基于幼儿手环的智慧幼儿园建设方案

　　1、背景

　　幼儿园阶段的教学与中小学有较大的不同，中小学阶段更着重知识传递，而幼儿园教育更多关注儿童身体成长、内在心理健康以及兴趣爱好的发现与引导。随着家长对高品质幼儿教育的追求，智慧幼儿园的建设需要能在不增加老师与家长负担的前提下，帮助老师与家长更好的了解小朋友的成长变化、兴趣爱好、在园生活点滴，在家园沟通、园所管理、教学管理、幼儿成长档案等方面为幼儿园提供全方位支持。

　　基于幼儿手环的智慧幼儿园建设，可以在幼儿身份识别基础上实现对幼儿的安全管理、体质健康与运动评价、爱好分析、生活习惯统计等方面实现无感大数据采集与分析，为老师与家长提供幼儿在园客观的生活、健康、习惯等综合过程性分析评价数据，既减轻老师繁琐的日常工作量，又为幼儿园有针对的改进教学，实现个性化教育提供客观数据，同时信息即时反馈给家长，有助于家长对孩子在园情况的充分了解，有效实现家园互动。

　　2、功能场景

　　基于幼儿手环的功能场景主要包括如下场景：

　　1) 出入园管理

　　幼儿佩戴手环，经过无感考勤识别点时自动实现身份识别，入园、离园考勤信息自动发送给幼儿家长，有效解决幼儿家长对幼儿接送安全的担心。

　　2) 危险区域预警

　　在幼儿园区活动范围，在危险区域部署信号识别设备，当幼儿戴着手环进入危险区域，即产生预警信息并推送到相关老师。

　　3) 体质健康

　　通过幼儿手环，可以无感采集幼儿在园计步、午睡睡眠、夜间睡眠、静心心率、血氧等数据，实现对幼儿的体质健康的长期数据分析与评价。

　　通过在体检机、身高体重秤等设备内置仙农信息RFID识别模块，可以实现自动无感身份识别与测量数据的快速绑定上传。

　　4) 智慧区角

　　幼儿园区角活动是重要的幼儿园教学活动，智慧区角通过在区角部署仙农信息区角定标器，自动对幼儿的区角活动进行无感识别统计，实现对幼儿兴趣分析、区角兴趣转换分析、亲密度分析等大数据分析，为老师改进区角教学提供数据支撑，为家长对幼儿在园兴趣学习有直观的了解。

　　5) 运动评价

　　幼儿园阶段体育运动的目的在于体质的锻炼与增强。通过在操场部署仙农信息户外一体化基站，实时采集幼儿的运动时长、运动心率，实现幼儿户外活动量时间统计，有效运动时间、有效运动量的统计，实现对幼儿的运动过程评价，有针对性的进行个性化教学。

　　6) 生活习惯

　　通过在卫生间、饮水区等部署定标设备，实现对幼儿在园生活习惯的统计，满足家长对孩子在园生活的关切。

　　7) 家园互动

　　通过幼儿公众号或者企业微信、钉钉等移动端，幼儿在园出入园信息会即时推送给家长;家长们关心的睡眠、拉臭臭、喝水等等，都能够推送到家长微信。家长可以定期查看幼儿在园的综合情况的成长报告。

　　3、用户体验痛点

　　幼儿手环用户体验的痛点主要表现在如下几个方面：

　　1) 手环佩戴舒适，续航时间长

　　幼儿手臂小，自理能力相对弱，这就要求幼儿手环既要实现功能，还要小、薄、外观炫、颜色亮丽，佩戴简单，电池续航时间长。

　　2) 识别设备采集数据快速准确，支持大并发数据采集

　　幼儿在班、在操场都需要大并发的实时采集数据，基于蓝牙技术的手环受技术原理限制，难以实现大并发与低功耗、快速的兼顾。

　　3) 设备部署简单，维护简单

　　除新建园可以统一设计施工建设外，大量的幼儿园都是已经装修好的，与中小学不一样，幼儿园很少有专门的信息化老师编制，这就要求识别设备部署非常简单，维护简单，不能给幼儿园老师添麻烦。

　　尤其是区角识别设备，既要准确识别，又要能灵活部署。

　　4、仙农幼儿手环技术方案

　　4.1. 系统拓扑

　　设备配置主要包括如下：

　　基站：实现数据采集与上传，通过有线或者无线网络将数据上传到云服务器平台。

　　定标器：实现教室定位与数据采集，区角定位与数据采集，操场定位与数据采集，出入校识别与数据采集。

　　4.2 技术特点

　　a。系统配置与部署简单

　　系统设备种类少，只有定标器与基站两种设备，配置逻辑简单，项目设计时，前端人员或者客户可以非常简单确定项目的配置。

　　定标器与基站之间通过无线组网，安装部署简单。

　　b 大并发数据采集与传输

　　手环与基站间数据传输采用自主设计的空中接口协议，可以实现大并发数据采集。

　　c 准确的房间与区角定位

　　基于自主设计的多模RFID技术，实现准确的房间与区角定位，无相邻教室无盘，无区角误判。

　　a) 长续航时间

　　基于自主设计的系统架构与空中接口协议，手环平时绝大部分处于休眠待机状态状态，只在特定区域才会被设备唤醒，在us级的时间里发射0db信号，既极大的降低功耗，实现手环的长续航时间，也使得手环基本没有信号辐射。

　　b) 基于云平台的业务平台，一屏一端的极简业务体验

　　设备直接将数据上传到云平台，幼儿园只需开通账户，即可实现业务开通，幼儿园大屏实时显示大数据看板，家长，老师通过微信公众号、企业微信、钉钉等移动端接收推送信息与数据报告查看。

　　4 平台功能

　　平台功能实现如下配置管理与数据呈现功能：

　　a) 基础数据管理

　　实现班级，学生，设备，手环等基本数据配置与管理

　　b) 出入园管理

　　实现出入园记录与考勤结果记录查看

　　c) 健康数据

　　实现幼儿在园计步，静心心率，血氧、卡路里等数据分析与曲线展示

　　d) 生活习惯

　　实现幼儿在园生活习惯数据的统计与呈现

　　e) 运动评价

　　实现幼儿在园运动数据记录与统计分析，运动量分析。

　　f) 魔法互动

　　记录老师通过魔法棒或者手机扫码给幼儿奖励记录