應用于大眾休閑娛樂的籃球賽事技術統(tǒng)計系統(tǒng)設計

摘要：本文基于籃球競賽技術統(tǒng)計發(fā)展現(xiàn)狀，精心設計一款應用于大眾休閑娛樂的籃球賽事技術統(tǒng)計系統(tǒng)，從總體結構設計方案、軟硬件設計、主要功能實現(xiàn)、工作流程設計等方面入手，并對系統(tǒng)進行運行測試，結果顯示該系統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)具有較高準確性，整體操作也十分便捷。最后，對籃球賽事技術統(tǒng)計系統(tǒng)應用意義進行分析，闡述籃球賽事技術統(tǒng)計的必要性和重要性，提出行業(yè)人士要加強相關技術研究，推動籃球賽事技術統(tǒng)計系統(tǒng)不斷向好發(fā)展。

關鍵詞：大眾休閑娛樂" 籃球比賽" 技術統(tǒng)計" 硬件設計" 積分系統(tǒng)

前言

籃球是體育運動項目中備受大眾喜愛的運動，近些年，中國籃球產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭異常喜人，各種籃球賽事火熱啟動，相關技術也隨之發(fā)展，給中國籃球發(fā)展提供各項軟硬件支撐，傳統(tǒng)老式計時記分及技術統(tǒng)計逐漸被大眾拋棄。老式計時計分系統(tǒng)以人工操作為主，在倒計時方面存在不同程度的人工誤差，球隊球員技術統(tǒng)計也以人工填寫表格方式為主，容易受各種主客觀因素影響。隨著現(xiàn)代技術發(fā)展，各種數(shù)據(jù)采集技術、傳感器、溫濕度檢測器、運動檢測器等被應用在籃球賽事中，可以實時監(jiān)測比賽進程，掌握球員籃球比賽技術應用情況，還可以在賽后通過PC端、手機端查看具體比賽數(shù)據(jù)，進行戰(zhàn)術分析。本文基于這一情況，設計一款籃球技術統(tǒng)計系統(tǒng)，設計更為科學、專業(yè)、流暢的運動統(tǒng)計流程，為籃球事業(yè)發(fā)展提供技術支持，希望能充分發(fā)揮籃球比賽在人們健康和運動事業(yè)中的積極作用。

1、籃球競賽技術統(tǒng)計研究

縱觀籃球發(fā)展歷程，籃球競賽與技術統(tǒng)計緊密相關，籃球競賽通常將分數(shù)作為衡量勝負的標準，與得分相關的一系列動作都需要得到重視，詳細觀察、記錄和統(tǒng)計每一個技術動作?；@球競賽技術統(tǒng)計是籃球比賽的重要組成部分，它的出現(xiàn)極大地推動了世界籃球發(fā)展，如何全面、便捷、快速地記錄數(shù)據(jù)，真實反饋運動員賽場上的表現(xiàn)、給教練員技戰(zhàn)術訓練進行指導是籃球賽事從業(yè)者重點關注和研究的課題?；@球競賽技術統(tǒng)計研究與基礎數(shù)據(jù)密不可分，包括助攻、搶斷、失誤、犯規(guī)、搶籃板球、投籃、封蓋、罰球、控球次數(shù)等，采取相應統(tǒng)計方式和記錄方法，是我國籃球比賽技術統(tǒng)計的重要基礎。研究人員還根據(jù)籃球競賽情況，提出可將籃球場劃分為近筐、中距離、遠筐三種不同類型，確定投籃為近投、中投、遠投，并用不同字母標用以標記不同投籃形式，如補籃、扣籃、跳投等，球員得分方式記錄更加詳細和清晰，更利于比賽結果的呈現(xiàn)。鑒于此，籃球競賽技術統(tǒng)計軟件應運而生，是一款專門記錄雙方球隊球員基本信息、比賽中各種活動及技術手段等數(shù)據(jù)，賽后進行匯總、分析和展示的軟件。最初，該軟件運行在APPLEⅠ設備及BASIC程序上，隨著技術發(fā)展，圖形化界面的技術統(tǒng)計軟件開始出現(xiàn)，可詳細記錄區(qū)域內球員在賽場上的一舉一動及球員動作類型。進入21世紀后，人們開始基于計算機軟件編程技術設計開發(fā)相關軟件，無論界面、運行速度、編程思想人們都有了更多選擇，能夠滿足不同使用者多元化使用需求，軟件應用安全性、反應力、精確度等均顯著提升，界面更加美觀、功能更加完善，在提高技術統(tǒng)計軟件整體性能的同時，促進了籃球競賽水平的提升。

2、籃球賽事技術統(tǒng)計系統(tǒng)設計

2.1、總體結構設計方案

本文設計的籃球賽事技術統(tǒng)計系統(tǒng)共有四個組成部分，即溫濕度一體傳感器、單片機系統(tǒng)、液晶顯示模塊、手機端操控系統(tǒng)，其中，溫濕度一體傳感器型號為DHT11，主要用于監(jiān)測籃球場溫濕度環(huán)境；單片機系統(tǒng)以STM32單片機為主控板，傳感器搜集到各類數(shù)據(jù)后存儲在存儲器內，傳輸至單片機系統(tǒng)處理各項數(shù)據(jù)，借助藍牙通信傳輸至手機端操作系統(tǒng)；液晶顯示模塊用于顯示籃球競賽主要信息，包括球隊名稱、隊員、技術統(tǒng)計、比分、時間、溫濕度。該系統(tǒng)在軟件開發(fā)中，因MDK整體環(huán)境簡單、便于使用且效率高，故采用Keil5作為編程軟件，使用C語言進行軟件開發(fā)，既能提升開發(fā)效率和質量，又能實現(xiàn)軟件各項功能，滿足籃球數(shù)據(jù)更新和環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測工作。

2.2、軟硬件設計

（1）溫濕度一體傳感器模塊。本文選用的溫濕度一體傳感器型號為DHT11，溫濕度環(huán)境測量范圍廣、讀數(shù)大，能夠提供9位數(shù)的讀數(shù)，是適用于該系統(tǒng)的溫濕度測量設備。該模塊溫濕度測量和數(shù)據(jù)讀寫依靠三個管腳、接地與電壓的連接實現(xiàn)，一般借助設備自身電源就能完成基本工作，無需外接電源輔助，采集到的數(shù)據(jù)通過單線接口傳輸至DHT11模塊。DHT11通信時經(jīng)過的單線接口中，其單線總是通過一根線工作帶動一個器件工作的系統(tǒng)，該模塊會按照預先設定的時間驅動單線總線，轉變至執(zhí)行工作狀態(tài)，將總線狀態(tài)轉為高電平空閑狀態(tài)，進而驅動存儲器和控制操作模塊，完成溫濕度測量及傳輸工作；

（2）單片機系統(tǒng)：單片機系統(tǒng)控制器為STM32F103單片機芯片，型號為ARM，是近些年較為普遍的一種主流芯片。該芯片具有大量通用IO口、128k程序空間、ADC、ROM空間（20k）、兩個ⅡC通道、5個串口、1個USB接口、1個FSMC接口、1條CAN總線。該芯片具有豐富的功能和大量外接設備，支持死區(qū)保護，若選擇TIM1通道可獲得一組PWM波，將互補信號傳輸至IGBT及驅動放大電路。芯片還可以通過FSMC與LCD連接在一起，編程后驅動和控制屏幕，提供更高速度的更新和刷新頻率。在系統(tǒng)開發(fā)過程中，為避免人工作業(yè)失誤造成各種電路短路、模塊損壞，對系統(tǒng)整體性能及功能實現(xiàn)產(chǎn)生限制，需要在開發(fā)板載入代碼后，將Jlink和JTAG的引腳7與引腳9相互連接，嚴格遵循原理圖連接其他引腳，確保連接有效性。本文設計的籃球賽事技術統(tǒng)計系統(tǒng)選用芯片型號為ARM，功能豐富、資源豐富，具有大量Ⅰ2C接口、IO接口及高精度ADC，且性能優(yōu)異，能夠快速響應各類調節(jié)測試，高效、高質量復雜計算工作，適用于多種不同場合；

（3）液晶顯示模塊。該模塊為OLED液晶顯示模塊，由主控制器、列驅動、行性驅動及液晶顯示屏等組成，顯示屏上會顯示籃球競賽雙方球隊信息、球員信息、比分、時間、技術統(tǒng)計、場地溫濕度等，將籃球競賽過程動態(tài)展現(xiàn)，也對競賽順利開展提供技術支持。在該模塊設計中，雙方比分顯示分數(shù)均可以超過100分，通過PC端、手機端錄入球隊及隊員基本信息，通過液晶屏顯示，各類漢字的顯示也可通過自動控制功能自動調節(jié)對比度，將漢字信息清晰呈現(xiàn)在屏幕上，具有非常強大的集成功能；

（4）藍牙通訊模塊。該模塊為HC-05藍牙通訊模塊，是基于BLE模塊的無線通信模塊，具有設備體量小、功耗低、便于攜帶、藍牙連接等特點，且該模塊兼容性后，能夠有效兼容AT指令操作系統(tǒng)，實現(xiàn)APP、微信透傳，保障信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性和精準性。

2.3、主要功能實現(xiàn)

直觀簡潔圖形化展示。該系統(tǒng)需要呈現(xiàn)的基礎數(shù)據(jù)涉及兩支隊伍24名隊員，還涉及需要高階數(shù)據(jù)。包括真實投籃命中率、球隊進攻效率和防守效率、籃板率、球員效率值等，數(shù)據(jù)體量龐大，數(shù)據(jù)類型多樣，需要根據(jù)不同數(shù)據(jù)類型采取對應數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式。采用圖形化的數(shù)據(jù)展示方式，相比傳統(tǒng)表格式展現(xiàn)方式更加直觀明了，更能體現(xiàn)球隊、球員特點，教練員在賽后分析球隊表現(xiàn)、賽前布置核心球員時也有充足數(shù)據(jù)支撐。例如，球隊投籃區(qū)域分布圖，內線占優(yōu)勢的球隊一般會重點攻擊對方籃下，擅長于投射的球隊，投籃出手點多分散在三分線區(qū)域，借助投籃區(qū)域分布圖，教練員可直觀了解各支球隊進攻特點及手段，采取針對性比賽部署，提高獲勝幾率。

軟件操作界面。傳統(tǒng)籃球賽事技術統(tǒng)計系統(tǒng)軟件操作界面操作步驟較為繁瑣，且投籃地點記錄以人工為主，容易受錄入人員角度影響，存在各種偏差，且原有操作按鈕不完善。本文設計的軟件操作界面對此進行優(yōu)化，取消了原有扣籃成功和扣籃失敗按鈕，添加了球隊失誤、進攻犯規(guī)、球隊籃板按鈕，并將三分球投籃和兩分球投籃通過不同按鈕進行區(qū)分，將投籃點合并后分區(qū)，以確定球員投籃大致地點。也將原本單一的C++軟件代碼編寫方式，轉變?yōu)镃SS、JAVA、HTML語言共同改寫，更便于編寫和修改，適用范圍廣泛。

球員貢獻值引入。是球員個人數(shù)據(jù)的一部分，需要加入球員貢獻值算法，還依賴技術統(tǒng)計指標的正確記錄和軟件代碼的正確編寫。籃球球員身體素質、訓練方式、對籃球運動的理解均存在差異，在賽場上的表現(xiàn)也各不相同，每場比賽球員的氣場表現(xiàn)、對球隊的幫助、在場貢獻各異，如三分球、罰球、前場籃板、后場籃板、快攻成功與失敗、扣籃、犯規(guī)、失誤、搶球、助攻等。結合球員臨場貢獻評價指標體系和貢獻值計算公式，基于客觀數(shù)學模型得到，對球員球場貢獻值進行量化，準確了解球員在球場上的各方面表現(xiàn)，球員也可借此了解自身優(yōu)勢和不足。

2.4、系統(tǒng)各模塊工作流程設計

系統(tǒng)整體工作流程。具體為單片機管腳初始化→藍牙通訊初始化→溫濕度監(jiān)測模塊初始化→顯示模塊初始化，助力系統(tǒng)自檢工作的完成。在系統(tǒng)具體運行中，人們無法準確知曉系統(tǒng)運行到哪一個模塊，但是可以通過編程提示和編譯了解設備整體運行情況，如數(shù)據(jù)傳輸模塊需要向系統(tǒng)發(fā)送相應指令，促使傳輸系統(tǒng)完成相應初始化配置工作，完成傳輸通道設置工作，為數(shù)據(jù)傳輸打好基礎；在顯示器界面上，會出現(xiàn)相應提示和案件選擇，工作人員借此進行數(shù)據(jù)傳輸和特定數(shù)據(jù)顯示。在手機端，工作人員只需要打開預先設計好的小程序，將硬件部分與藍牙連接在一起助力各項功能的實現(xiàn)，如賽后本場比賽各項數(shù)據(jù)。

APP頁面工作流程設計。對系統(tǒng)APP界面進行設計，可顯示A隊和B隊得分、比賽時間、A隊某號球員得分、B隊某號球員得分以及具體得分，如助攻、籃板、搶斷、蓋帽、犯規(guī)，暫停和開始等，顯示籃球競賽需要的各類數(shù)據(jù)和按鈕。數(shù)據(jù)顯示與數(shù)據(jù)更新緊密相關，數(shù)據(jù)更新過程中，系統(tǒng)模塊要將代碼保存服務器url域名與藍牙模塊練習在一起，打開數(shù)據(jù)傳輸通道，通過客戶端發(fā)送請求指令，完成數(shù)據(jù)發(fā)送和連接。還可以添加相應控制按鈕控制系統(tǒng)運行情況，當按下按鈕后，會向單片機發(fā)送特殊區(qū)分字段的控制信號，通過發(fā)送不同ID號以得到相應數(shù)據(jù)狀態(tài)信息。

2.5、系統(tǒng)測試及優(yōu)化

本系統(tǒng)設計建成后，將本系統(tǒng)應用在實際籃球競賽中，測試結果顯示，該系統(tǒng)應用效率和應用結果精確度遠高于傳統(tǒng)人工計時計分，降低傳統(tǒng)計時計分人工誤差，借助OLED液晶顯示器顯示比賽時間和比分更加簡潔直觀，實現(xiàn)籃球比賽過程動態(tài)化呈現(xiàn)。本系統(tǒng)還增設有溫濕度傳感器監(jiān)測系統(tǒng)，可對整個賽場環(huán)境進行實時監(jiān)測，工作人員還可以借助智能終端設備查看球員在賽場中的個人表現(xiàn)、技術統(tǒng)計等，整體系統(tǒng)設計開發(fā)復雜程度低，軟件開發(fā)也較為簡單，適合大規(guī)模推廣，進而為大眾參與籃球賽事提供科學助力。

3、籃球賽事技術統(tǒng)計的意義

3.1、為健全籃球技術統(tǒng)計指標執(zhí)行標準提供支持

籃球競賽技術統(tǒng)計系統(tǒng)的有效應用，需要完善數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)一技術指標執(zhí)行標準作為支撐。早在2005年，我國就提出要制定一套標準化的籃球技術統(tǒng)計電視臺轉播規(guī)則，但因籃球協(xié)會、軟件制造廠家、電視臺之間并沒有達成共識，沒有真正實現(xiàn)這一目標。在具體籃球賽事中，相關技術統(tǒng)計也缺乏嚴格執(zhí)行標準，例如，助攻的確立，必須有清晰投籃位置，以秒傳為助攻記錄，且接球后直接得分，若傳球動作不巧妙，也有可能不計入助攻。后來，對助攻標準進行調整后，確定只要直接得分都可記為助攻，但仍存在一些爭議，若接球后球員做了一些虛晃、運球等動作后再得分，能否被記為助攻，不同記錄人員因個人對籃球運動的理解差異，做出了不同記錄，導致籃球技術統(tǒng)計存在偏差。這種執(zhí)行標準上的模糊不清也會對籃球賽事技術統(tǒng)計系統(tǒng)的設置產(chǎn)生干擾，導致系統(tǒng)整體性能不佳。因此，我國應當重視籃球技術統(tǒng)計指標及執(zhí)行標準的統(tǒng)一界定，采用明確詞語界定其概念，避免使用一些模棱兩可、不確定的界定。以美國職業(yè)籃球聯(lián)賽為例，助攻是一個較為靈活的概念，只要能夠為隊友得分創(chuàng)造機會的傳球都可記為助攻。我們應借鑒這一規(guī)則及經(jīng)驗，將籃球賽事中各種籃球技術統(tǒng)計數(shù)據(jù)記錄下來，存儲在電腦數(shù)據(jù)庫內，賽后由專門工作小組成員觀看比賽錄像，逐一核對比賽中全部籃球技術統(tǒng)計數(shù)據(jù)，核對無誤后作為有效數(shù)據(jù)進行保存和發(fā)布，確定各球員比賽表現(xiàn)。本文設計的籃球賽事技術統(tǒng)計系統(tǒng)能有效完成上述要求，為籃球賽事順利開展提供技術支持。

3.2、有助于完善籃球技術統(tǒng)計系統(tǒng)

現(xiàn)階段，我國籃球技術統(tǒng)計軟件及系統(tǒng)存在不同程度的缺陷和不足，例如，籃球技術統(tǒng)計人員能夠很方便地修改比賽數(shù)據(jù)，比賽后發(fā)布的一些球隊及隊員信息經(jīng)過了技術人員的處理。在遭遇一些緊急情況時，如網(wǎng)絡故障、突然斷電等，會造成一定程度的籃球技術統(tǒng)計數(shù)據(jù)丟失情況，需要采取特殊手段進行處理，以湊齊籃板球、得分等主要數(shù)據(jù)為目的，將缺失數(shù)據(jù)添加至明星球員名下，這對其他球員來說是不公平的。因此，在進行籃球賽事技術統(tǒng)計系統(tǒng)設計時，應當積極學習國內外先進技術標準、軟硬件設計方式及實踐經(jīng)驗，做好基礎數(shù)據(jù)指標選取、確定球場臨場貢獻評價指標及貢獻值計算公式。其中，基礎數(shù)據(jù)指標的選取基于完整的數(shù)據(jù)分析體系、存儲和查詢系統(tǒng)，總指標數(shù)達到277項，指標確立較為復雜。需要基于得分、搶斷、籃板、犯規(guī)、助攻、蓋帽、失誤7項基礎數(shù)據(jù)，適當優(yōu)化和調整，確定投籃出手數(shù)、命中數(shù)、進攻及防守籃板、罰球出手、罰球命中等15項數(shù)據(jù)，為籃球技術統(tǒng)計系統(tǒng)各項功能實現(xiàn)奠定基礎。

3.3、加速籃球競賽大眾化進程

籃球技術統(tǒng)計系統(tǒng)的發(fā)展，能為大眾了解籃球比賽，加速媒體和球迷專業(yè)化進程提供幫助。在籃球競賽中應用籃球技術統(tǒng)計系統(tǒng)，從客觀、全面的角度分析籃球比賽、各個球隊及球員真實情況，分析球員在不同比賽中的具體表現(xiàn)，進而幫助球迷及普通觀眾以專業(yè)化的角度認識和看待籃球比賽，對籃球運動規(guī)律產(chǎn)生更加客觀的理解，客觀看待籃球比賽數(shù)據(jù)及比賽結果，正確看待媒體評論和社會輿論，形成個人化、理智化的觀點，形成穩(wěn)定和諧的籃球競賽氛圍，進一步加快籃球賽事大眾化、娛樂化、休閑化目標的實現(xiàn)。

3.4、加速籃球賽事數(shù)據(jù)分析專業(yè)化進程

大數(shù)據(jù)時代背景下，人們對大數(shù)據(jù)的應用逐漸成熟，在各個領域發(fā)揮著強有力的基礎輔助力量。在籃球賽事比賽技術統(tǒng)計中的應用，能為客觀分析對手和自身情況提供有力支持。在籃球賽事日益繁榮的今天，無論男籃還是女籃各種籃球賽事活動層出不窮，籃球球隊不斷涌現(xiàn)，很多球隊信息都十分匱乏。在賽前，對各個球隊籃球技術統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)進行調查，了解球隊主要進攻習慣、防守習慣、戰(zhàn)術打法等，進而調整球員訓練方法、調整球隊戰(zhàn)術配合和打法，為比賽開展打好基礎，通過比賽促進訓練目的的達成，借助訓練提升比賽水平，構建良性循環(huán)。同時，籃球賽事技術統(tǒng)計系統(tǒng)的應用，能夠為教練員提供全方位的籃球比賽數(shù)據(jù)，教練員可通過數(shù)據(jù)分析比賽中得分情況、失誤情況、進攻效率及防守效率、球隊陣容組合、隊員關鍵時刻表現(xiàn)等。在隊員關鍵時刻表現(xiàn)分析中，關鍵時刻一般指比賽前3min內，且球隊比分差≤5分，對該時段球員的行為表現(xiàn)進行研究，確定每個運動員優(yōu)勢特征，以便在未來籃球競賽中科學合理安排球員，充分發(fā)揮球員優(yōu)勢，為比賽爭取最大效率。

4、結束語

綜上所述，面對繁榮發(fā)展的大眾休閑娛樂化籃球賽事，本文以籃球賽事技術統(tǒng)計系統(tǒng)為研究對象，基于籃球技術統(tǒng)計現(xiàn)狀及籃球技術統(tǒng)計軟件不足，設計一款籃球賽事技術統(tǒng)計系統(tǒng)。通過總體結構設計方案、軟硬件設計、主要功能實現(xiàn)、系統(tǒng)各模塊工作流程設計，完成系統(tǒng)建構，結合實際籃球比賽對系統(tǒng)進行測試及優(yōu)化，結果顯示該系統(tǒng)運行效果良好、功能豐富，大幅提升了觀眾觀看籃球賽事的舒適度和專業(yè)化，具有十分鮮明的應用意義，極大地推動了籃球事業(yè)管理信息化進程。

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作者簡介：周煜斐（2001-），男，漢族，甘肅白銀人，本科，學生，研究方向：體育教育訓練學及學校體育。