林時歡

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高校學(xué)生50米跑測試平臺開發(fā)與應(yīng)用*

林時歡

（寧波諾丁漢大學(xué) 體育部，浙江 寧波 315100）

智能測試平臺主要是在計算機(jī)Java Swing技術(shù)的終點(diǎn)計時紅外線射頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對學(xué)生競賽項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)智能化和信息化。文章將智能測試平臺作為論述和分析的重點(diǎn)，針對現(xiàn)實(shí)背景探討設(shè)計該平臺的意義，分析該平臺的整體架構(gòu)、工作原理和關(guān)鍵技術(shù)以及主要特色，并對該測試平臺的應(yīng)用范圍進(jìn)行確定。

徑賽項(xiàng)目；智能測試平臺；設(shè)計；應(yīng)用

1 項(xiàng)目研究的現(xiàn)實(shí)意義

國家為了鼓勵學(xué)生運(yùn)動，保證學(xué)生的身體素質(zhì)，特別制定了一套《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)作為《國家體育鍛煉標(biāo)準(zhǔn)》的重要組成部分[1]，將學(xué)生體測結(jié)果與畢業(yè)證書相掛鉤，明確地規(guī)定出高校學(xué)生體測內(nèi)容的項(xiàng)目和重要性。這一標(biāo)準(zhǔn)推出后，各大高校積極響應(yīng)，倡導(dǎo)體育鍛煉，采取有效的措施鼓勵學(xué)生積極參與到體育鍛煉中去，從而有效地提高了學(xué)生的身體素質(zhì)，有利于學(xué)生道德和智慧以及體美等方面的全面發(fā)展。但由于一些客觀因素的限制，使得高校體側(cè)項(xiàng)目的推進(jìn)變得困難，針對上述現(xiàn)實(shí)背景，采用微處理器設(shè)計了一套新型的體質(zhì)測試計時系統(tǒng)。該計時系統(tǒng)不僅能夠?qū)W(xué)生在徑賽過程中所花費(fèi)的時間進(jìn)行全程記錄，而且能準(zhǔn)確記錄學(xué)生抵達(dá)終點(diǎn)那一刻的時間，從而提高學(xué)生徑賽項(xiàng)目成績的精確度。該測試平臺的高效性、同步性以及精準(zhǔn)性都在很大程度上超越了人工秒表本身所具備的局限性，并且價格低廉，受外界因素影響不大，能夠在各大高校中進(jìn)行普遍推廣和應(yīng)用。

2 智能測試平臺的設(shè)計

2.1 整體架構(gòu)

針對學(xué)生體測進(jìn)行開發(fā)的智能測試平臺主要是由指紋采集管理系統(tǒng)和Java Swing平臺以及Mysql數(shù)據(jù)庫。其中指紋采集管理系統(tǒng)主要利用的是纖薄型的光學(xué)系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)輸出的圖片像素高達(dá)700 dpi[2]，能夠自動識別并且記錄學(xué)生的指紋信息，并通過USB接口將指紋的圖像進(jìn)行數(shù)字化的處理，最后傳送到計算機(jī)系統(tǒng)中，決定學(xué)生是否具備參與體測徑賽項(xiàng)目的資格。而Java Swing平臺及Mysql數(shù)據(jù)庫主要是負(fù)責(zé)對學(xué)生基本信息進(jìn)行修改后的保存和更新，對體測進(jìn)程及時更新以及對測試結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)化地處理和保存，方便學(xué)生通過學(xué)校網(wǎng)絡(luò)信息管理平臺進(jìn)行及時的查詢。

就目前各大高校普遍面臨學(xué)生基數(shù)大，教師力量不足，及時手段傳統(tǒng)等問題，這在很大程度上導(dǎo)致了體側(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確，工作效率低下等問題。而針對學(xué)生體測進(jìn)行開發(fā)的智能測試平臺不僅可以靈活地針對學(xué)生體測項(xiàng)目進(jìn)行組織安排，對學(xué)生體測結(jié)果能夠進(jìn)行及時的儲存，更重要的是保證了體側(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。該平臺不但減輕了負(fù)責(zé)體側(cè)的教師的負(fù)擔(dān)，并且能夠?qū)r間精準(zhǔn)到0.001 s，從而保證高效、準(zhǔn)確地判斷出徑賽項(xiàng)目中學(xué)生到達(dá)終點(diǎn)的先后順序。

2.2 工作原理

智能測試平臺系統(tǒng)的基本運(yùn)作原理相對簡單，主要利用的是Java Swing平臺及Mysql等技術(shù)進(jìn)行開發(fā)的[3]。首先，該平臺將各大高校學(xué)生個人基本信息儲存到Mysql數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)特定的測試時間和班級以及人數(shù)、性別等信息利用計算機(jī)系統(tǒng)針對學(xué)生進(jìn)行分組和安排。其次，在測試期間，學(xué)生需要通過指紋進(jìn)行身份的驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)束后領(lǐng)取跑道次序的標(biāo)簽，根據(jù)標(biāo)簽進(jìn)入到特定的跑道中。測試開始之前在跑道的重點(diǎn)線兩側(cè)安裝電光開關(guān)和超高頻遠(yuǎn)距離讀卡器，當(dāng)參與測試的學(xué)生在起跑的準(zhǔn)備過程中，雙腳需要踩在起跑器的開關(guān)上，計時器的啟動標(biāo)準(zhǔn)則為學(xué)生雙腳離開起跑器的一瞬間，并且在跑道的重點(diǎn)設(shè)置對應(yīng)的光電開關(guān)，當(dāng)學(xué)生在接近終點(diǎn)時其身體擋住紅外線的瞬間觸及到光電開關(guān)的一瞬間計時器會被自動斷開，最終計時器停止計時后顯示屏顯示的結(jié)果便是學(xué)生競賽的最終結(jié)果。最后，平臺中設(shè)計的PC計時系統(tǒng)會對學(xué)生徑賽的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析，對抵達(dá)終點(diǎn)的學(xué)生順序進(jìn)行排列，最終得出學(xué)生的測試成績。

2.3 關(guān)鍵技術(shù)

在整個針對競賽項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計的智能測試平臺中，最為關(guān)鍵的技術(shù)主要有在Java Timer Tasker技術(shù)基礎(chǔ)上的電子計時器設(shè)計和起始時間確定技術(shù)。

從電子計時器的設(shè)計方面來看，Java JDK本身自帶有計時方法。在計時過程中，主要采用的是Unix時間戳，Timer Tasker的設(shè)計模式主要是一種隊(duì)列模式，Timer可以看作是面向開發(fā)人員的一個“接口”，所有想Timer添加的任務(wù)都會被放入一個Task Queue類型的任務(wù)隊(duì)列中去[4]，任務(wù)調(diào)度由Timer Thread負(fù)責(zé)。該智能測試平臺中所用到的腳踏式起跑開關(guān)主要起到的作用是增加開關(guān)量，模擬信號可以以無線通訊的方式將信息傳遞到PC控制中心，從而啟動內(nèi)部的計時器。在跑道終點(diǎn)處設(shè)置有紅外線感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)學(xué)生抵達(dá)終點(diǎn)時胸口擋住紅外線時，計時器在接受到該信號時會自動對時間進(jìn)行記錄。

2.4 主要特色

針對學(xué)生體測徑賽項(xiàng)目設(shè)計的智能測試平臺的主要特色有自動測試、支持多設(shè)備獨(dú)立工作和流水線安排萬數(shù)學(xué)生參與測試以及實(shí)時發(fā)布測試數(shù)據(jù)等。智能測試平臺能夠進(jìn)行自動測試。該平臺在徑賽項(xiàng)目進(jìn)行的過程中，無需裁判的參與和輔助，自動化地對參與體測的學(xué)生身份進(jìn)行驗(yàn)證、輔助測試過程、分析測試結(jié)果并且將測試結(jié)果進(jìn)行自動發(fā)布。不僅提高了徑賽測試的效率，還保證了學(xué)生成績的準(zhǔn)確性，在很大程度上避免了人工測試所產(chǎn)生的差錯[5]。

智能測試平臺支持流水線安排萬數(shù)學(xué)生參與測試。智能測試平臺編排系統(tǒng)能夠按照各個年級、班級學(xué)生的空余時間，對學(xué)生入場測試時間進(jìn)行合理的安排。完成編排后可以自動發(fā)布實(shí)時信息，然后學(xué)生可以通過校內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)平臺查詢測試時間，對整個測試安排時間項(xiàng)目等情況一目了然?？偟膩碚f，該平臺通過網(wǎng)絡(luò)動態(tài)安排測試時間，不僅提高了測試安排的效率，還有效保證了實(shí)踐測試管理信息化、科學(xué)化的管理水平。

智能測試平臺能夠?qū)崟r發(fā)布測試數(shù)據(jù)。該測試平臺與校內(nèi)學(xué)生信息管理中心相連接，具有信息發(fā)布功能。能夠在對測試結(jié)果進(jìn)行分析后將學(xué)生體測成績及時進(jìn)行發(fā)布，從而保證學(xué)生能夠通過網(wǎng)絡(luò)及時查詢到自身的測試成績。

3 智能測試平臺的應(yīng)用范圍

智能測試平臺主要是針對競賽項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計的，其應(yīng)用范圍相對廣泛，可以應(yīng)用于各類競賽項(xiàng)目中，主要包括體測徑賽類和車類徑賽和艇類徑賽等。

首先，智能測試平臺可以應(yīng)用于體測徑賽類項(xiàng)目。根據(jù)上文的敘述我們可以知道該測試平臺具備的高效性和精準(zhǔn)性不僅保證了體測過程的快速進(jìn)行，還保證了體測結(jié)果的準(zhǔn)確公正。跑步作為高校體測主要項(xiàng)目之一，是評估學(xué)生身體素質(zhì)最重要的標(biāo)準(zhǔn)，但由于高校學(xué)生數(shù)量多，裁判的數(shù)量和水平有限，使得體測變得相對繁瑣，而智能測試平臺的出現(xiàn)使得這一現(xiàn)狀得到了一定程度的緩解。

其次，智能測試平臺可以應(yīng)用于艇類徑賽項(xiàng)目。隨著人們生活內(nèi)容越來越豐富，比賽項(xiàng)目也不斷得到了充實(shí)，艇類徑賽項(xiàng)目的出現(xiàn)不僅滿足了參賽者追求刺激的目的，還使得參賽者能夠感受到比賽的競爭性。

4 結(jié)論

本研究主要針對設(shè)計的智能測試平臺進(jìn)行分析，研究了Java Swing平臺和Mysql數(shù)據(jù)庫以及PC計時系統(tǒng)等。該智能測試平臺主要運(yùn)用于體育運(yùn)動器材技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)計了徑賽測試系統(tǒng)的模型構(gòu)建和關(guān)鍵技術(shù)等，系統(tǒng)運(yùn)行過程中無需人工參與，使用方便，計時效率高并且計時結(jié)果準(zhǔn)確，是對傳統(tǒng)人工計時、光學(xué)計時以及射頻識別計時的一種優(yōu)化和升級，可以完全取代傳統(tǒng)的人工秒表計時方式。除此之外，該測試平臺具有實(shí)時性，能夠利用無線傳感技術(shù)將測試結(jié)果進(jìn)行高效整理并且進(jìn)行公布，保證參與測試的學(xué)生能夠第一時間獲知自己的測試成績。

[1]馬瑜.學(xué)生體質(zhì)的測試現(xiàn)狀及其改善[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2013,(1)

[2]李永在.學(xué)生體質(zhì)健康測試系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].計算機(jī)應(yīng)用與軟件,2009(09)

[3]毛竹.普通高等學(xué)校學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)管理系統(tǒng)開發(fā)詳解[J].四川體育科學(xué),2005,(3)

[4]賀琳楨.大學(xué)生體質(zhì)測試系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D].廈門大學(xué),2014.

[5]王朝格.智能化學(xué)生體質(zhì)測試系統(tǒng)實(shí)踐分析[J].新教育時代電子雜志（學(xué)生版）,2016,(21)

Development and Application of 50 Meters Running Test Platform for College Students

LIN Shihuan

(University of Nottingham in Ningbo, Ningbo 315100, Zhejiang, China)

浙江省教育廳課題成果，課題編號:Y201636803。

林時歡 （1982—），本科，助教，研究方向：體育教學(xué)。