大学体育课程的创新建设是一项系统工程,旨在深化教育改革,提高学生的身体状况,让学生体验到先进的教学方法。与此同时,大学体育教师有高等教育的学位,提供信息,促进与学生的互动。这提高了教师和学生本身的素质和能力。提出了相关研究在大学体育课程管理系统的设计基于物联网。通过使用物联网技术和超宽频无线频道室内定位技术,结合物联网对认知的影响,物理教育课程的安排和学生定位和登录的设计和系统测试的结果是发现。相比之下,以前的系统,。该系统提高了定位和登录物理教育课程5 - 10%,精度和效率的物理教育课程也增加了2 - 5%。

1。介绍

1.1。背景

物联网是一个基于互联网的发展技术,通信技术和网络通讯。它可以链接连接通信设备和电子设备,通过无线网络连接相关设备。控制器可以远程控制设备和问题的命令,完成指令。在物联网中,真正的对象分为在线连接,电子标签和每个对象的特定位置由物联网控制。

1.2。意义

体育课程管理的功能需求在今天的高校非常复杂。代的可选课程,课外体育锻炼的统计,身体健康的成分分数,最后自然课堂教学成绩的管理,考试成绩的统计和分析,和身体健康的工作报告的国家变得非常麻烦。这些管理需求不再可以通过简单的文档管理。与此同时,这些不能与学校教育管理集成。学校只需要教课程和成绩。至于其他要求,它是超出了学校管理的范围,所以开发一个独立的体育管理系统和更迫切的功能建设。设计一个体育课程管理系统可以减轻教师的教学负担,减少相关的体育资源的浪费。

1.3。相关工作

在过去的十年中,产品服务系统(PSS)设计得到了广泛关注,预计将快速发展的物联网技术应用的影响。施等人的研究提出了一个六步设计方法通过扩大PSS的视觉映射设计方法利用物联网技术,和设计师可以使用建议的方法来选择产品顾客价值较高的产品服务系统的设计(适当的物联网技术应用)1]。然而,基于物联网技术的研究仅局限于产品服务体系,当然,系统管理没有创新和探索。作业管理会计课程,结果弗拉托et al。”年代的研究表明,与传统的纸和纸作业相比,在线作业管理系统的使用是有效的提高学生成绩和课程满意度在介绍会计课程2]。但他们只在线作业管理和研究。他们没有思考和钻研会计或体育课程管理。技术开发人员如Yeo的目标是开发一个课程由学生和监控系统评估课程质量管理体系(CQMS)实现为一个教育评价的工具3]。他们的研究是基于ADDIE模型,这是一个著名的教学设计模式。ADDIE过程包括需求分析、课程监测和课程评价设计、评价形式发展,监控实施,计划评估。为了满足系统的需求,可以取代传统的课堂评价方法,其研究开发和实施新课程评价系统(4]。与定量评价方法相比,学生课程监控提供了更多的定性信息课程和课程从学生的角度来看。学生的现实的描述有助于了解学生觉得课堂气氛和学生喜欢什么样的教学风格。然而,有些人认为只有通过上述评价方法,学生不能可靠地和有效地选择他们喜欢的老师,和艾迪的教学设计模型不适合高校体育课程的管理。

1.4。创新

利用物联网技术,设计一个大学体育课程管理系统不仅保证了教师和学生的个人信息的隐私和安全,但也允许将大学体育课程资源充分的利用。传统体育网络课程管理系统大多采用静态数据库和静态资源。但是,基于物联网环境中,体育课程管理系统直接面临着实际的体育课程教学,实现实时数据的收集和存储在教室里。应用物联网的概念领域的体育课程管理可以给这个领域更多的“智能”元素完成体育课程数据的相互交流和协作。基于物联网技术,本文使用智能管理大学体育课程为研究载体和发展一个基于物理教育课程管理系统,它提供了一种新的尝试实现先进信息方法的使用帮助体育教育。

2.1。物联网无线通信技术

无线通信技术的成本是便宜的,施工周期短,适应性和可扩展性较好,通信设备更容易维护。以下是几种常见通信模型(5,6]。

2.1.1。黑白花奶牛自由空间传播模型

假设无线信号传输功率Px和发射天线辐射向各个方向均匀,单位面积上的权力在球面上的距离d从发射源

因为天线方向性,假设发射天线的增益Gc和接收天线的有效面积B;然后,权力被接收天线

天线的有效面积B是 在哪里通用电气接收天线的增益和吗λ是自由空间波长。用的体育公式入Friis方程:

从上面的公式可以看出,当Gc,通用电气、和波长λ决心,无线电信号的传播距离可以从接收到的信号强度计算的读者(7]。

2.1.2。对数路径损耗模型

在实践中,为了便于发送者和接收者之间的距离估计,下面的大规模传播模型是常用的:

如果 是接收端收到的信号强度(RSSI)当接收端和发射端之间的距离是多少d,然后

2.2。物联网UWB定位技术

超宽频定位方法是使用每个模块生成的一个时间戳(8]。时间戳是相互独立的,尽快将生成模块开始。计算公式所示

TW-TOF测距方法主要是计算两个节点之间的距离的时候两个异步收发器之间的信号传播,这是一个双向测距技术。计算过程中所示

两个点之间的距离可以计算基于TTOF的产物和电磁波传播速度(C):

超宽频定位技术已经很短的工作时间和低功耗要求系统设备,和其他设备的信号干扰相对较小(9]。此外,有许多标签,可以在同一时间在1秒,容量高,适用于大量用户的课程管理系统和学生的位置登记10,11]。

2.3。评估标准对基于物联网技术的室内定位精度

以下几种错误评估标准,基于物联网技术的室内定位技术。

2.3.1。均方误差(MSE)

二维室内定位估计的均方误差(MSE)

在实际应用程序中,的平方根误差均方error-standard (RMSE)通常是用来描述测量和评估情况:

2.3.2。圆/球体错误概率(CEP)

圆/球体概率错误(CEP)是一个简单的估计精度和严格测量,描述的不确定性估计结果相对于其平均值(12]。主要公式所示

的复杂功能的实现过程误差概率图所示1。


图1
实现图的圆概率误差。
2.3.3。估计误差(EE)

估计误差是最常用的方法在三种误差估计方法,可以表示为

2.4。成本函数公式

成本函数公式所示

其中,C代表成本函数的值, 代表的重量我th参数, 代表了我th参数参与操作。方程(14)是一个成本函数的一般表达式(13]。在实际应用中,为了使描述成本函数的曲线平滑,成本函数通常是所示

2.5。物联网对认知的影响
2.5.1。信息化的技术认知和智力

建立技术主要是适应,模拟和优化相应的人类大脑和感觉器官的结构和功能。认知机制的讨论将主要采用“element-process”分析模型;即技术认知的核心要素是信息和数据资源14,15]。主要的过程是信息阅读、传输、存储、计算,反馈应用程序,和其他链接。其中,传感技术(如射频识别、EPC和QR)对应于阅读和传播链接实现对象之间的数据传输和阅读(16]。存储和计算链接对应于数据库、云计算、通信、自动化、等;反馈和应用程序链接对应方法和定量控制等概念和系统协调。技术认知的客观处理主观心理活动,也就是说,通过客观主体认知的重建技术形式和实现相应的功能。意识、知觉和认知功能不会是人类专有的行为(17]。认知问题将转化为智能信息处理问题,通过技术手段的影响。对象可以与人类合作,认为特定的程序和指令的控制下产生的意识,即意识到人工智能和机器学习。之间的相互作用机理和过程可以“天人合一”方面是通过依靠技术手段吗?通过比较分析,人类大脑的认知过程包括第一接收和翻译外部信息,并建立相应的关系人体的感觉器官和人类的大脑,而机器的认知过程和人工智能系统是翻译和传送信息和数据,然后通过传感器构建的关系。传感器使用相应的程序、逻辑、算法,函数,等建立相应的关系,依靠数据库的支持下,云计算和其他技术形式,最后是由机械结构,如传动装置、传动机构、电力供应和其他物理硬件来完成整个过程。认知技术的控制过程是完整的表单(18]。在两个进程的主要因素是信息和数据。在交互的过程和认知,它是信息的处理,也就是说,处理链接的信息生产、转换、传输、存储和计算。灵感来自于形式的物联网技术来分析和讨论从信息的角度来看,反过来,它还可以使用信息技术或手段来改善认知和控制,也就是说,优化认知准确性,效率,质量,等。通过以上分析,从信息化的角度看传统的哲学问题和智能技术是基于客观条件和环境,也就是说,信息的来源,使用相应的物理方法和原则,并基于物联网技术的概念和设计理念,试图找到一个适当的技术模型来解释认知问题[19]。的生产经营模式的形式,物联网技术可以适应人类的认知机制(20.]。两个进程有共同点和十字路口,可以用于共同分析和解释。新技术形式由物联网的设计理念将认知和智能;也就是说,在结构和功能方面,它符合模式的反射和对对象的理解。因此,它带来了新的灵感和思想传统认识论的分析和讨论(21,22]。综合交互系统外部世界和人类的大脑和身体之间是互动的结果与自身和外界的条件下发生的认知机制(23]。知觉和认知之间的事情和别人将实现基于人脑的理解和认识外面的世界。正是因为人类大脑的认知机制的探索和分析,技术手段创造的人工智能系统。它可以适应人类大脑认知的产生机制和过程。从这个角度来看,理论的核心技术是所有认知问题。它是基于知识和理解人类大脑或者身体功能。创建相应的技术来适应和优化功能,人类的大脑和身体。简而言之,技术创造的过程也是认知实践的过程。智能认知特点体现在物联网的技术体系从客观事物获得基本属性信息并创建全新的信息处理或繁殖。数据挖掘的本质、识别和阅读是信息化的过程; that is, the process of transforming from physical reality to virtual information makes things transformed into informationized things through technical means, and the process of obtaining material and energy will be transformed into the production, flow, processing, and application of corresponding information. The process, that is, the translation mode between “things and letters”, is constructed: AA’. This kind of informatization model will have important significance [24]。首先,它可以改变传统思维概念的物质和能量资源的占有和利用信息资源的掌握和控制;第二,信息流通的成本和效率将会改变。这是比物流和能量流。第三,它可以使用信息网络平台(网络)建立有关网络实现更精确的和有效的控制目标(25]。

2.5.2。设计理念的技术认知形式

虽然物联网(物联网)是互联网的事情,明显什么连接仍然是基于信息互联,和对象识别和阅读的形式传感技术(RFID射频技术等)26]。对象的属性信息和参与生产、翻译、循环、链接和其他的数据,依赖信息互联平台连接世界上一切,处理信息的技术手段,通过网络,建立对象之间的联系,从而达到技术认知。虚拟的信息世界之间的通道,因此真正的物理世界是开放。两个空间的集成可以广泛使用,这意味着可能会有更多的发展机会和潜在的空间设计概念,技术创新和商业模式27,28]。物联网技术实现之间的“互动对话”的事情在某种程度上,这是有别于传统的方式和人类认知和理解的东西的过程。物联网技术(主要以RFID为例)可以反映物理属性。特征信息做成一个电子产品标签(EPC),内置或附加到对象的表面通过特殊的感应和阅读设备。一方面,它可以读取信息和数据反映了对象;另一方面,它可以接收和意义上,提取信息中包含其他对象(如二维代码技术),然后实现信息和数据对象之间的流动和传播(29日]。对象之间的交互过程不仅是人类大脑的全面感知的对象,也就是说,通过综合分析和判断大脑和神经系统,形成相应的内存或印象,然后对象是宏观上的特点进行了分析和预测。这是基于人类的大脑神经系统。认知的主要过程和方法的认知过程是主动感知,记忆,分析,通过感知和理解的对象属性信息和相互感应设备。

3所示。设计和开发实验的大学体育课程管理系统

3.1。系统整体架构

这个系统的发展的总体目标是设计和开发一个多功能的大学体育课程管理系统知识和技术框架的基础上你已经掌握了的知识和技术,基于互联网的室内和室外定位技术和无线信号通道技术的东西。架构图如图2。


图2
系统的总体架构。
3.2。系统的每个模块的功能分析

在系统需求分析,系统最终分为三个功能模块,包括大学生个人中心模块,大学教师管理课程模块,系统管理员模块。详细的系统模块框架图如图3。


图3
框架系统的各个模块之间的关系图。

学生模块:学生模块的主要功能是帮助大学生选择他们最喜欢的体育教育课程。每个大学生必须选择四个不同的物理教育课程在大学的四年,只能选择一个物理教育课程每学期。此外,学生还可以修改自己的个人信息,如身高、体重、个人头像,座右铭。后选择一个体育课学习,5分钟之前开始的每周一次的体育课,你还需要根据教室位置登录登录由体育老师。这个模块的具体实现框架如图4。


图4
学生模块的系统的框架图。
3.2.1之上。教师模块

教师模块的主要功能是帮助高校体育教师在课程管理,允许教师安排和调整课程。在物联网的前提下,大学体育课程的安排不应导致教师和学生之间的冲突。例如,同样的老师不能把两个物理教育课程同时,相同的学生不能同时两个类,和相同的学生没有超过2小时每周的体育课。体育期末考试后在学期结束时,老师也可以输入每个学生的体育成绩进入这个系统,这样学生可以检查他们的体育成绩。

3.2.2。管理员模块

管理员模块的主要功能是允许系统管理员负责维护的信息存储在数据库中,以防止用户信息和数据的丢失和泄漏的教师和学生,和更新并输入最新的体育课程资源及时。与教师用户添加和删除。如果有一个新老师,您可以添加相关老师的信息。如果有教师辞职或转移到其他学校,你可以删除教师信息。

3.3。系统数据需求和数据库中的相关数据表的设计
3.3.1。为大学体育课程管理数据需求

(1)可靠的输入和处理的数据。这是必要的,以确保系统数据的准确输入,这是一个先决条件管理员操作和控制系统;否则,这个平台系统的设计将毫无意义。

(2)数据的一致性和完整性。输入数据的一致性规则需要设置。如果不能满足完整性约束,本网站必须丢弃的数据。同时,为了保证数据的完整性,需要防止数据泄漏和损失由于操作不当。

(3)数据信息披露和独立。的选择结果整个体育课程管理系统可以通过学生阅读和观看。然而,我们很少接触密码学。很难保证用户信息的安全性和数据的技术。因此,它是必要的,以确保安全设计每个模块功能的体育课程管理体系相对完整。从那时起,它也可以减少黑客入侵网站。

3.3.2。相关数据表的设计为大学体育课程管理

一个好的数据库设计和简洁的SQL语句可以使大学体育选课系统更容易完成。同时,该系统可以运行非常快。相反,杂乱无章的数据表将减少设计系统的效率,将会影响数据的存储和更新。因此,数据库表的设计应符合以下规定。(1)主键约束:表中所有值都必须是独一无二的,并在列不允许空值。该系统建立了一个为每个表的主键约束,以确保每一行的独特性。(2)唯一性约束:所有非空的值在表的每一列都必须是独一无二的,且只有一个空值是允许的。在物理设计,系统使用一个惟一的索引表,以确保没有两行相同的记录出现在榜单上。(3)外键约束:约束关系建立表字段之间或两个表之间的字段。这个系统的数据库设计在很多地方使用外键约束,防止“脏”数据出现在应用程序表,和应用程序表引用删除或更新数据。(4)违约是指插入列的值数据库,当用户不显式地输入一个值。

以下是详细数据表的系统设计。

体育类的描述表主要保存信息,如体育课程的名称,教师和学生的相关信息,和体育课程的时间和地点。具体信息如表所示1。

表1
类描述表的物理教育课程。

体育教师信息表主要存储老师的基本信息,如老师的名字,密码,和家庭住址。具体信息如表所示2:

表2
体育教师信息表。

学生表主要是节省了学生的基本信息,如学生的名字,密码和类和它们是否在学校。表包含的字段如学号,密码,性别,和物理教育课程。具体信息如表所示3。

表3
学生表。

管理员信息表主要存储的个人信息管理员,教师和学生的信息,如名称、密码和管理员的家庭住址。具体信息如表所示4。

表4
管理员信息表。

4所示。系统仿真实验和系统性能分析

4.1。大学体育课程时间表

在完成实验的总体设计和功能模块的分析要求,我们进行了仿真实验对大学体育课程管理系统在未来几个月。我们邀请了50从某大学体育教师。土木工程学生来自四个不同的等级。总数是600,其中一半是男孩和女孩,使用大学体育课程管理系统基于物联网设计在本文中进行测试。开发环境和开发工具的大学体育课程管理系统基于物联网如表所示5。

表5
系统开发环境和开发工具。

以管理员身份登录到系统后的背景下,我们进行了统计和数据分析在体育老师的课程安排。测试结果如图5。


图5
物理教育课程的数量安排在不同的时间段。

从图可以看出5大学的体育老师建立了四种体育课篮球,足球,羽毛球,排球的学生专业。课程时间安排在两个时间在早上和下午两个。其中,两个时间段的8:30 10:30在早上和15:00-17:00在下午有最多的类。他们是最受欢迎的教师和学生。一年的计划是在春天。每日计划早上谎言。早上8:30,当学生们更清醒。此时体育锻炼有利于身心健康,促进血液循环。下午15:00-17:00不是最热的一天。学习在这个时候会让学生感觉昏昏欲睡,所以它更适合学生做体育活动,所以,大脑会醒来,这有利于学习在晚上。 Therefore we can draw a conclusion: physical education teachers can try their best to arrange physical education courses before 10 in the morning or after 3 in the afternoon, which is good for students and teachers.

4.2。学生选择数据

我们总共有600名学生从4年级的土木工程专业使用这个体育课程管理系统来模拟他们喜爱的体育课程。我们分析的结果模拟课程选择和绘制统计图表。统计结果如图6。


图6
学生选择的统计结果。

从图可以看出6有很大的区别当然选择和性别类型。超过60%的男孩有一个篮球和足球,他们相信,篮球和足球之间的对抗更加激烈,可以测试学生的基本的身体。只有一小部分男生选择羽毛球和排球,认为这两个运动是更放松和有趣的,可以培养感情。对女孩来说,这是相反的男孩的选择课程。他们认为女生选择的体育运动,比如篮球和足球,相对更强的身体对抗,将更有可能导致受伤和带来严重的后果,所以他们更愿意选择一个相对温和的体育课程。

4.3。系统性能分析

在本系统测试,登录率的统计数据是由不同等级的物理教育课程的学生,和他们一直与实际登录检查表在物理教育课程。统计结果如图7。


图7
登录速度的各种物理教育课程。

从图可以看出7登录的所有物理教育课程对新生是相对较高的,因为大一新生刚进入大学,不知道学校的各种规章制度,所以登录率是相对高于其他年级的学生。在所有体育教育课程,排球课程登录率最高。可以看出,排球教师比其他体育教师更严格的管理。综上所述,可以得出一个结论:管理员模块的系统具有良好的性能测试,这有利于帮助大学体育教师管理学生和课程的安排。管理员功能模块设计也合理,操作方便。

5。结论

这个系统的设计优化的位置登录学生体育课,增加位置登录2% - -3%的准确性。的前提,服务器不崩溃,近600人选择体育课的目标同时实现。随着物联网技术的不断发展,高校将有越来越多的要求的物理教育课程管理系统,以及系统的性能需求也将增加。本文设计一个大学课程管理系统基于物联网来解决问题在传统管理和提高大学体育课程管理的水平。这是一个试图将物联网应用于高校体育课程管理。它可以应用于现代教学和公共场所。然而,随着物联网技术产业持续增长,和物理教育课程的内容不断丰富,需要更多的管理方法,以适应他们。因此,还需要进一步深入研究的相关技术开发人员。

数据可用性

的数据支持本研究的发现可以从相应的作者在合理的请求。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。