馬鋼　夏文忠

摘要：使用物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)，結(jié)合多種功能傳感器，形成智能化的體育場館管理模式，可以有效提高體育場館的運行效率，節(jié)約管理成本，具有一定的社會經(jīng)濟價值。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);智能化;體育場館管理

中圖分類號：TP393 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）14-0161-02

Abstract： The use of Internet of things communication technology， combined with a variety of functional sensors， to form an intelligent stadium management mode， can effectively improve the operation efficiency of stadiums， save management costs， has a certain social and economic value.

Key words：The Internet of things; intelligent; Stadium management

體育場館作為體育事業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，對體育事業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有巨大的推動作用，同時對學(xué)校教育、城市體育文化建設(shè)與體育消費具有重要的推動力[1]。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的快速發(fā)展，智能建筑也得到長足進(jìn)步，體育場館的智能化研究也取得了較大的進(jìn)展。關(guān)于體育場館智能化的主要研究包含：場館照明、安防監(jiān)控、身份認(rèn)證、智能票務(wù)等方面。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為新一代信息通訊技術(shù)、設(shè)備及人員的管理技術(shù)，在眾多行業(yè)領(lǐng)域擁有廣闊應(yīng)用前景，已被提升到國家戰(zhàn)略層面。本文基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與理念，探討智能體育場館的系統(tǒng)設(shè)計及構(gòu)成，分析體育場館的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，力圖結(jié)合現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建一個合理、可行的智能化體育場館的管理體系，并應(yīng)用實踐工作，對現(xiàn)實的體育場館智能化管理產(chǎn)生積極的作用。

1 物聯(lián)網(wǎng)及其應(yīng)用領(lǐng)域

物聯(lián)網(wǎng)是萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)下，對末端設(shè)備的延伸和擴展。傳統(tǒng)意義的計算機網(wǎng)絡(luò)是利用有線、無線等連接方式將計算機及各種終端設(shè)備接入以TCP/IP為標(biāo)準(zhǔn)的計算機通訊網(wǎng)絡(luò)，并把各終端設(shè)備信息通過統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)完成數(shù)據(jù)的整合。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則是在現(xiàn)有計算機網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，再擴展無線連接方式、窄帶連接方式，在確保網(wǎng)絡(luò)正常連接的情況下，兼顧設(shè)備功耗、使用壽命以及完成設(shè)備控制的新一代網(wǎng)絡(luò)連接方式。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括：設(shè)備感知技術(shù)，如RFID、傳感器網(wǎng)絡(luò)、條形碼技術(shù)等;傳輸層技術(shù)，如M2M通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、無線網(wǎng)等技術(shù);應(yīng)用層技術(shù)，如普適計算、云計算、知識發(fā)現(xiàn)、智能控制等技術(shù)[2]。

物聯(lián)網(wǎng)是以應(yīng)用需求為目標(biāo)的，實現(xiàn)萬物互聯(lián)以達(dá)到信息交互目的新一代信息技術(shù)的多種技術(shù)整合的技術(shù)統(tǒng)稱。工業(yè)和信息化部頒布的《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》指出，“物聯(lián)網(wǎng)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，對加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式具有重要推動作用[3]?！碑?dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)研究領(lǐng)域主要有智能工業(yè)、智能安防、智能物流、智能家居等領(lǐng)域。另外，如智能建筑、智能場館管理等領(lǐng)域應(yīng)用研究也獲得了較大進(jìn)展。智能安防、智能建筑等領(lǐng)域的研究成果對智能體育場館的設(shè)計實施具有較好的借鑒意義。在體育及其相關(guān)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)尚處于起步階段，如何合理利用現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為當(dāng)前的學(xué)校場館、城市公共體育場館的建設(shè)、管理服務(wù)是目前業(yè)界正在探討的問題。

2基于物聯(lián)網(wǎng)的智能體育場館系統(tǒng)分析

體育場館是一個龐大的建筑，或者是若干建筑的集合，要管理好這個復(fù)雜的場館，需要大量的人力和物力，并且還不一定達(dá)到理想的效果。使用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能場館管理將大幅度的增高這種復(fù)雜建筑及建筑群，復(fù)合系統(tǒng)的管理效率。具體功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

使用物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智慧場館管理系統(tǒng)由三層結(jié)構(gòu)組成：第一層為感知層，負(fù)責(zé)獲取底層物理數(shù)據(jù)，如場館的溫度、濕度，光照強度，PM2.5[4]數(shù)值等;還可以就場館的管理數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集，如人員是否有權(quán)進(jìn)入場館，是否需要購票等信息。第二層為網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)是把感知層的獲取的數(shù)據(jù)按網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)傳送給相鄰傳感器或者傳送給上一級網(wǎng)關(guān)，然后對網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或者數(shù)據(jù)匯總。第三層為應(yīng)用層，應(yīng)用層展現(xiàn)為各種終端設(shè)備業(yè)務(wù)系統(tǒng)。如體育場館溫濕度感知與控制子系統(tǒng)、體育場館照明控制子系統(tǒng)、安防監(jiān)控子系統(tǒng)、運動數(shù)據(jù)搜集子系統(tǒng)等多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)。通過這些系統(tǒng)對各個數(shù)據(jù)的搜集和整合，場館管理決策人員可以方便對本場館的服務(wù)做出詳細(xì)的使用狀況分析與統(tǒng)計，為提升服務(wù)質(zhì)量提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)支持和數(shù)據(jù)分析支撐。

通過物聯(lián)網(wǎng)及各種功能傳感器對數(shù)據(jù)的獲取，整合各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，可快速實現(xiàn)對當(dāng)前場館的使用狀況、某區(qū)域使用率、某專項使用效能的詳盡數(shù)據(jù)分析。通過該數(shù)據(jù)分析形成完備的場館分析報告，從而為公共服務(wù)、體育教學(xué)提供合理、高效的決策依據(jù)。

3基于物聯(lián)網(wǎng)的智能體育場館設(shè)計

智能體育場館包含智能安防監(jiān)控系統(tǒng)、智能溫濕度管理系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、智能票務(wù)系統(tǒng)、運動數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、智能體育知識系統(tǒng)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)等多種子系統(tǒng)。如圖2智能體育場館功能模塊框圖所示：

3.1 智能安防監(jiān)控系統(tǒng)

安全是每個公共區(qū)域都面臨的問題，在智能化設(shè)備大量普及的今天。設(shè)計建設(shè)一套完善的安防監(jiān)控系統(tǒng)是確保體育場館人員和財產(chǎn)安全的重要手段。一套完善的安防監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)防火、防盜和防災(zāi)等功能。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能安防系統(tǒng)與傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)的區(qū)別在于系統(tǒng)自處理能力的大幅提高，實現(xiàn)從感官的延伸到感官的解決。以視頻監(jiān)控為例，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控僅僅是對眼睛功能的延伸，有限地釋放了工作人員的雙腿，減少了工作人員的流動監(jiān)控的活動量。而在原視頻監(jiān)控技術(shù)基礎(chǔ)上增加了生物感知等技術(shù)后，可能充分利用視頻分析技術(shù)、人臉識別等技術(shù)來大幅提升管理效率，降低人員風(fēng)險。智能防火系統(tǒng)采用多種傳感器，采集環(huán)境中的煙霧含量、粉塵含量、二氧化碳含量，并讓各種傳感器之間具有聯(lián)動控制功能，與火災(zāi)報警、電源控制、樓宇控制等系統(tǒng)聯(lián)動。從而在災(zāi)害發(fā)生前或發(fā)生之初，做出及時的應(yīng)急反應(yīng)，預(yù)防災(zāi)害或最大限度地減少災(zāi)害損失。

3.2智能溫濕度管理系統(tǒng)

體育場館普遍面積較大，如何在需要舉辦活動的時候提供合理的策劃方案就需要場館管理者提供有效、可行的場館狀況數(shù)據(jù)?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能溫濕度管理系統(tǒng)可以對場館進(jìn)行時時數(shù)據(jù)的收集與整理，經(jīng)過一段時間的數(shù)據(jù)收集，還可以形成數(shù)據(jù)分析決策報告，以幫助管理者就本場館安排合適的體育活動。

智能溫濕度管理系統(tǒng)分為兩個子功能，一是溫濕度感知功能，該功能負(fù)責(zé)把場館的時時溫濕度檢測出來并傳輸給上層管理系統(tǒng)，經(jīng)過上層處理分析處理后再調(diào)用第二功能。另一功能是執(zhí)行功能，該功能負(fù)責(zé)處理上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)返回需要處理的結(jié)果。例如，當(dāng)溫濕度感知模塊檢測到當(dāng)前環(huán)境溫度高于30度，濕度大于50%后，系統(tǒng)介入，啟動降溫設(shè)備和除濕設(shè)備。當(dāng)環(huán)境溫度度小于規(guī)定閾值，如溫度小于25攝氏度，濕度小于40%后，執(zhí)行功能設(shè)備模塊停止工作。當(dāng)溫濕度感知設(shè)備檢測到當(dāng)前環(huán)境溫濕度低于某個既定值時，也取動相應(yīng)設(shè)備。讓場館內(nèi)的溫濕度總是保持在一個適宜體育運動的范圍。對于一個大面積的運動場館，可以采用中央空調(diào)等設(shè)備作為執(zhí)行單元設(shè)備。具體溫度調(diào)節(jié)流程如圖3所示：

3.3智能照明系統(tǒng)

體育場館內(nèi)要進(jìn)行各種活動都需要一個明亮的環(huán)境，加入光線檢測系統(tǒng)的智能化場館可以通過多種光線檢測傳感器判斷環(huán)境光線是否適合體育運動，如不適合，則自動啟動場館內(nèi)的照明設(shè)備。這樣即可大量的減少管理人員，又可以達(dá)到節(jié)能的目的。通過加入人體感應(yīng)傳感器，還可以判斷某區(qū)域是否體育活動、有觀眾，有則自動打開照明系統(tǒng)，無則關(guān)閉照明系統(tǒng)?；蛘弋?dāng)觀眾離開后自動關(guān)閉相應(yīng)區(qū)域的照明系統(tǒng)，從而實現(xiàn)電能的節(jié)約。

3.4其他業(yè)務(wù)子系統(tǒng)

智能體育場館還包含智能票務(wù)系統(tǒng)、運動數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、智能體育知識系統(tǒng)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)等業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)都通過大量使用以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的RFID技術(shù)，各種功能傳感器技術(shù)來實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及后期數(shù)據(jù)的分析整理。通過對場館數(shù)據(jù)的分析與整理，實現(xiàn)對場館的智能化管理，在降低管理成本的同時，提高服務(wù)質(zhì)量。

4 結(jié)束語

通過使用溫濕度傳感器、光線傳感器及RFID技術(shù)實現(xiàn)體育場館的智能化管理是目前體育場館設(shè)計與建設(shè)的新方向。本文就以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智能化體育場館設(shè)計提出了一個完整的功能設(shè)計方案，對當(dāng)前體育場館的智能化建設(shè)既有一定的實際意義。

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【通聯(lián)編輯：光文玲】