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户外运动与活动是幼儿园教育中不可或缺的重要组成部分，近年来，幼儿运动手环作为一种新型的运动监测设备，逐渐在幼儿园教育中得到应用。通过幼儿手环采集的孩子运动和监考数据，包括步数、运动时长、运动强度、睡眠、心率等数据，老师可以更好地了解孩子运动习惯与健康情况，同时，通过设立运动目标与竞赛机制，激发孩子的运动兴趣，培养小孩子良好的运动习惯。
但是，幼儿手环的实际应用情况并不理想，幼儿园老师普遍反馈难以常态化应用。原因是多方面的，既有技术、产品选型方面的原因，也有认知、管理等方面的原因。如何真正的完成幼儿手环的常态化应用，真正达到激发幼儿运动兴趣，培养良好运动习惯的初心，值得幼儿运动手环研发单位、幼儿教育研究机构以及幼儿园等研发、研究、使用相关单位去探讨与研究。
落实“幼儿每天户外活动两小时，运动一小时”的幼儿园教学管理要求。通过幼儿手环实时监测幼儿运动心率，分析幼儿活动时长、运动时长、运动强度等运动评价数据。
根据前期大量幼儿园使用的体验与经验，幼儿手环常态化应用的关键使用者真实的体验如下：
这是幼儿手环常态化应用的核心关键。手环没有正确佩戴、手环没电、设备部署等原因均可能会引起数据缺失，经常性的数据缺失或者数据错误会导致老师对手环数据失去信心，慢慢也不用了。
日常使用老师只需引导幼儿佩戴手环，定期充电就可以。如果经常需要老师处理各种手环问题，三天两头需要给手环充电，时间长了，老师也会抗拒，慢慢就弃而不用。
幼儿运动手环应用本身是大数据应用场景，长期应用会产生海量的数据。需要将最老师日常教学与管理中最需要的数据简单准确的提供给老师，帮助老师真正依据数据反馈去调整教学与管理。同时，针对老师在常态化使用中产生的深层次的数据分析需求能提供基于AI的分析手段让老师能针对性的展开课题研究。
产品的技术性能与细节是实现关键使用者真实的体验的基础。要满足关键使用者真实的体验，幼儿手环系统在技术与产品细节上要做到如下几点：
幼儿手环数据采集准确稳定无缺失，既是对幼儿手环技术最基本的要求，也是最有挑战的要求。手环采集数据准确既包括测量的准确性，也包括数据数据传输的准确性。
在数据测量准确性方面，通常幼儿手环需实现计步、心率、睡眠、兴趣、饮水、如厕等数据，由于年龄的特点，幼儿的计步、睡眠、心率特点与成人有很大的不同，这要求计步、睡眠、心率等传感器算法要针对幼儿来优化开发，否则测量的数据就不会准确；其次，心率数据的测量包括安静心率以及运动心率，安静心率用于幼儿体质的评价，以及与运动强度关系的关联评价。运动心率则用于实现运动强度、运动量的评价，其测量与采集的场景、方法与数据使用均不一样。这要求手环一定要具有准确的位置与场景感知能力。此外，兴趣、饮水、如厕等数据均基于准确的位置识别，尤其是兴趣区角，幼儿园教室室内空间存在限制，不同兴趣区角大小不一，相邻空间位置非常近，要准确实现兴趣数据的测量，就要求手环一定要具有精准的位置感知能力。
在数据传输的准确性方面，每个幼儿园的户外运动活动场地都不标准，运动活动场地构成各种各样，幼儿的活动范围动态变化，这要求幼儿手环系统具备大并发无差错数据传输能力。同时，由于手环以及系统建设成本、实施工程的成本、维护成本的限制，要求手环系统必须基于标准化的设计、基于最少的设备、最简单的部署实现手环数据采集准确稳定无缺失。
准确的数据测量能力、准确的位置感知与场景识别能力、大并发无差错传输能力，是幼儿手环常态化应用需要具备的核心技术能力。
老师使用无负担要求手环系统的日常配置与维护不需要老师做什么工作，手环续航时间长，老师只需监督幼儿佩戴手环，定期充电即可。
幼儿手环每天使用会产生大量数据，长期常态化应用会产生海量数据，怎么样去使用这些数据是幼儿园老师经常感到困惑的地方。
幼儿手环应用应该与幼儿园的教学与管理匹配，提供给老师的数据应该按照基础数据、进阶数据、探究数据类别提供给老师，才能做到简洁、有效，对幼儿园老师有价值。
所谓基础数据，就是与幼儿园日常教学管理相关的数据，老师直接作为教学与管理工具使用。比如，班级孩子每周运动达标情况，不达标孩子的名单；孩子每天饮水的情况，每周饮水较少的孩子的名单；孩子每天睡眠的情况，每周睡眠情况不好的孩子信息，孩子每天运动排名、每周运动英雄榜等。班级的统计数据以图表方式呈现，老师通过手机查看，一目了然；数据异常的孩子名单单独呈现，提醒老师重点关注，在教学与管理中有针对性的进行调整与改善，从而使得老师能感受到数据的直接价值。
所谓进阶数据，是指基于长期的数据采集，通过分析形成的数据。比如孩子的兴趣分析、孩子的社交关系分析、老师对孩子的关注度分析、孩子的运动习惯分析等，这一些数据需要通过长期、大量的数据进行分析，才能得到有价值的分析结论数据。进阶数据通常需要学期、学年为周期，以整体分析报告与个体分析报告的形式提供给幼儿园老师，帮助幼儿园领导与老师调整日常教学与管理方案。
所谓探究数据，是指基于长期的数据采集，通过科学的方法与工具，对数据来进行多维度融合分析，去发现传统教学与评价方式没有东西。比如孩子的兴趣与运动习惯之间的关联关系、新时代幼儿静息心率数据的分布、幼儿运动评价指标探究等等。
早期幼儿园手环在实际使用过程在效果并不理想的一个重要原因是对幼儿手环技术、产品、功能、场景等方面认知不足。往往出现采购建设时充满期望，实际使用全是失望的情况。
幼儿手环的数据测量功能确实是与市场上的蓝牙手环看上去是一样的，都是具备计步、睡眠、心率等测量功能。但实际上幼儿手环与蓝牙手环在技术与产品设计上是完全不一样的，幼儿手环在传感器算法、数据传输、功能场景细节、产品品质等方面需要针对性的设计与研发，而消费级蓝牙手环主要针对成人设计，其工作模式、数据传输模式、使用习惯、应用细节等方面都不一样。
以幼儿园应用场景为例，幼儿手环在户外的应用场景主要是运动监测与评价，在教室内的应用场景是健康、生活与兴趣数据采集，这要求手环能准确感知教室与户外，才能处于正确的工作模式，而蓝牙信号的由于受多径的影响，信号漂移严重，这点从日常使用蓝牙耳机就可以体会到，消费级手环是通过手动操作进行工作模式选择的，而幼儿园场景显然不可能要求老师或者孩子去手动操作；在幼儿园户外运动监测场景中，户外运动监测需要实时将幼儿心率数据上传到平台，同时在户外运动的幼儿可能有上百人，需要同时上传数据。消费级蓝牙手环主要通过蓝牙“一对一”的将数据传输到配对的手机上，即便是通过蓝牙网关来接收数据，单网关也只能接收十几个手环的数据，要满足大并发，只能大量布设蓝牙网关，以魔都2023年招标的方案为例，一个幼儿园需要布设20多个蓝牙网关，需要手环在基站间切换。
以产品研发生产方式为例，类似手环类的消费电子产品的产业链面对个人消费需求，产业分工非常细，芯片、方案、PCBA、整机、营销均是不同厂家完成，芯片厂家提供原始技术设计，方案厂家实现整机设计并提供PCBA，整机厂家实现其它配套部件进行整机包装，营销厂家宣传渠道推广，追求的是量，讲究的快速、标准化。而幼儿手环面对的是行业应用场景，幼儿园的需求既有共性，也有共性，使用习惯与使用环境千差万别，需要产品针对性进行打磨优化，是要慢工出细活。前期很多幼儿手环项目使用体验不好的原因就是这个。
以产品的生命周期为例，消费级电子产品的生命周期通常为12个月（想想身边有多少人手环、尤其是低价的白牌手环，使用超过3年），厂家不断推出新升级产品进行产品升级换代；而幼儿园手环需要长期使用，使用时间至少5年。因此，幼儿手环产品的技术、设计与生产的质量要求是非常高的。
户外广域定位技术主要是北斗/GPS这一类卫星定位技术，受卫星信号遮挡的影响，这类定位技术在幼儿园室内\半户外场景无法使用。
精准定位通常是指UWB以及蓝牙AOA这一类定位技术，原理上可以实现5-30cm的定位精度，相应的代价是较高的功耗与成本。
室内区域定位技术通常指多模RFID、蓝牙RSSI、WIFI RSSI这一类定位技术，主要实现室内房间级或者房间内某一区域的定位。
幼儿园手环应用场景对定位的需求是两点，首先是要能精准的感知孩子是在是教室还是户外，其次是做兴趣区角统计时，能准确的区分孩子所在的兴趣区角。UWB/蓝牙AOA精准定位技术虽然理论上看上去可以满足要求，但是设备建设与部署成本、日常维护成本都很高，而且UWB\蓝牙AOA的5-30cm定位精度的前提是没有遮挡，在实际应用中，遮挡不可避免，UWB\蓝牙AOA定位技术的定位精度急剧下降。蓝牙与WiFi这一类基于信号强度RSSI定位技术也一样，容易受遮挡影响导致定位精度漂移厉害。幼儿园手环应用对定位的要求是能准确区分教室与户外，能准确区分教室区角即可，多模RFID这类区域定位技术能很好的满足要求，可以精准的区分教室，相邻教室不会误判，可以精准区分教室内相邻的区角，因为其信号的覆盖边界控制可以非常准确，覆盖偏差可以控制在10cm，不受环境遮挡影响；设备成本低，无需维护，功耗小。
受成本的限制，目前手环的体温测量主要是基于接触式温度传感器，基于体表温度与环境温度通过算法计算得出体温。体表温度受环境影响非常大，当前的算法拟合还暂时做不到与耳温枪相同的准确性，不准确的测量数据不会减少管理工作（部分厂家甚至直接用体表温度当作体温误导客户），反而会增加更多的管理负担。幼儿园晨检已经有体温检测，在当前手环测温算法技术不成熟的情况下，幼儿手环没有必要实现体温监测功能。
心率分为静息心率与运动心率，其测量方法与用途不一样。其中静息心率是安静状态测量的心率，主要用于评价体质健康评价；运动心率是测量幼儿在运动状态下的心率，用于对幼儿运动强度的测量评价。幼儿手环应用场景中，静息心率的测量是在教室场景，运动心率的测量是在户外运动场景。幼儿心率的变化情况与成人有较大的差别，尤其是运动心率，这要求幼儿手环的心率测量算法必须要针对幼儿园场景以及幼儿心率特点进行设计优化。
基于手环的情绪识别原理是利用心率传感器采集的原始信号，通过平台AI算法做分析，需要手环上传大量数据到专门平台，目前还处于探索阶段。
前端设备分为基站设备与定标设备2种，基站设备负责接收数据，通过网络与业务平台通信；定标设备负责实现场景标定，电池供电或者12V供电，无线组网，无需布线。定标器根据幼儿园的功能场景需求进行配置。整个系统部署施工非常简单。
幼儿手环正常全场景使用续航10天，表面印刷幼儿姓名/编号，尼龙魔术贴表带方便幼儿自行取用佩戴，老师只需引导幼儿佩戴手环，周末集中充电，无需做任何其它动作，无需对设备进行任何维护，老师使用无负担。
运动心率测量针对幼儿身体特点专门进行优化，实时数据上传，准确追踪幼儿运动心率快速变化，准确跟踪幼儿在户外不同运动区域的切换，基站支持大并发数据传输，从而保证了幼儿运动评价数据准确性。
幼儿园兴趣区角大小不一，位置相邻，且每学期都可能调整位置。区角定标器基于多模RFID技术，信号覆盖大小可调，边界清晰，误差可以控制在15cm以内，不受遮挡与干扰影响，兴趣区角数据准确，无相邻区角误判。
传统幼儿园饮水次数统计采用刷卡方式实现，要求幼儿每次喝水的时候主动用手环刷HF读卡器，实际应用中，幼儿往往忘记刷，导致饮水数据大量缺失。ZOKIN幼儿手环饮水次数统计通过饮水区角定标器无感识别，幼儿正常接水饮水即可，无需做任何动作，饮水次数识别准确。
基础数据每日自动生成，形成排名与统计，家长、老师、园长通过手机移动端直接查看，直接教学工作进行调整。
运动评价数据实时看板呈现，英雄榜、运动排名激励引导老师与孩子积极加强户外运动。
周报、学期报告对幼儿、班级、全园数据来进行多维度分析，结合健康体测、教学评测等数据进行关联化分析，提出教学与管理改善建议。
