闫振豪、李琳、吴永安、张政胤、王红
（山东协和学院，山东 济南，250107）
摘要：我国足球运动成立国家队初期,特训后在亚洲取得了杰出的成绩,但由于后来缺乏卓越的后备精英以及不恰当的训练方法，我国足球的竞争水平不断下滑[1]。本文从校园足球运动员全程性长时间训练的角度出发,可为我国校园足球运动员的培养选拔提供一定的参考。基于传统的足球训练方法存在训练方式不合理，战术分析困难等问题，利用UWB技术的足球训练，可根据足球运动员在球场上的定位和运动路线的分析,帮助教练在球场上更好的指导足球运动员，相互之间配合更加默契。
关键词：UWB技术；足球科学训练；培养选拔；战术指导
1 背景
1.1UWB技术
UWB(Ultra Wide Band)是无载波数据通讯技术，其利用纳秒级到微秒级的无线非正弦窄波脉冲数据传输, 适用于室内及室外定位， UWB技术的定位精度达3-30cm, 抗干扰性强,传输速率高,系统容量大，发送功率非常小，占用的频谱范围很宽[2]。本文基于UWB定位技术，研发设计了一套实现人员、足球精准定位和轨迹跟踪的科学的足球训练系统，为足球培训和战术制定提供全面的运动特征信息。
1.2足球运动员定位设计
在足球场周围安装部署4-6个基站，其中一个为主基站，主要负责同步时间，其余基站为辅基站，主要接收信号并加盖时间戳。将包含UWB定位技术的芯片安置在运动员可穿戴的衣物上和特地设计的足球内，可通过UWB载波向周围基站传递运动员的生理数据和移动轨迹。基站将获取的信号加盖时间戳传输给数据处理服务器进行快速演算，以获取运动员和足球的位置、运动过程的相关数据以及基于人与球的移动战术数据，最终在移动过程中进行数据展现。
校园足球运动负荷监管并检测的系统硬件主要是由是定位标签、心率表和4-6个基站组成[3]。图1为系统架构图，图2为系统核心硬件。
图1 系统架构
图2 系统核心硬件
2. 校园足球运动遇到的问题
2.1当前校园足球的目标不够明确
有一些学校在普及足球运动时，没有精确的目标，在做的都是培养优秀足球运动员的工作。据了解，全国的职业足球队招纳的球员不会超过200人，很少一部分的孩子能够真正的成为优秀的足球运动员，而高校每年可招收的足球特长生也不会超过2000人，学校应该了解清楚是培养足球运动员还是培养学生的兴趣，训练方案也要根据具体情况来制定。
校外培训机构必须要了解清楚，校园足球最重要的是教育，在足球运动中，个人的优秀不能决定一个队伍的优秀，学校要做的是培养学生团结协作、坚韧不拔的能力，所培养的不仅仅是足球尖子生，更重要的是让孩子通过足球这项运动来获得身心健康。
2.2足球普及目标和评价机制不符
很多足球特色学校的目标定的就不够准确，他们的目的是开展足球运动，但是最终汇报的成绩却是以比赛成绩的高低，像高校、俱乐部、省队、国家队等输送足球尖子生的数量来作为评价校园足球的普及度。
校园足球难以普及的关键因素还包括足球普及程度的目标和评价机制的不合理。足球普及的目的和评价机制更重要的应该是考虑孩子身心健康测试的合格率、身体素质水平（耐力、身高、柔韧、力量、速度）、近视率、能否团结协作等指标的测量，这些指标与国家推动校园足球发展、学校体育的目的（促进学生身心发展，增强学生的体质，对他们进行道德品质的教育等）相匹配，国家的目的是希望借助体育活动来降低孩子的近视率、肥胖率等，来提高孩子的身体素质。
2.3校园足球科学训练水平低
我国足球特色学校约有20218所，市场容量较大。由于校园足球运动起步较晚，师资力量不足，学生长期缺乏校园足球训练指导, 导致校园足球课余训练水平比较低。
3.完善校园足球运动科学训练
3.1足球的科学训练
科学训练能更好的提高运动员的训练效率增强身体素质。掌握人体的运动规律、合理安排运动量，预防在训练过程中受伤的有效措施。用专业科学的训练方法，了解自己最好的运动状态，比更努力的训练态度重要。运动员的生理指标是提高竞技能力最基本最可控因素，训练数据是战术决策分析的基础。
3.2根据数据制定训练计划
通过采集运动员的运动特征监测体能数据，其中包括心率、最大摄氧量、运动负荷、能量消耗、最快跑动速度、跑动区间、最快带球速度等指标。训练结束后自动生成数据报告，教练可根据训练课的体能变化趋势，制定后续课程的训练目标。推出全景视频技术，对足球赛场进行全景视频自动拍摄、实时事件与后期编辑等运动影像分析功能，协助教练进行战术分析、讲解等。将运动员的体能利用到最好的状态，以此达到最好的训练效果。
3.3科学技术支撑
通过运动数据的采集以及分析，协助教练科学的分析运动员的体能情况、运动潜力，辅助教练制定选拔培训方案、战术指导。目前大多数的足球俱乐部里的教练基本技术和战术方面基本没有问题，在校外培训机构在培养教练时，可根据本系统所提供的数据，培养教练对运动员全方位的关注，确保教育的科学性，提高运动员的积极性，活跃程度，以此达到训练的最佳效果，制定更符合运动员及团队的训练方案。
①?体能检测
通过采集运动员的运动特征监测体能负荷数据，包括心率、最大摄氧量、运动负荷、能量消耗、最快跑动速度、跑动区间、最快带球速度、冲刺次数等指标。
②训练报告
训练结束后自动生成数据报告，教练可根据训练课的体能变化趋势，制定后续课程的训练目标。
③动影像分析
根据学校尤其是专业体校的个性化定制要求，推出全景视频技术，对足球赛场进行全景视频自动拍摄、实时事件与后期编辑等运动影像分析功能，协助教练进行战术分析、讲解等。
4.结论
基于UWB技术的校园足球科学训练方法，利用运动员的运动轨迹及生理数据，帮助教练对运动员制定更加精准的训练方案，提高训练效率，降低运动损伤以及避免因足球运动而产生的危险。为培养及选拔优秀的足球运动员提供一定的参考。
在校园足球运动发展的过程中，有效地利用UWB定位技术，将为大数据分析进行有力的科学支撑，为校园足球运动的发展提供一定的帮助。
【参考文献】
[1] 靳明. 我国女子足球后备人才培养体系的研究[D].上海体育学院,2010.
[2] 郭松.基于UWB技术的足球运动员场上定位系统的设计研究[J].数字技术与应用,2019,37(09):170+172.
[3] 李国民,张新.基于UWB的校园足球运动负荷监测系统开发与应用研究[J].浙江体育科学,2019,41(03):101-106.
作者简介：闫振豪（1999-），男，山东德州人，物联网工程，本科学生；