澳大利亞研究人員使用RFID跟蹤學(xué)齡前兒童的活動水平
伍倫貢大學(xué)早期起點研究所的研究員凱倫湯奇,正使用一個基于RFID的解決方案來跟蹤學(xué)生和教育工作者在幼兒園活動場地的運動和距離,從而提供有關(guān)多少老師參與會影響兒童活動水平的洞察。這項研究將致力于為教育工作者和其他利害關(guān)系方提供教師在兒童的早期教育期間可以影響他們的活潑程度的有關(guān)信息。前提是:孩子體育活動越多,個人的健康和幸福變得越好。
為了跟蹤學(xué)生和教師的位置與運動,湯奇采用電池供電的RFID標(biāo)簽和融合系統(tǒng)有限公司(CSL)提供的固定讀寫器。學(xué)生和老師穿戴親筆簽名的電池驅(qū)動設(shè)備,它包含測量人運動數(shù)量和強(qiáng)度的加速度計。然后通過手動對比收集的運動數(shù)據(jù)和基于RFID的位置數(shù)據(jù),來確定一個人在哪里、和誰在一起。然而,湯奇說,目前她與其他研究人員正在開發(fā)一個集成親筆簽名的加速度計數(shù)據(jù)和RFID實時定位系統(tǒng)(RTLS)數(shù)據(jù)的軟件程序,以便創(chuàng)建位置和運動強(qiáng)度之間的自動關(guān)聯(lián)。
在每個參與的學(xué)校中,湯奇安裝幾個分別插入電源的CSL RTLS RFID固定讀寫器。
為了獲得教育博士學(xué)位,湯奇正與早期起點研究所一起工作。在與熟悉CSL RFID技術(shù)的ESRI研究負(fù)責(zé)人Tony Okley討論她的研究項目后,湯奇在2014年初開始了為期三年的研究。簡單地觀察孩子的活動不會提供研究所需的活動數(shù)據(jù)細(xì)節(jié),她解釋說,所以她啟動了使用RFID腕帶和讀寫器的項目。
在項目結(jié)束時,它將涉及位于新南威爾士的15所幼兒園的600名學(xué)齡前兒童(年齡為2–5歲),還有多達(dá)100名與那些兒童共同工作的教育工作者。迄今為止,湯奇已在臥龍崗地區(qū)的六所幼兒園安裝了技術(shù)設(shè)備,大約在每個站點上一星期。
湯奇選擇只在戶外玩耍時間,也就是預(yù)期孩子們最活躍的時候進(jìn)行這項研究。
每個參與者,無論成人或者孩子,都穿戴綁在他或她腰上的親筆簽名wGT3X-BT設(shè)備,來跟蹤運動強(qiáng)度,并在手上戴CS3151BBCD RFID標(biāo)簽腕帶。湯奇安裝分別插入電源的CSL RTLS RFID固定讀寫器。另一個讀寫器將位置數(shù)據(jù)傳送到CSL RTLS RFID網(wǎng)關(guān)讀寫器,該網(wǎng)關(guān)讀寫器連接到運行CSL軟件(計算每個人的位置)的筆記本電腦。
湯奇以這樣的方式來排列讀寫器:當(dāng)標(biāo)簽穿過操場時,軟件使用讀寫器提供的數(shù)據(jù)對它們做三角測量。這意味著她有時在安裝這些設(shè)備時必須具有創(chuàng)造性。“他們可以在一個購物袋里,”湯奇陳述道,“在樹上吊著,”例如,或安裝在圍欄、墻或架子上。她至少安裝四個讀寫器,但有時多達(dá)8個,這取決于操場的大小和形狀?!耙恍?操場)是一個可愛的矩形,但其他是L型或更尷尬的形狀,在這種情況下,我用多大8個讀寫器。
一個項目中的學(xué)齡前兒童,手腕上穿戴CSL RFID標(biāo)簽,腰上戴親自簽名的電池驅(qū)動活動監(jiān)視器
一旦湯奇安裝了讀寫器,她將每個設(shè)備的GPS坐標(biāo)登記到CSL軟件,來顯示一個操場的地圖。讀寫器本身創(chuàng)建一個將數(shù)據(jù)傳到網(wǎng)關(guān)讀寫器的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。運行在筆記本電腦上的CSL軟件使用三角測量來跟蹤每個標(biāo)簽的運動。然后湯奇輸入可以在地圖上被覆蓋的數(shù)據(jù),如沙坑、野餐桌子或操場設(shè)備的位置?!拔蚁M軌蚩吹矫總€環(huán)境中的不同特性,”她解釋說,為了確定這些特性可以如何影響活動。
每個RFID標(biāo)簽使用專有的空中接口協(xié)議來傳輸使用獨特ID號來編碼的2.4GHz信號。ID號與穿戴標(biāo)簽的學(xué)生或老師相關(guān),雖然個人的身份沒被跟蹤。當(dāng)穿戴標(biāo)簽的成年人或兒童在部署讀寫器的操場上時,CSL軟件實時識別每個腕帶的位置,并在穿戴標(biāo)簽的人在操場四周移動時顯示一個圖標(biāo)(E是教育家,C是兒童)。
當(dāng)老師和學(xué)生穿過操場時,CSL軟件不僅能捕獲實時運動數(shù)據(jù),而且還存儲用來分析的信息。湯奇說她能查看這樣的詳細(xì)內(nèi)容:例如教育者與兒童密切接觸的頻率、孩子在老師面前多活躍、特定的學(xué)生(基于匿名ID號)在玩樂中什么時候會獲得與教育者或多或少的共處時間。
“當(dāng)他們實際在發(fā)生時,我也可以觀察運動“湯奇補(bǔ)充說,在回憶垃圾車來查看幼兒園操場的范圍那天時。卡車到達(dá)時,她說,當(dāng)車輛通過時,“我可以看到所有的小不點去柵欄處,然后沿著柵欄走”。
這項將在2017年結(jié)束的研究,已經(jīng)產(chǎn)生了相當(dāng)多的數(shù)據(jù),湯奇說,盡管她還沒有對很多結(jié)果進(jìn)行分析?!拔覀儚姆?wù)機(jī)構(gòu)(幼兒園)中得到的信息是如此不同,”她說。例如,有些學(xué)校每數(shù)量的兒童會有更多的教育工作者,一些不同的例程和程序,以及一些在兒童和教育工作者中有更高的活動水平。
對學(xué)生來說,穿戴RFID腕帶的銷售很容易,湯奇說?!昂⒆觽儛鬯鼈?。一個觀察的女士告訴我,”她補(bǔ)充說,孩子們都渴望把設(shè)備放到自己的手腕上。標(biāo)簽必須耐用,她指出,因為他們發(fā)給了小孩。例如,他們被埋在沙子里,以及被油漆和粘土覆蓋,但根據(jù)湯奇所知,它們?nèi)匀辉谶@種情況下很好地工作。
技術(shù)本身對學(xué)校來說有很多潛力,湯奇說,因為它能嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馗檶W(xué)生和教師行為,而手動是不可能完成的。
湯奇這樣描述她的研究項目的目標(biāo):“我希望,通過對教育者在參與到兒童中的角色和由此產(chǎn)生的活動水平這些信息進(jìn)行統(tǒng)計,來對我的領(lǐng)域做出貢獻(xiàn),同時希望影響策略和實踐。”
湯奇補(bǔ)充說,“到2017年,我將有一個非常明確的教育者如何影響孩子們的活動水平的描寫。”她計劃把她的工作的結(jié)果提供給研究人員,教師和其他教育部門,用于組織學(xué)前教育項目、學(xué)齡前活動、環(huán)境、教師培訓(xùn)和“學(xué)生-對-教師”結(jié)構(gòu)。