CN114757582A - 一种基于云计算的体育设施智慧管理系统 - Google Patents

一种基于云计算的体育设施智慧管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于云计算的体育设施智慧管理系统，包括振动检测模块、通信模块、云计算模块和管理终端模块；振动检测模块用于获取体育设施的振动数据，并将振动数据传输至通信模块；通信模块用于将振动数据传输至云计算模块；云计算模块用于对振动数据进行存储以及用于对累计使用时间长度超过预设的监控阈值的体育设施进行预警，向管理终端模块发送提示消息；管理终端模块用于显示提示消息。本发明通过获取振动数据来判断体育设施是否处于使用状态，然后根据振动数据来计算体育设施的累计使用时长，从而能够及时发现因为使用频率过高而需要早于使用年限的进行更换的体育设施，及时对相应的体育设施进行更新，有利于提高体育设施的安全性。

Description

一种基于云计算的体育设施智慧管理系统
技术领域
本发明涉及设施管理领域，尤其涉及一种基于云计算的体育设施智慧管理系统。
背景技术
体育设施就是在进行体育教育、竞技运动和身体锻炼的过程中所使用到的所有物品的统称。
现有的体育设施管理一般是仅依据使用年限来进行管理，使用年限到了之后就停止使用，但是，有些热门的体育设施，由于每天都比较多人使用，则会导致需要提前进行更换，而如果继续按照年限来管理，则存在较大的安全风险。
发明内容
本发明的目的在于公开一种基于云计算的体育设施智慧管理系统，解决现有技术中的仅根据使用年限来对体育设施进行管理，导致的体育设施因为使用量过大而未能及时更换的问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于云计算的体育设施智慧管理系统，包括振动检测模块、通信模块、云计算模块和管理终端模块；
振动检测模块用于获取体育设施的振动数据，并将振动数据传输至通信模块；
通信模块用于将振动数据传输至云计算模块；
云计算模块用于对振动数据进行存储以及用于对累计使用时间长度超过预设的监控阈值的体育设施进行预警，向管理终端模块发送提示消息；
管理终端模块用于显示提示消息。
作为优选，所述振动检测模块包括无线节点和传输基站；
无线节点用于获取体育设施的振动数据，以及用于将振动数据发送至传输基站；
传输基站用于将振动数据发送至通信模块。
作为优选，所述通信模块包括蜂窝移动通信网络。
作为优选，所述云计算模块包括存储单元、年限管理单元和通信单元；
存储单元用于存储通信模块发送过来的振动数据，以及用于存储体育设施的累计使用时间长度、体育设施的监控阈值；
年限管理单元用于根据振动数据计算体育设施的本次使用时间长度，根据本次使用时间长度对累计使用时间长度进行更新，以及用于对更新后的累计使用时间长度超过预设的监控阈值的体育设施生成提示消息；
通信单元用于将提示消息发送至管理终端模块。
作为优选，所述管理终端模块包括显示单元；
显示单元用于显示提示消息。
作为优选，所述所述管理终端还包括提示单元；
提示单元用于管理终端模块接收到提示消息后，向管理人员发出提示。
作为优选，所述管理终端还包括权限验证单元、输入单元；
权限验证单元用于对管理人员进行权限验证；
输入单元用于获取通过权限验证的管理人员输入的体育设施的监控阈值，以及用于将体育设施的监控阈值发送至云计算模块。
作为优选，所述权限验证单元包括拍摄子单元、图像处理子单元和权限验证子单元；
拍摄子单元用于获取管理人员的面部图像，并将面部图像传输至图像处理子单元；
图像处理子单元用于获取面部图像中包含的图像特征，并将图像特征传输至权限验证子单元；
权限验证子单元用于根据图像特征判断管理人员是否通过权限认证。
本发明通过获取振动数据来判断体育设施是否处于使用状态，然后根据振动数据来计算体育设施的累计使用时长，从而能够及时发现因为使用频率过高而需要早于使用年限的进行更换的体育设施，及时对相应的体育设施进行更新，有利于提高体育设施的安全性。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1，为本发明一种汽车销售客户跟进管理系统的一种示例性实施例图。
图2，为本发明云计算模块的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种基于云计算的体育设施智慧管理系统，包括振动检测模块、通信模块、云计算模块和管理终端模块；
振动检测模块用于获取体育设施的振动数据，并将振动数据传输至通信模块；
通信模块用于将振动数据传输至云计算模块；
云计算模块用于对振动数据进行存储以及用于对累计使用时间长度超过预设的监控阈值的体育设施进行预警，向管理终端模块发送提示消息；
管理终端模块用于显示提示消息。
本发明通过获取振动数据来判断体育设施是否处于使用状态，然后根据振动数据来计算体育设施的累计使用时长，从而能够及时发现因为使用频率过高而需要早于使用年限的进行更换的体育设施，及时对相应的体育设施进行更新，有利于提高体育设施的安全性。
具体的，对于体育设施，例如单杠等，在被人们使用的过程中，振幅会持续大于某个阈值，因此，可以通过获取振幅大于设置的阈值的振动数据的持续时间来获取单次使用的时间长度。
作为优选，所述振动检测模块包括无线节点和传输基站；
无线节点用于获取体育设施的振动数据，以及用于将振动数据发送至传输基站；
传输基站用于将振动数据发送至通信模块。
作为优选，所述传输基站还用于采用自适应的划分周期将无线节点划分成终端节点和中转节点；
终端节点用于获取体育设施的振动数据，以及用于将振动数据传输至中转节点；
中转节点用于接收从终端节点发送过来的振动数据、用于获取体育设施的振动数据以及用于将终端节点发送过来的振动数据和自身获取的振动数据发送至传输基站。
作为优选，所述采用自适应的划分周期将无线节点划分成终端节点和中转节点，包括：
当一个划分周期结束后，传输基站向所有的无线节点发送周期结束消息；
无线节点接收到周期结束消息后，将自身的剩余电量和一跳通信集合发送至传输基站；
传输基站基于剩余电量和一跳通信集合计算无线节点的通信状态值；
传输基站基于通信状态值将无线节点分成终端节点和中转节点，将终端节点的ID存入终端节点集合，将中转节点的ID存入中转节点集合；
传输基站将终端节点集合和中转节点集合发送至所有的无线节点；
无线节点通过判断自身ID所属的集合来判断自身属于终端节点还是中转节点。
具体的，传输基站在将终端节点集合和中转节点集合发送出去后，便开始对下一个划分周期进行倒计时。
作为优选，自适应的划分周期通过如下方式进行计算：
对于第s+1个划分周期：
若
Figure DEST_PATH_IMAGE001
则使用如下方式计算第s+1个划分周期的时间长度：
若
Figure 279589DEST_PATH_IMAGE002
，则第s+1个划分周期的时间长度的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
若
Figure 951879DEST_PATH_IMAGE004
，则第s+1个划分周期的时间长度的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
若
Figure 574490DEST_PATH_IMAGE006
则使用如下方式计算第s+1个划分周期的时间长度：
若
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，则第s+1个划分周期的时间长度的计算公式为：
Figure 470771DEST_PATH_IMAGE008
若
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，则第s+1个划分周期的时间长度的计算公式为：
Figure 890251DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
和
Figure 165899DEST_PATH_IMAGE012
分别表示第s个和第s+1个划分周期的时间长度,
Figure DEST_PATH_IMAGE013
表示第s个划分周期结束后，所有无线节点的剩余电量的方差；
Figure 846279DEST_PATH_IMAGE014
表示设定的方差门槛值，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
和
Figure 506936DEST_PATH_IMAGE016
分别表示划分周期的最大门槛值和最小门槛值；
Figure DEST_PATH_IMAGE017
表示预设的时间长度。
本发明上述实施例，通过将剩余电量的方差与方差门槛值来进行比较，从而判断当前所有的无线节点之间剩余电量的差异程度，方差越大，则表示差异程度越大，因此，缩减下一个划分周期的时长，反之则延长下一个划分周期的时长，实现了划分周期的时长随着无线节点的电量之间的差异程度变化而变化，有利保持无线节点间的电量尽可能平均地消耗，延长无线节点的平均工作时长，从而保证无线节点的通信覆盖，确保振动数据的及时传输。
作为优选，所述基于剩余电量和一跳通信集合计算无线节点的通信状态值，包括：
采用如下公式计算通信状态值：
Figure 538346DEST_PATH_IMAGE018
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
表示无线节点的通信状态值，
Figure 427805DEST_PATH_IMAGE020
表示预设的权重参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
表示无线节点的剩余电量，
Figure 27938DEST_PATH_IMAGE022
表示无线节点的初始电量，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
表示无线节点的一跳通信集合中包含的元素的总数，
Figure 734863DEST_PATH_IMAGE024
表示预设的一跳通信集合元素数量参考值，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
表示与传输基站之间传输预设的大小的数据包的最小时间，
Figure 378202DEST_PATH_IMAGE026
表示预设的时间参考值。
本发明在计算通信状态值时，从电量、一跳集合中包含的元素的总数、传输数据的最小时间这几个方面进行考虑，使得通信状态值能够较为充分地表示无线节点当前的通信效率，有利于选出剩余电量充足、覆盖其它无线节点数量多、传输速度高的无线节点作为中转节点。相较于随机选取的方式，无疑本发明的方式能够更好地平均无线节点之间的电量消耗。
作为优选，所述基于通信状态值将无线节点分成终端节点和中转节点，包括：
将所有能够与传输基站进行一跳通信的无线节点存入集合
Figure DEST_PATH_IMAGE027
；
根据无线节点的通信半径将除了集合
Figure 399248DEST_PATH_IMAGE027
中的无线节点之外的所有无线节点分成Q个距离集合；
分别获取
Figure 650625DEST_PATH_IMAGE027
中的每个无线节点在每个距离集合中的路径节点；
将所有的路径节点和集合
Figure 200555DEST_PATH_IMAGE027
中包含的无线节点作为中转节点；
将除了中转节点之外的无线节点作为终端节点。
本发明在对无线节点进行分类时，并不是采用随机选取的方式，而是通过先选出能欧股直接与传输基站进行一跳通信的无线节点的集合
Figure 816345DEST_PATH_IMAGE027
，然后再从距离集合中找到
Figure 234556DEST_PATH_IMAGE027
中的每个节点的路径节点。这样的设置方式，有利于提高最终选出的中转节点之间的路径的连续性，以及能够确保中转节点的分布的合理性。现有的无线几点分类方式例如leach协议等，采用的是随机的方式，在分类的过程中对无线节点的状态和位置都不进行考虑，得到的结果非常不利于均衡无线节点间的电量消耗，很容易造成部分无线节点因为数据传输压力大而提前退出工作，对振动数据的及时传输造成影响。
作为优选，所述根据无线节点的通信半径将除了集合
Figure 353822DEST_PATH_IMAGE027
中的无线节点之外的所有无线节点分成Q个距离集合，包括：
将无线节点k和传输基站之间的距离记为
Figure 996025DEST_PATH_IMAGE028
；
通过如下公式计算无线节点k所属的距离集合的编号：
Figure DEST_PATH_IMAGE029
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
表示无线节点k属于第q个距离集合，
Figure 551640DEST_PATH_IMAGE032
表示无线节点的标准通信半径。
上述划分方式，相当于根据与传输基站之间的距离将无线节点分到了不同的圆环形区域内，每个圆环区域对应一个距离集合。这样，便能保证最终获取的中转节点在空间分布上的合理性。
作为优选，所述分别获取
Figure DEST_PATH_IMAGE033
中的每个无线节点在每个距离集合中的路径节点，包括：
对于
Figure 538374DEST_PATH_IMAGE033
中的第i个无线节点
Figure 105622DEST_PATH_IMAGE034
，
Figure DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure 856409DEST_PATH_IMAGE036
表示
Figure 384474DEST_PATH_IMAGE033
中包含的元素总数，通过如下方式获取
Figure 472384DEST_PATH_IMAGE034
在每个距离集合中的路径节点：
对于第1个距离集合
Figure DEST_PATH_IMAGE037
，将
Figure 487614DEST_PATH_IMAGE037
中属于路径节点集合中的无线节点删除，获得筛选集合
Figure 222351DEST_PATH_IMAGE038
；
分别计算
Figure 21068DEST_PATH_IMAGE038
中的每个无线节点与
Figure 132243DEST_PATH_IMAGE034
之间的通信成本系数；
将
Figure 329875DEST_PATH_IMAGE038
中通信成本系数最小的无线节点
Figure DEST_PATH_IMAGE039
作为
Figure 688044DEST_PATH_IMAGE034
在第1个距离集合中的路径节点，并将
Figure 721859DEST_PATH_IMAGE040
存入路径节点集合；
对于第j个距离集合
Figure DEST_PATH_IMAGE041
，将
Figure 75874DEST_PATH_IMAGE041
中属于路径节点集合中的无线节点删除，获得筛选集合
Figure 596854DEST_PATH_IMAGE042
；
分别计算
Figure DEST_PATH_IMAGE043
中的每个无线节点与
Figure 532449DEST_PATH_IMAGE044
之间的通信成本系数；
将
Figure 305757DEST_PATH_IMAGE043
中通信成本系数最小的无线节点
Figure DEST_PATH_IMAGE045
作为
Figure 414527DEST_PATH_IMAGE034
在第j个距离集合中的路径节点，
Figure 790014DEST_PATH_IMAGE046
表示
Figure 303035DEST_PATH_IMAGE034
在第j-1个距离集合中的路径节点，j∈[1,Q]。
本发明是通过计算通信成本系数来进行选取路径节点的过程的，与前一个距离集合中的中继节点之间的距离越小，通信状态值越大，则通信成本系数越小，表示无线节点更适合作为当前距离集合中的路径节点。
具体的，对于
Figure DEST_PATH_IMAGE047
中的第1个无线节点
Figure 83079DEST_PATH_IMAGE048
，在第1个距离集合中获取路径节点之前，路径节点集合为空集。
作为优选，所述通信成本系数通过如下方式进行计算：
Figure DEST_PATH_IMAGE049
式中，
Figure 713650DEST_PATH_IMAGE050
表示距离集合中的无线节点d的通信成本系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE051
表示无线节点d和无线节点
Figure 615746DEST_PATH_IMAGE052
之间的直线距离，
Figure DEST_PATH_IMAGE053
表示预设的直线距离标准值，
Figure 755128DEST_PATH_IMAGE054
表示比例系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE055
，
Figure 359154DEST_PATH_IMAGE056
表示无线节点d的通信状态值，
Figure DEST_PATH_IMAGE057
表示预设的通信状态值标准值。
作为优选，所述通信模块包括蜂窝移动通信网络。
作为优选，如图2所示，所述云计算模块包括存储单元、年限管理单元和通信单元；
存储单元用于存储通信模块发送过来的振动数据，以及用于存储体育设施的累计使用时间长度、体育设施的监控阈值；
年限管理单元用于根据振动数据计算体育设施的本次使用时间长度，根据本次使用时间长度对累计使用时间长度进行更新，以及用于对更新后的累计使用时间长度超过预设的监控阈值的体育设施生成提示消息；
通信单元用于将提示消息发送至管理终端模块。
例如，某体育设施A的监控阈值为N小时，更新前的累计使用时间长度为N-1，本次使用时间长度为2小时，则更新后的累计使用时间长度为N+1小时，超出了监控阈值N小时，则需要对该体育设施A生成提示消息。
提示消息可以包括体育设施的名称、累计使用时间长度、位置等。
作为优选，所述管理终端模块包括显示单元；
显示单元用于显示提示消息。
作为优选，所述所述管理终端还包括提示单元；
提示单元用于管理终端模块接收到提示消息后，向管理人员发出提示。
具体的，可以通过将提示消息以文字的方式显示出来，从而实现向管理人员发出提示。
作为优选，所述管理终端还包括权限验证单元、输入单元；
权限验证单元用于对管理人员进行权限验证；
输入单元用于获取通过权限验证的管理人员输入的体育设施的监控阈值，以及用于将体育设施的监控阈值发送至云计算模块。
作为优选，所述权限验证单元包括拍摄子单元、图像处理子单元和权限验证子单元；
拍摄子单元用于获取管理人员的面部图像，并将面部图像传输至图像处理子单元；
图像处理子单元用于获取面部图像中包含的图像特征，并将图像特征传输至权限验证子单元；
权限验证子单元用于根据图像特征判断管理人员是否通过权限认证。
作为优选，所述存储单元还用于存储具有输入单元使用权限的管理人员的面部图像的图像特征。
作为优选，所述根据图像特征判断管理人员是否通过权限认证，包括：
将图像处理子单元获取的图像特征与存储单元中存储的图像特征进行匹配，若匹配成功，则表示管理人员通过权限认证，若匹配失败，则表示管理人员没有通过权限认证。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
需要说明的是，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元/模块的形式实现。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）、数字信号处理设备（DSPD）、可编程逻辑器件（PLD）、现场可编程门阵列（FPGA）、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。
实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于 RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM 或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。

Claims (8)

1.一种基于云计算的体育设施智慧管理系统，其特征在于，包括振动检测模块、通信模块、云计算模块和管理终端模块；
振动检测模块用于获取体育设施的振动数据，并将振动数据传输至通信模块；
通信模块用于将振动数据传输至云计算模块；
云计算模块用于对振动数据进行存储以及用于对累计使用时间长度超过预设的监控阈值的体育设施进行预警，向管理终端模块发送提示消息；
管理终端模块用于显示提示消息。
2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的体育设施智慧管理系统，其特征在于，所述振动检测模块包括无线节点和传输基站；
无线节点用于获取体育设施的振动数据，以及用于将振动数据发送至传输基站；
传输基站用于将振动数据发送至通信模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于云计算的体育设施智慧管理系统，其特征在于，所述通信模块包括蜂窝移动通信网络。
4.根据权利要求1所述的一种基于云计算的体育设施智慧管理系统，其特征在于，所述云计算模块包括存储单元、年限管理单元和通信单元；
存储单元用于存储通信模块发送过来的振动数据，以及用于存储体育设施的累计使用时间长度、体育设施的监控阈值；
年限管理单元用于根据振动数据计算体育设施的本次使用时间长度，根据本次使用时间长度对累计使用时间长度进行更新，以及用于对更新后的累计使用时间长度超过预设的监控阈值的体育设施生成提示消息；
通信单元用于将提示消息发送至管理终端模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于云计算的体育设施智慧管理系统，其特征在于，所述管理终端模块包括显示单元；
显示单元用于显示提示消息。
6.根据权利要求5所述的一种基于云计算的体育设施智慧管理系统，其特征在于，所述所述管理终端还包括提示单元；
提示单元用于管理终端模块接收到提示消息后，向管理人员发出提示。
7.根据权利要求5所述的一种基于云计算的体育设施智慧管理系统，其特征在于，所述管理终端还包括权限验证单元、输入单元；
权限验证单元用于对管理人员进行权限验证；
输入单元用于获取通过权限验证的管理人员输入的体育设施的监控阈值，以及用于将体育设施的监控阈值发送至云计算模块。
8.根据权利要求7所述的一种基于云计算的体育设施智慧管理系统，其特征在于，所述权限验证单元包括拍摄子单元、图像处理子单元和权限验证子单元；
拍摄子单元用于获取管理人员的面部图像，并将面部图像传输至图像处理子单元；
图像处理子单元用于获取面部图像中包含的图像特征，并将图像特征传输至权限验证子单元；
权限验证子单元用于根据图像特征判断管理人员是否通过权限认证。
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