一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法与流程

1.本发明涉及运动监测技术领域，具体涉及一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法。


背景技术：

2.随着社会的发展，孩子的教育从德、智、体、美全面发展受到人们的普遍认可。特别是体育方面，从幼儿园时就要开发孩子的运动天赋，既要达到合适的运动量，又不能对孩子的身体产生负荷。
3.现阶段主要通过幼儿运动“大数据”评价体系积累的幼儿每日区域运动中相关运动量的记录分析，不断优化幼儿每日的区域运动，促进幼儿身心健康发展。以前学校想要采集到学生的运动数据，只能同学学生自己用笔记录每天的运动情况，再全部汇总到教师手上，再进行分析。由于在幼儿的运动量的观察上主观性较多，缺少对运动数据的有效采集与科学分析，评价方式方法还不够科学和严谨，对评价后的大量数据处理分析缺乏相应的方法与技术支持，大大增加了教师的工作量。
4.因此，发明一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法，以解决现有技术中对幼儿的运动量的观察上主观性较多，缺少对运动数据的有效采集与科学分析，评价方式方法还不够科学和严谨，对评价后的大量数据处理分析缺乏相应的方法与技术支持，大大增加了教师的工作量的问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法，包括如下步骤：
7.s1：利用智能手环采集学生运动数据和身体健康参数；
8.s2：后台采集数据，将s1中采集的数据进行分类整理；
9.s3：数据预处理，对采集的数据进行分析，剔除异常值：满足50《heart_rate《200才进入数据库，对五分钟内提取的心率数据取均值：avg(heart_time《5min)，计算当天心率极差：max(heart_rate)-min(heart_rate)；
10.s4：通过大数据评价分析学生运动情况以及对身体健康的影响，同时将运动情况在滚动大屏幕上展示；
11.上述步骤中包括数据评价体系平台，所述数据评价体系平台的连接端设有管理员端口、教师端口、监护人端口和学生端手环，且管理员端口、教师端口、监护人端口和学生端手环均与数据评价体系平台无线通信连接，所述数据评价体系平台的输出端电性连接有显示大屏幕，所述管理员端口的连接端设有提示推送单元，且提示推送单元与教师端口和监护人端口无线通信连接；
12.所述数据评价体系平台内部设有后台采集数据模块、数据预处理模块、表单整理模块、运动评价模块和班级管理模块，后台采集数据模块用于接收学生端手环的数据，数据预处理模块对采集的数据进行处理，运动评价模块用于对学生的运动情况作出评价，班级管理模块将学生群体以班级为单位划分管理。
13.优选的，所述数据评价体系平台使用hadoop构建大数据平台，利用其hive数据仓库工具对监测信息进行数据统计分析，最后使用websocket将两个平台关联，实现管理与分析、评价的一站式评价系统。
14.优选的，所述管理员端口、教师端口和监护人端口分别有各自的登录页面和操作页面，学生端手环设置为运动手环，且管理员端口将每个学生端手环的设备号对应录入佩戴该设备学生的姓名。
15.优选的，所述学生端手环包括摄像头、sim卡插槽、计步器模块、光电式心率传感器、温度传感器和定位器，所述光电式心率传感器和温度传感器监测佩戴者的实时心率和体温数据，并上传至智能化健康管理云平台，后台采集数据模块与智能化健康管理云平台连接获取各班级学生的数据，定位器用于定位学生的位置，通过实时定位并在局部地图上记录历史轨迹，sim卡插槽内装有sim卡，预留白名单联系人与教师或家长实现双向通话或者一键sos呼救，支持4g全网通网络和视频通话。
16.优选的，所述教师端口使用工号、密码登录数据评价体系平台，按班级管理设备组成员，教师在带领幼儿运动的时候观察手环的佩戴情况，创建评价测试卷，并发布到自己所带幼儿的班级的各位家长，按班级录入幼儿的访谈结果各项数据，查看录入幼儿运动发展评价的各项数据和家长反馈的评价表各项综合数据，完成幼儿运动发展的评价调查。
17.优选的，所述班级管理模块的活动计划透明，且各项活动的负责教师明确。
18.优选的，所述管理员端口统筹管理教师端口、监护人端口和学生端手环，并将处理数据通过提示推送单元推送给学生家长和负责教师，且在手环电力不足时提醒家长充电，在手环监测数据持续异常时提醒负责教师查看佩戴情况。
19.优选的，所述管理员针对运动评价反馈情况组织教师和专业人员组成项目组探讨学生运动项目，优化幼儿区域活动并根据优化方案进行实施。
20.优选的，所述显示大屏幕以班级为单位滚动显示每个学生的运动排名和身体情况。
21.在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
22.1、管理员端口将每个学生端手环的设备号对应录入佩戴该设备学生的姓名，通过内置的光电式心率传感器和温度传感器以及计步器模块采集学生的运动数据和身体健康数据，剔除异常值并提取准确的均值作为有效数据，并通过表单整理模块整理数据后在显示大屏幕显示，让学生一直保持互相竞赛的感觉，学生从而更加懂得如何保护自己的身心健康，管理员端口将数据发送至教师端口和监护人端口，管理员端口、教师端口和监护人端口之间相互关联沟通，方便分析健康数据后作出运动评价，发现幼儿群体中运动薄弱的部分，并针对这些幼儿采取针对性的举措，解决幼儿运动量的定期观察问题并积累数据，保证幼儿运动的科学性；
23.2、通过管理员端口统筹管理教师端口、监护人端口和学生端手环，教师和生活老师共同参与对幼儿区域运动手环佩戴心率的观察，运动中及时帮助幼儿手环矫正佩戴位
置，获得的数据更客观，同时通过运动量数据分析更多的了解幼儿运动中情况以及运动区域设置的合理性，也可以作为家长和校园沟通幼儿运动情况的依据，家长一起参与帮助幼儿运动发展，再根据数据的分析每个区域运动中存在的一些问题，不断调整优化区域运动中的器械、材料，管理员针对运动评价反馈情况组织教师和专业人员组成项目组探讨学生运动项目，优化幼儿区域活动并根据优化方案进行实施班级管理模块使活动计划透明，且各项活动的负责教师明确，便于管理，使计划有效进行，保证运动情况的安全，不断优化幼儿每日的区域运动，促进幼儿身心健康发展，能够全面的帮助学生分析自己的每天运动情况，从多个维度来看，观察某个幼儿不同时期的运动情况变化情况，或不同班级之间的横向对比，从而做出相应的调整，达到幼儿身心健康发展。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明的整体运作流程图；
26.图2为本发明数据评价体系的系统框图；
27.图3为本发明的区域运动优化运作流程图；
28.图4为本发明的幼儿运动心率变化曲线图。
29.附图标记说明：
30.1数据评价体系平台、2管理员端口、3教师端口、4监护人端口、5学生端手环、6显示大屏幕、7提示推送单元、8后台采集数据模块、9数据预处理模块、10表单整理模块、11运动评价模块、12班级管理模块。
具体实施方式
31.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
32.本发明提供了如图1-4所示的一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法，包括如下步骤：
33.s1：利用智能手环采集学生运动数据和身体健康参数，在取值时做前、中前、中、中后、后5个时间段，每个时间段间隔十分钟进行一次手环数据的观察和记录，5个时间的幼儿心率绘制到“幼儿运动心率变化曲线图”，如果曲线图绘制出的是一个双波峰折线图，且运动最高心率能控制在每分钟130-160次，说明幼儿在这个区域运动中的运动量是非常科学合理的，结合曲线图可以更客观和直观的反映幼儿运动量；
34.s2：后台采集数据，将s1中采集的数据进行分类整理；
35.s3：数据预处理，对采集的数据进行分析，剔除异常值：满足50《heart_rate《200才进入数据库，对五分钟内提取的心率数据取均值：avg(heart_time《5min)，计算当天心率极差：max(heart_rate)-min(heart_rate)；
36.s4：通过大数据评价分析学生运动情况以及对身体健康的影响，同时将运动情况在滚动大屏幕上展示；
37.上述步骤中包括数据评价体系平台1，所述数据评价体系平台1的连接端设有管理员端口2、教师端口3、监护人端口4和学生端手环5，且管理员端口2、教师端口3、监护人端口4和学生端手环5均与数据评价体系平台1无线通信连接，所述数据评价体系平台1的输出端电性连接有显示大屏幕6，所述管理员端口2的连接端设有提示推送单元7，且提示推送单元7与教师端口3和监护人端口4无线通信连接；
38.所述数据评价体系平台1内部设有后台采集数据模块8、数据预处理模块9、表单整理模块10、运动评价模块11和班级管理模块12，后台采集数据模块8用于接收学生端手环5的数据，数据预处理模块9对采集的数据进行处理，运动评价模块11用于对学生的运动情况作出评价，班级管理模块12将学生群体以班级为单位划分管理，表单整理模块10以表格的方式整理采集数据，包括幼儿的身体控制分测试和身体移动分测试，并以不同年级和不同班级进行分别做表。
39.进一步的，在上述技术方案中，所述数据评价体系平台1使用hadoop构建大数据平台，利用其hive数据仓库工具对监测信息进行数据统计分析，最后使用websocket将两个平台关联，实现管理与分析、评价的一站式评价系统。
40.进一步的，在上述技术方案中，所述管理员端口2、教师端口3和监护人端口4分别有各自的登录页面和操作页面，学生端手环5设置为运动手环，且管理员端口2将每个学生端手环5的设备号对应录入佩戴该设备学生的姓名。
41.进一步的，在上述技术方案中，所述学生端手环5包括摄像头、sim卡插槽、计步器模块、光电式心率传感器、温度传感器和定位器，所述光电式心率传感器和温度传感器监测佩戴者的实时心率和体温数据，一般健康体质较好的人群有氧心率可以控制在120-180次/每分钟，又可细分为小运动量121-140次/每分钟，中运动量141-160次/每分钟，大运动量161-180次/每分钟，对于幼儿来说，运动中心率达到在130-160次/每分钟是比较良好的状态，也就是手环运动强度中的燃脂运动和心肺强化这两种强度，根据手环对这两项运动强度记录的时间可以比较客观的反应幼儿一次区域运动是否达到一定的运动量，计步器模块识别佩戴者的运动步数，将数据上传至智能化健康管理云平台，后台采集数据模块8与智能化健康管理云平台连接获取各班级学生的数据，定位器用于定位学生的位置，通过实时定位并在局部地图上记录历史轨迹，sim卡插槽内装有sim卡，预留白名单联系人与教师或家长实现双向通话或者一键sos呼救，支持4g全网通网络和视频通话。
42.进一步的，在上述技术方案中，所述教师端口3使用工号、密码登录数据评价体系平台1，按班级管理设备组成员，教师在带领幼儿运动的时候观察手环的佩戴情况，创建评价测试卷，并发布到自己所带幼儿的班级的各位家长，按班级录入幼儿的访谈结果各项数据，查看录入幼儿运动发展评价的各项数据和家长反馈的评价表各项综合数据，完成幼儿运动发展的评价调查，管理员使用工号、密码登录数据评价体系平台1，能够添加幼儿，输入幼儿的姓名以及删除不需要的幼儿信息，还可以添加新教师，输入教师的工号，并设置初始密码，删除不需要的教师信息，置教师密码、个人信息到初始值，添加新家长，并设置初始密码，添加新家长，并设置初始密码，重置家长密码到初始值，添加新班级，输入班级信息，删除不需要的班级，修改班级信息如班级的幼儿改动。
43.进一步的，在上述技术方案中，所述班级管理模块12的活动计划透明，且各项活动的负责教师明确，便于管理，使计划有效进行，保证运动情况的安全。
44.进一步的，在上述技术方案中，所述管理员端口2统筹管理教师端口3、监护人端口4和学生端手环5，并将处理数据通过提示推送单元7推送给学生家长和负责教师，且在手环电力不足时提醒家长充电，在手环监测数据持续异常时提醒负责教师查看佩戴情况。
45.进一步的，在上述技术方案中，所述管理员针对运动评价反馈情况组织教师和专业人员组成项目组探讨学生运动项目，优化幼儿区域活动并根据优化方案进行实施。
46.进一步的，在上述技术方案中，所述显示大屏幕6以班级为单位滚动显示每个学生的运动排名和身体情况，只要输入学生的名字就可以马上跳出学生整个数据表，每个学期都可以建立学生的具体数据表保存下来。
47.本发明工作原理：
48.参照说明书附图1-4，先将学生端手环5在学生的手臂上，管理员端口2将每个学生端手环5的设备号对应录入佩戴该设备学生的姓名，通过内置的光电式心率传感器和温度传感器以及计步器模块采集学生的运动数据和身体健康数据，数据采集后发送至智能化健康管理云平台，数据评价体系平台1通过协议在采集数据模块8作用下获取各班级学生的数据，据预处理模块9对采集的数据进行分析，剔除异常值：满足50《heart_rate《200才进入数据库，对五分钟内提取的心率数据取均值：avg(heart_time《5min)，计算当天心率极差：max(heart_rate)-min(heart_rate)，获得准确的均值作为有效数据，并通过表单整理模块10整理数据后在显示大屏幕6显示，让学生一直保持互相竞赛的感觉，学生从而更加懂得如何保护自己的身心健康，管理员端口2将数据发送至教师端口3和监护人端口4，管理员端口2、教师端口3和监护人端口4之间相互关联沟通，方便分析健康数据后作出运动评价，发现幼儿群体中运动薄弱的部分，并针对这些幼儿采取针对性的举措；
49.参照说明书附图1-4，通过管理员端口2统筹管理教师端口3、监护人端口4和学生端手环5，并将处理数据通过提示推送单元7推送给学生家长和负责教师，且在手环电力不足时提醒家长充电，在手环监测数据持续异常时提醒负责教师查看佩戴情况，管理员针对运动评价反馈情况组织教师和专业人员组成项目组探讨学生运动项目，优化幼儿区域活动并根据优化方案进行实施班级管理模块12使活动计划透明，且各项活动的负责教师明确。
50.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

技术特征：
1.一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法，其特征在于：包括如下步骤：s1：利用智能手环采集学生运动数据和身体健康参数；s2：后台采集数据，将s1中采集的数据进行分类整理；s3：数据预处理，对采集的数据进行分析，剔除异常值：满足50<heart_rate<200才进入数据库，对五分钟内提取的心率数据取均值：avg(heart_time<5min)，计算当天心率极差：max(heart_rate)-min(heart_rate)；s4：通过大数据评价分析学生运动情况以及对身体健康的影响，同时将运动情况在滚动大屏幕上展示；上述步骤中包括数据评价体系平台(1)，所述数据评价体系平台(1)的连接端设有管理员端口(2)、教师端口(3)、监护人端口(4)和学生端手环(5)，且管理员端口(2)、教师端口(3)、监护人端口(4)和学生端手环(5)均与数据评价体系平台(1)无线通信连接，所述数据评价体系平台(1)的输出端电性连接有显示大屏幕(6)，所述管理员端口(2)的连接端设有提示推送单元(7)，且提示推送单元(7)与教师端口(3)和监护人端口(4)无线通信连接；所述数据评价体系平台(1)内部设有后台采集数据模块(8)、数据预处理模块(9)、表单整理模块(10)、运动评价模块(11)和班级管理模块(12)，后台采集数据模块(8)用于接收学生端手环(5)的数据，数据预处理模块(9)对采集的数据进行处理，运动评价模块(11)用于对学生的运动情况作出评价，班级管理模块(12)将学生群体以班级为单位划分管理。2.根据权利要求1所述的一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法，其特征在于：所述数据评价体系平台(1)使用hadoop构建大数据平台，利用其hive数据仓库工具对监测信息进行数据统计分析，最后使用websocket将两个平台关联，实现管理与分析、评价的一站式评价系统。3.根据权利要求1所述的一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法，其特征在于：所述管理员端口(2)、教师端口(3)和监护人端口(4)分别有各自的登录页面和操作页面，学生端手环(5)设置为运动手环，且管理员端口(2)将每个学生端手环(5)的设备号对应录入佩戴该设备学生的姓名。4.根据权利要求1所述的一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法，其特征在于：所述学生端手环(5)包括摄像头、sim卡插槽、计步器模块、光电式心率传感器、温度传感器和定位器，所述光电式心率传感器和温度传感器监测佩戴者的实时心率和体温数据，并上传至智能化健康管理云平台，后台采集数据模块(8)与智能化健康管理云平台连接获取各班级学生的数据，定位器用于定位学生的位置，通过实时定位并在局部地图上记录历史轨迹，sim卡插槽内装有sim卡，预留白名单联系人与教师或家长实现双向通话或者一键sos呼救，支持4g全网通网络和视频通话。5.根据权利要求1所述的一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法，其特征在于：所述教师端口(3)使用工号、密码登录数据评价体系平台(1)，按班级管理设备组成员，教师在带领幼儿运动的时候观察手环的佩戴情况，创建评价测试卷，并发布到自己所带幼儿的班级的各位家长，按班级录入幼儿的访谈结果各项数据，查看录入幼儿运动发展评价的各项数据和家长反馈的评价表各项综合数据，完成幼儿运动发展的评价调查。6.根据权利要求1所述的一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法，
其特征在于：所述班级管理模块(12)的活动计划透明，且各项活动的负责教师明确。7.根据权利要求1所述的一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法，其特征在于：所述管理员端口(2)统筹管理教师端口(3)、监护人端口(4)和学生端手环(5)，并将处理数据通过提示推送单元(7)推送给学生家长和负责教师，且在手环电力不足时提醒家长充电，在手环监测数据持续异常时提醒负责教师查看佩戴情况。8.根据权利要求1所述的一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法，其特征在于：所述管理员针对运动评价反馈情况组织教师和专业人员组成项目组探讨学生运动项目，优化幼儿区域活动并根据优化方案进行实施。9.根据权利要求1所述的一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法，其特征在于：所述显示大屏幕(6)以班级为单位滚动显示每个学生的运动排名和身体情况。

技术总结
本发明公开了一种幼儿运动大数据的采集和精细化分析健康数据的方法，包括采集实时数据、获得后台数据、数据处理和大数据评价分析及结果展示，并通过数据评价体系对幼儿运动进行监测处理。本发明通过学生端手环内置的光电式心率传感器和温度传感器以及计步器模块采集学生的运动数据和身体健康数据，剔除异常值并提取准确的均值作为有效数据，在表单整理模块整理数据后在显示大屏幕显示，让学生一直保持互相竞赛的感觉，管理员端口将数据发送至教师端口和监护人端口，管理员端口、教师端口和监护人端口之间相互关联沟通，方便分析健康数据后作出运动评价，发现幼儿群体中运动薄弱的部分，并针对这些幼儿采取针对性的举措，解决幼儿运动量的定期观察问题并积累数据，保证幼儿运动的科学性。儿运动的科学性。儿运动的科学性。


技术研发人员：龙威
受保护的技术使用者：上海启泷通教育科技有限公司
技术研发日：2021.12.14
技术公布日：2022/3/8