SMIW一种基于RFID和智能腕带的士兵管理系统
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问题之一。一方面，新时期基层部队中因战士心理
问题而导致的事故频发。另一方面，战士心理问题
的表现通常比较隐晦，导致基层主管在管理中难以
及时发现问题。因此，如何高效及时地发现战士心
理问题成为了避免这类事故的关键。
2.2
健康对于军队官兵具有特殊重要的意义，保健
康就是保战斗力，保健康就是保打赢。但随着我军
实战化训练强度的不断提高，官兵训练伤病数量呈
点时，蓝牙适配器与腕带相连，读取腕带感知的数
据，并传输至 PC 电脑；读写器利用 WiFi 模块通过
无线 AP 将数据标签信息传输给 PC 电脑。
3）PC 电脑运行管理应用程序，将接收到的信
息进行集成、处理、分析，为用户提供捷化、智能化、
人性化的服务。主要包括：
（1）评估战士的睡眠质
量，绘制睡眠质量随时间变化的趋势变化。找出睡
和独立执行任务人员的管理效率，防止出现管理失
心理问题、容易导致训练伤，难以掌控人员位置的
控、行为失范。
问题。
3
2.1
心理问题发现难
第 49 卷
系统设计
部队是高度集中和封闭式管理的群体，生活条
针对上述分析的部队士兵管理存在的难点问
件往往较艰苦，训练任务重，承受着较多的心理应
题，我们设计并实现一种基于智能腕带的士兵管理
现不断上升趋势。
大量数据表明训练伤已成为部队常见病，严重
影响了战士健康和部队训练战备、值勤等任务的完
成，成为了部队训练管理关注的焦点问题之一。因
此，如何科学高效地组织训练成为了控制训练伤的
关键。
2.3
图1
训练致伤控制难
系统运行场景示意图
系统场景运行示意图如图 1 所示，营区战士每
人佩戴智能腕带（配有 RFID）。智能腕带感知士兵
YE Baoliu2
（1. Department of Military Training and Management，Army Command College，Nanjing
（2. State Key Laboratory for Novel Software Technology，Nanjing University，Nanjing
wristband is designed to improve the efficiency of management. The designed system，named as SMIW，innovatively combines the
smart bracelet with an RFID tag to collect the activity data of soldiers' sleeping，movement and position. After that，the system then
眠质量异常之人，如果一名战士超过一周内睡眠质
量持续异常，则提醒管理人员将其作为重点人关
注，提早介入；
（2）评估战士的训练质量和卡里路消
耗，并将训练量和心率数据进行关联，依此制定因
人施训的训练计划和训练量；
（3）根据时间和位置
绘制战士的活动轨迹，并计算和显示当前所处的区
域。此外，管理平台的应用软件还包含历史记录模
210045）
210046）
（3. Branch School of Langya Rode Elementary School Tian Run Cheng School in Jiangbei New District，Nanjing
Abstract
211500）
In order to meet the needs of army management in the new era，a soldier management system based on intelligent
transmits the data to the software application platform. The application platform can store and analyze data and then form scientific
management evaluation recommendations. Through this system，some key management issues such as the difficulty of discovering
的睡眠与运动数据，RFID 标签内则存放士兵的基
本信息，包括姓名、性别、身高、体重等。在营区固
定的位置（如食堂门口、营房楼梯口）放置蓝牙适配
器和 RFID 阅读器，战士在经过该位置时，蓝牙适配
器和腕带相连，读取腕带感知的数据，并传输至 PC
电脑，读写器利用 WiFi 模块通过无线 AP 将 RFID
（2. 南京大学软件新技术国家重点实验室
（3. 江北新区琅小分校天润城小学
摘
萍1
南京
∗
南京
211500）
210046）
为适应新时代部队管理需要，论文基于数据化的管理理念，设计并实现了一种基于 RFID 和智能腕带的士兵管
理系统（简称 SMIW），以提高部队士兵管理效率。系统创新性地将智能手环与 RFID 标签结合，通过其采集士兵的睡眠、运
2021 年第 3 期
473
计算机与数字工程
1）应用程序：应用程序是最终的功能应用的体
之间互联形成一个高效的整体，系统架构示意图如
图 2 所示。
现，每一种功能模式对应着一种分析模型（特种抽
取）。这种模式使得应用程序更具可扩展性，而不
是受功能添加或减少的限制。
2）智能腕带感知中间件：主要负责可穿戴设备
激；加之近年来，随着社会的发展，部队体制改革和
系统 SMIW。SMIW 创新性地将智能腕带（手环）绑
各种心理干预措施的不断深入开展，部队战士新的
心理健康状况可谓层出不穷。文献［2］对作训期间
定 RFID 标签，通过该腕带设备采集士兵的睡眠、运
动、位置信息，再利用建立的数据分析模型来分析
官兵心理健康状况做了详细的统计与分析，结果显
数据标签信息传输至 PC 电脑。PC 终端运行软件
人员位置掌控难
应用平台，平台将接收的信息进行集成、处理、分析
由于部队重要涉密岗位类型多，重点（要害）目
与应用。
标数量大，单独执行任务频次高，加之管理环境的
3.1
系统框架构建
复杂性、分布的广泛性、任务的多样性，使得部队重
当前市场现有的智能手环（如小米手环）并不
Key Words
RFID，intelligent wristband，soldier management，system design
Class Number
1
TP393
引言
习主席指出：
“ 军队能不能打仗、打胜仗，科学
时发现战士的心理问题、难以根据个人实际情况制
定个性化的训练计划、难以掌握小特岗位与单独遂
要涉密岗位、要害目标、单独执行任务的人员集中
能满足本文需求。一是无法实现定位；二是手环与
统管难、全面指导难、检查验收难、末端掌控难。据
有关数据统计显示，部队发生的事故案件大部分发
生在核心岗位、要害目标、单独执行任务人员的管
理上。
大量地方企事业单位管理实践表明，借助定位
手机 APP 是一对一的匹配连接，无法实现多对一的
一些传统的方式方法，具有较强的主观性，在一定
形成科学的管理评估建议，增强部队士兵管理的科
程度上容易遭遇管理效益的瓶颈问题，比如难以及
学化、数据化、智能化水平。
∗
收稿日期：2020 年 8 月 13 日，修回日期：2020 年 9 月 24 日
基金项目：国家自然科学基金项目（编号：61832005，61501221）；陆装课题（编号：
匹配连接。通过分析与设计，本系统基于 DA1458x
开发板［11］重新开发手环，并创新性地将智能手环与
RFID 标签相结合，以实现系统定位功能，并可有效
解决多对一匹配。
技术手段，对重要岗位、零散人员进行严密管控，可
根据模块化分割原理，系统主要划分为两大模
以有效提高管理工作效益。部队完全可以借鉴地
块，包括硬件采集系统和软件分析系统，各子系统
值的方法来消除异常的感知数据。
（2）插值缺失的
感知数据，通常采用统计方法来插入缺失的数据
点。
（3）移除高频噪声，为了从传感器数据中去除高
频噪声，应用常见的低通/高通滤波工具。
（4）感知
数据的归一化和同步。当收集众多数据后，为了消
除各种数据指标不同量纲的影响，需要对各种数据
进行归一化和同步化处理。
3）数据分割：对感知数据进行预处理之后，通
［2018］635 号）资助。
作者简介：王钦辉，男，博士，讲师，研究方向：物联网、认知无线网、机制设计等。
472
2
王钦辉等：SMIW：一种基于 RFID 和智能腕带的士兵管理系统
研究动机
传统的士兵管理方法通常存在难以发现士兵
方实践经验，通过监测人员的位置信息和活动轨
迹，以研判人员履职尽责情况，提高小特岗位人员
的发现，以及维护和设备的连接。同时让注册的应
用知道感知设备是否可用。管理平台需要同时连
接多个数据采集装置，为避免连接冲突，中间件通
过识别采集装置的 MAC 地址来解决连接的冲突问
题。
3.2
图2
系统运行流程可描述如下：
系统架构示意图
1）营区战士每人佩戴智能腕带（附带 RFID 标
硬件采集系统：采集系统的关键是智能腕带，
主要负责采集数据，为主机系统提供感知数据。智
能腕带对数据的处理包括以下内容：
1）数据采集：负责从不同的手环收集原始数
据，并传送至数据处理组件中。这些数据是时序数
据，因此还需要记录时间戳。
2）数据预处理：通常原始存在噪声、运动伪影
和感知错误等。因此，需要对这些数据进行预处
理，包括：
（1）过滤掉非常规数据，过滤采用基于阈
DOI：10. 3969/j. issn. 1672-9722. 2021. 03. 010
SMIW：a Soldier Management System Using RFID
and Intelligent Wristband
WANG Qinhui1
WEI Junru1
WANG Jing3
JIAO Ping1
行任务人员的活动轨迹或位置信息等。对此，本文
管理起着关键作用”。各级部队“要更新管理理念、
基于数据化的方法，研究并设计实现了一套基于智
完善管理体系、优化管理流程，提高专业化、精细
能腕带的士兵管理系统，可实现对部队战士睡眠、
化、科学化水平”。当前，很多部队士兵管理仍沿用
运动和位置数据的长期跟踪与分析，并为管理人员
总第 377 期
Vol. 49 No. 3
471
计算机与数字工程
Computer
& Digital Engineering
计算机与数字工程
2021 年第 3 期
SMIW：一种基于 RFID 和智能腕带的士兵管理系统
王钦辉 1
（1. 陆军指挥学院军事训练管理系
魏军儒 1
南京
王
景3
焦
要
叶保留 2
210045）
动、位置等活动数据，然后将数据传输至系统软件应用平台。软件平台可对数据进行存储与分析，并形成科学的管理评估建
议。通过该系统，可解决战士心理问题发现难、科学训练实施难、任务遂行检查难等一些部队管理重难点问题，使战士管理
更为科学化、数据化和智能化。
关键词
RFID；智能腕带；士兵管理；系统设计
中图分类号
TP393
the psychological problems of soldiers can be solved，such as the difficulty in the implementation of scientific training，and the diffi⁃
culty in carrying out tasks and inspections，making the management of soldiers more scientific，data-oriented，and intelligent.
战士日常的睡眠质量、训练效率、运动轨迹等，为管
示，心理状况出现阳性症状者比例较高，这些心理
理者提供评估建议，使战士管理变得更智能、便捷
问题按照严重程度依次表现在强迫症、躯体化、敌
和科学。
对、抑郁、人际关系敏感、焦虑等。这比率显著高于
全国平均水平，且在新兵群体中，心理问题尤为突
出［3］。
心理健康问题已经成为当前部队管理的焦点
常并不是所有的数据都对收集特征和活动识别有
帮助。通常在连续感知过程中，可能存在数次没有
实质活动的感知。数据分割的主要功能在于辨别
活动和非活动的时序数据。识别活动区域和非活
系统流程描述
签），在营区固定的位置（比如食堂门口和营房走
廊）放置蓝牙适配器和 RFID 读写器。
2）战士在经过放置蓝牙适配器和读写器的地
问题而导致的事故频发。另一方面，战士心理问题
的表现通常比较隐晦，导致基层主管在管理中难以
及时发现问题。因此，如何高效及时地发现战士心
理问题成为了避免这类事故的关键。
2.2
健康对于军队官兵具有特殊重要的意义，保健
康就是保战斗力，保健康就是保打赢。但随着我军
实战化训练强度的不断提高，官兵训练伤病数量呈
点时，蓝牙适配器与腕带相连，读取腕带感知的数
据，并传输至 PC 电脑；读写器利用 WiFi 模块通过
无线 AP 将数据标签信息传输给 PC 电脑。
3）PC 电脑运行管理应用程序，将接收到的信
息进行集成、处理、分析，为用户提供捷化、智能化、
人性化的服务。主要包括：
（1）评估战士的睡眠质
量，绘制睡眠质量随时间变化的趋势变化。找出睡
和独立执行任务人员的管理效率，防止出现管理失
心理问题、容易导致训练伤，难以掌控人员位置的
控、行为失范。
问题。
3
2.1
心理问题发现难
第 49 卷
系统设计
部队是高度集中和封闭式管理的群体，生活条
针对上述分析的部队士兵管理存在的难点问
件往往较艰苦，训练任务重，承受着较多的心理应
题，我们设计并实现一种基于智能腕带的士兵管理
现不断上升趋势。
大量数据表明训练伤已成为部队常见病，严重
影响了战士健康和部队训练战备、值勤等任务的完
成，成为了部队训练管理关注的焦点问题之一。因
此，如何科学高效地组织训练成为了控制训练伤的
关键。
2.3
图1
训练致伤控制难
系统运行场景示意图
系统场景运行示意图如图 1 所示，营区战士每
人佩戴智能腕带（配有 RFID）。智能腕带感知士兵
YE Baoliu2
（1. Department of Military Training and Management，Army Command College，Nanjing
（2. State Key Laboratory for Novel Software Technology，Nanjing University，Nanjing
wristband is designed to improve the efficiency of management. The designed system，named as SMIW，innovatively combines the
smart bracelet with an RFID tag to collect the activity data of soldiers' sleeping，movement and position. After that，the system then
眠质量异常之人，如果一名战士超过一周内睡眠质
量持续异常，则提醒管理人员将其作为重点人关
注，提早介入；
（2）评估战士的训练质量和卡里路消
耗，并将训练量和心率数据进行关联，依此制定因
人施训的训练计划和训练量；
（3）根据时间和位置
绘制战士的活动轨迹，并计算和显示当前所处的区
域。此外，管理平台的应用软件还包含历史记录模
210045）
210046）
（3. Branch School of Langya Rode Elementary School Tian Run Cheng School in Jiangbei New District，Nanjing
Abstract
211500）
In order to meet the needs of army management in the new era，a soldier management system based on intelligent
transmits the data to the software application platform. The application platform can store and analyze data and then form scientific
management evaluation recommendations. Through this system，some key management issues such as the difficulty of discovering
的睡眠与运动数据，RFID 标签内则存放士兵的基
本信息，包括姓名、性别、身高、体重等。在营区固
定的位置（如食堂门口、营房楼梯口）放置蓝牙适配
器和 RFID 阅读器，战士在经过该位置时，蓝牙适配
器和腕带相连，读取腕带感知的数据，并传输至 PC
电脑，读写器利用 WiFi 模块通过无线 AP 将 RFID
（2. 南京大学软件新技术国家重点实验室
（3. 江北新区琅小分校天润城小学
摘
萍1
南京
∗
南京
211500）
210046）
为适应新时代部队管理需要，论文基于数据化的管理理念，设计并实现了一种基于 RFID 和智能腕带的士兵管
理系统（简称 SMIW），以提高部队士兵管理效率。系统创新性地将智能手环与 RFID 标签结合，通过其采集士兵的睡眠、运
2021 年第 3 期
473
计算机与数字工程
1）应用程序：应用程序是最终的功能应用的体
之间互联形成一个高效的整体，系统架构示意图如
图 2 所示。
现，每一种功能模式对应着一种分析模型（特种抽
取）。这种模式使得应用程序更具可扩展性，而不
是受功能添加或减少的限制。
2）智能腕带感知中间件：主要负责可穿戴设备
激；加之近年来，随着社会的发展，部队体制改革和
系统 SMIW。SMIW 创新性地将智能腕带（手环）绑
各种心理干预措施的不断深入开展，部队战士新的
心理健康状况可谓层出不穷。文献［2］对作训期间
定 RFID 标签，通过该腕带设备采集士兵的睡眠、运
动、位置信息，再利用建立的数据分析模型来分析
官兵心理健康状况做了详细的统计与分析，结果显
数据标签信息传输至 PC 电脑。PC 终端运行软件
人员位置掌控难
应用平台，平台将接收的信息进行集成、处理、分析
由于部队重要涉密岗位类型多，重点（要害）目
与应用。
标数量大，单独执行任务频次高，加之管理环境的
3.1
系统框架构建
复杂性、分布的广泛性、任务的多样性，使得部队重
当前市场现有的智能手环（如小米手环）并不
Key Words
RFID，intelligent wristband，soldier management，system design
Class Number
1
TP393
引言
习主席指出：
“ 军队能不能打仗、打胜仗，科学
时发现战士的心理问题、难以根据个人实际情况制
定个性化的训练计划、难以掌握小特岗位与单独遂
要涉密岗位、要害目标、单独执行任务的人员集中
能满足本文需求。一是无法实现定位；二是手环与
统管难、全面指导难、检查验收难、末端掌控难。据
有关数据统计显示，部队发生的事故案件大部分发
生在核心岗位、要害目标、单独执行任务人员的管
理上。
大量地方企事业单位管理实践表明，借助定位
手机 APP 是一对一的匹配连接，无法实现多对一的
一些传统的方式方法，具有较强的主观性，在一定
形成科学的管理评估建议，增强部队士兵管理的科
程度上容易遭遇管理效益的瓶颈问题，比如难以及
学化、数据化、智能化水平。
∗
收稿日期：2020 年 8 月 13 日，修回日期：2020 年 9 月 24 日
基金项目：国家自然科学基金项目（编号：61832005，61501221）；陆装课题（编号：
匹配连接。通过分析与设计，本系统基于 DA1458x
开发板［11］重新开发手环，并创新性地将智能手环与
RFID 标签相结合，以实现系统定位功能，并可有效
解决多对一匹配。
技术手段，对重要岗位、零散人员进行严密管控，可
根据模块化分割原理，系统主要划分为两大模
以有效提高管理工作效益。部队完全可以借鉴地
块，包括硬件采集系统和软件分析系统，各子系统
值的方法来消除异常的感知数据。
（2）插值缺失的
感知数据，通常采用统计方法来插入缺失的数据
点。
（3）移除高频噪声，为了从传感器数据中去除高
频噪声，应用常见的低通/高通滤波工具。
（4）感知
数据的归一化和同步。当收集众多数据后，为了消
除各种数据指标不同量纲的影响，需要对各种数据
进行归一化和同步化处理。
3）数据分割：对感知数据进行预处理之后，通
［2018］635 号）资助。
作者简介：王钦辉，男，博士，讲师，研究方向：物联网、认知无线网、机制设计等。
472
2
王钦辉等：SMIW：一种基于 RFID 和智能腕带的士兵管理系统
研究动机
传统的士兵管理方法通常存在难以发现士兵
方实践经验，通过监测人员的位置信息和活动轨
迹，以研判人员履职尽责情况，提高小特岗位人员
的发现，以及维护和设备的连接。同时让注册的应
用知道感知设备是否可用。管理平台需要同时连
接多个数据采集装置，为避免连接冲突，中间件通
过识别采集装置的 MAC 地址来解决连接的冲突问
题。
3.2
图2
系统运行流程可描述如下：
系统架构示意图
1）营区战士每人佩戴智能腕带（附带 RFID 标
硬件采集系统：采集系统的关键是智能腕带，
主要负责采集数据，为主机系统提供感知数据。智
能腕带对数据的处理包括以下内容：
1）数据采集：负责从不同的手环收集原始数
据，并传送至数据处理组件中。这些数据是时序数
据，因此还需要记录时间戳。
2）数据预处理：通常原始存在噪声、运动伪影
和感知错误等。因此，需要对这些数据进行预处
理，包括：
（1）过滤掉非常规数据，过滤采用基于阈
DOI：10. 3969/j. issn. 1672-9722. 2021. 03. 010
SMIW：a Soldier Management System Using RFID
and Intelligent Wristband
WANG Qinhui1
WEI Junru1
WANG Jing3
JIAO Ping1
行任务人员的活动轨迹或位置信息等。对此，本文
管理起着关键作用”。各级部队“要更新管理理念、
基于数据化的方法，研究并设计实现了一套基于智
完善管理体系、优化管理流程，提高专业化、精细
能腕带的士兵管理系统，可实现对部队战士睡眠、
化、科学化水平”。当前，很多部队士兵管理仍沿用
运动和位置数据的长期跟踪与分析，并为管理人员
总第 377 期
Vol. 49 No. 3
471
计算机与数字工程
Computer
& Digital Engineering
计算机与数字工程
2021 年第 3 期
SMIW：一种基于 RFID 和智能腕带的士兵管理系统
王钦辉 1
（1. 陆军指挥学院军事训练管理系
魏军儒 1
南京
王
景3
焦
要
叶保留 2
210045）
动、位置等活动数据，然后将数据传输至系统软件应用平台。软件平台可对数据进行存储与分析，并形成科学的管理评估建
议。通过该系统，可解决战士心理问题发现难、科学训练实施难、任务遂行检查难等一些部队管理重难点问题，使战士管理
更为科学化、数据化和智能化。
关键词
RFID；智能腕带；士兵管理；系统设计
中图分类号
TP393
the psychological problems of soldiers can be solved，such as the difficulty in the implementation of scientific training，and the diffi⁃
culty in carrying out tasks and inspections，making the management of soldiers more scientific，data-oriented，and intelligent.
战士日常的睡眠质量、训练效率、运动轨迹等，为管
示，心理状况出现阳性症状者比例较高，这些心理
理者提供评估建议，使战士管理变得更智能、便捷
问题按照严重程度依次表现在强迫症、躯体化、敌
和科学。
对、抑郁、人际关系敏感、焦虑等。这比率显著高于
全国平均水平，且在新兵群体中，心理问题尤为突
出［3］。
心理健康问题已经成为当前部队管理的焦点
常并不是所有的数据都对收集特征和活动识别有
帮助。通常在连续感知过程中，可能存在数次没有
实质活动的感知。数据分割的主要功能在于辨别
活动和非活动的时序数据。识别活动区域和非活
系统流程描述
签），在营区固定的位置（比如食堂门口和营房走
廊）放置蓝牙适配器和 RFID 读写器。
2）战士在经过放置蓝牙适配器和读写器的地