一、系統(tǒng)概述  

　　在田徑、馬拉松、鐵人三項、自行車、摩托車、越野滑雪、短道速滑等眾多體育比賽項目中，需要記錄運動員從起點到終點的運動時間和先后名次，一般比較古老而經(jīng)典的方法是人工掐秒表計時。隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了紅外線計時設(shè)備、終點全自動電子攝影 / 攝像計時設(shè)備 [1] 。由于紅外線計時設(shè)備只能記錄運動員沖過終點線時的成績，不能判斷運動員過終點線的名次順序，當(dāng)眾多運動員同時過終點線時，不能記錄每個運動員的成績。而終點全自動電子攝影 / 攝像計時設(shè)備可以通過記錄并保存運動員沖過終點線時的圖像和時間信息，需要時，通過調(diào)出計時膠片或計時圖像來讀出運動員的先后名次和運動時間。由于該設(shè)備能長期保存時間圖像，可重復(fù)查驗，而廣泛用于田徑、自行車、賽艇、皮劃艇、摩托車等競賽項目中。但該設(shè)備也有一定的局限：它較適合距離短、每組參賽運動員數(shù)量在幾十人以下、分道、計時精度不低于 1/100 秒的項目；而對于不分道、運動員在幾十人以上以至萬人、計時精度為秒級的項目（如田徑長跑、競走、馬拉松、自行車等），要準(zhǔn)確記錄運動員到達終點的名次就很困難，需要裁判協(xié)助人工計圈，不僅難度大，而且需要的裁判數(shù)量龐大，人工記錄還很容易出錯，不能確保萬無一失。另外，對馬拉松比賽，由于運動員太多，有時第一個出發(fā)的與最后一個出發(fā)的人離開起跑線能相隔幾十分鐘，全自動終點電子攝影 / 攝像計時設(shè)備很難滿足比賽的要求，也不能完全準(zhǔn)確無誤地記錄每個運動員名次和成績。  

　　對田徑中長跑（ 5 千米 、 10 千米 、 10 千米 競走、 20 千米 競走等），幾十名運動員在 400 米 的跑道上進行比賽，水平參差不齊，準(zhǔn)確記錄每名運動員行進的圈數(shù)，一直是一大難題：多年以來一直是裁判員通過人工擺棋盤和人工畫表格等形式記錄，除耗費大量的人力物力外，還不可避免存在人為失誤，影響成績的準(zhǔn)確性。然而，田徑比賽的不可重復(fù)性決定了：不能因為裁判員的失誤而讓運動員重賽（如我國第二屆全運會田徑比賽，萬米少記一圈，而使這屆運動會萬米無成績），因此對準(zhǔn)確性和可靠性具有很高的要求，特別需要高科技的競賽電子設(shè)備——自動計圈設(shè)備，并與終點全自動電子攝像計時設(shè)備相結(jié)合，準(zhǔn)確地判讀運動員的名次和成績，確保比賽的公開、公平、公正。場地自行車、短道速滑等項目也是如此。  

　　為此，我們結(jié)合當(dāng)今射頻識別這一高新技術(shù)，研制出適合中長距離比賽的運動會自動計時計圈系統(tǒng)。  

二、 系統(tǒng)的工作原理及基本組成  

　　運動會計圈系統(tǒng)采用 CENSUS 射頻識別系統(tǒng)和先進的 RFID 技術(shù)、計算機信息處理等高新技術(shù)與體育競賽相結(jié)合，便于運動員攜帶而不影響其競技狀態(tài)，當(dāng) 運動員 帶著射頻識別卡經(jīng)過計時線圈時，讀卡天線能夠立即檢測到通過的卡片信息，讀卡器再將讀到的卡號送到連接的計算機，計算機得到 運動員 的有關(guān)信息，并使用專用軟件對信息作一系列處理。 由系統(tǒng)軟件將采集到的卡片信息與相應(yīng)運動員信息對應(yīng)，統(tǒng)計比賽情況， 從而實現(xiàn)自動計圈和對長距離項目自動計時的目的。 2000 年悉尼奧運會和美國冬季奧運會上就采用 Census 感應(yīng)卡用于運動會的計時計圈。  

　　系統(tǒng)主要功能有： 1 、統(tǒng)計 運動員 成績：比賽結(jié)束后，計算機即統(tǒng)計出各 運動員 的起訖時刻、完成圈數(shù)、最快圈時間，以及名次等成績，并打印成績單； 2 、顯示比賽實況：經(jīng)計算機處理后的信息，可以通過大屏幕或電視屏幕，即時、動態(tài)顯示比賽實況，激烈賽況一目了然； 3 、儲存比賽記錄：由計算機記載的全部比賽記錄，可供隨時查看或打印，為賽場的經(jīng)營管理、財務(wù)管理、車輛管理等提供如實的數(shù)據(jù)。  

　　整套系統(tǒng)由遠距離讀卡器、射頻天線、遠距離感應(yīng)卡、控制計算機及軟件四部分構(gòu)成。  

　　   
 1 、 CR1A－MS 遠距離讀卡器  
 

產(chǎn)品特性 :  

讀卡距離遠，提供 25cm -4.5m 的讀出距離  
安裝通道寬，讀卡寬度范圍可達 3 至 24 米  
對多個電子卡同時進行識別，每秒可同時識別 55 張卡  
識別速度快，讀出速度可達 100 公里 / 小時  
安裝方便，天線制作方法簡單  
讀卡沒有方向限定， 360 度任意角度都能讀到，  
真正的自動識別 ,  
能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的進出方向判斷  
可用于物品車輛或人員的自動識別  
卡片低電池自動報警  
同時提供 26/34 位 Wiegand, RS232 輸出  
工作頻率 : 發(fā)射頻率 153KHZ; 接收頻率 115KHZ;  
FCC 認證   

產(chǎn)品應(yīng)用 :  
　　適用領(lǐng)域：運動員比賽計時系統(tǒng)、物品或人員的跟蹤 , 控制或定位 , 如機場內(nèi)部人員的通道安全控制管理系統(tǒng)、停車場管理以及車輛自動收費管理、卡丁車計時系統(tǒng)。工作方式靈活，讀卡器可配制成多達十幾種工作模式 , 應(yīng)用于不同的場合。  

2 、 TC5SA 感應(yīng)卡：  
 

產(chǎn)品特性 :  
讀出距離：使用 CR 1A 讀出器并外接 2m x 2m 的天線 , 在無外界干擾的情況下 , 讀卡距離可達 2.5 米 ，使用內(nèi)部天線，讀卡距離可達 1 米  
多重讀出 : 在 CR 1A 讀卡器上可同時識別 55 張感應(yīng)卡  
讀卡速度 : 在 CR 1A 讀卡器上可達 100 公里 / 小時  

技術(shù)參數(shù) :  
工作壽命：使用 CR1225 鈕扣電池，電池可更換 , 電池壽命 1 年以上  
工作溫度： -20 ～ + 60 ℃  
工作頻率： 153KHZ ；  
尺寸：外徑 35mm ;  
顏色：白色、黑色、透明紅黑色  
美國 FCC 認證  

產(chǎn)品應(yīng)用 :  
　　可戴于腳上， 2.5 米 讀卡距離，可用做身份識別卡，人員移動速度可達 100 公里 / 小時， 64 位卡片編碼，亂序加密通訊，誤讀率低于 10 億分之 1 ，讀卡沒有方向限定， 360 度任意角度都能讀到，低頻工作 ----- 對人體無任何傷害，全自動識別， CE 、 DTI  、  FCC  認證。適合于要求讀卡距離遠、識別速度快以及要求對多個電子卡同時進行識別的應(yīng)用領(lǐng)域 , 如門禁通道管理系統(tǒng)、運動會計時系統(tǒng)以及自動考勤管理系統(tǒng)等場合。  

三、 長距離比賽自動計時功能的實現(xiàn)  

　　在馬拉松、鐵人三項、越野滑雪等比賽時，在比賽的起點線放置一套天線、讀卡器及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，在比賽的終點線放置另一套天線、讀卡器及控制系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)令槍響，運動員開始出發(fā)，發(fā)令的聲音信號啟動系統(tǒng)定時器開始計時，但由于參賽運動員眾多，多至幾百乃至上萬人，這些運動員不可能同時在一條起跑線上，其離開起跑線就存在時間差，為此，應(yīng)用該系統(tǒng)就能解決此問題：每當(dāng)每名運動員經(jīng)過起跑線處的天線時，控制系統(tǒng)接收到該運動員攜帶讀卡器發(fā)出的特征信息，并記錄下通過時的對應(yīng)時刻，傳給控制計算機存儲。當(dāng)運動員跑完全程，到達終點時，位于終點線處的天線接收每位到達終點運動員攜帶讀卡器發(fā)出的信號，經(jīng)控制系統(tǒng)處理后，確認運動員的身份，并記錄下對應(yīng)時刻，傳給控制計算機，由計算機自動進行處理，從而計算出運動員的成績及相應(yīng)名次。  

四、 計圈功能的實現(xiàn)  

　　對于在田徑場、滑冰場等場內(nèi)進行的中、長距離比賽，運動員要在場內(nèi)行進幾圈到幾十圈，需要記錄運動員行進的圈數(shù)，以便確認運動員是否跑完全程。為此在終點線安裝一套系統(tǒng)天線及讀卡器，并給每個運動員攜帶能發(fā)出不同特征信息的感應(yīng)卡，當(dāng)運動員聽到發(fā)令槍聲，起跑后，運動員每經(jīng)過一次終點線時，位于終點線處的天線接收到運動員攜帶的感應(yīng)卡發(fā)出的信號，經(jīng)讀卡器處理后，識別出該位運動員的身份，并記錄下相應(yīng)圈數(shù)，從而完成了自動記錄所有參賽運動員行進圈數(shù)的目的。  

計圈案例 
 

 天線埋在跑道上, 感應(yīng)卡戴在胸前  



天線埋在跑道上,感應(yīng)卡固定在運動鞋上    

五、 結(jié)論  

　　該系統(tǒng)是以射頻識別技術(shù)為基礎(chǔ)，研究解決中長距離體育比賽中長期存在的記錄運動員行進圈數(shù)和時間成績的急迫問題，具有明顯的實際意義。它的研制成功，必將提高我國競技體育項目的裁判水平，提高競賽設(shè)備的高科技含量，使我國舉辦的國際國內(nèi)體育賽事上一個臺階，進一步與國際水平接軌。  

系統(tǒng)設(shè)計方案：  

方案 1 、使用 CR 1A -MS 讀卡器及 TC 5A 感應(yīng)卡：  

　　系統(tǒng)拓撲圖：  



附件：  

1 、 Census 產(chǎn)品的 RS232 通訊協(xié)議：  

波特率（ Baud Rate ）： 9600 ；  

數(shù)據(jù)位（ Data bits ）： 8 位；  

奇偶校驗（ Parity ）：無；  

停止位（ Stop bits ）： 1 位  

讀卡器標(biāo)準(zhǔn)輸出格式為： [ 五位十進制 HID] [ ： ] [ 五位十進制 PID][LF][CR]  

LF ， CR 為回車，換行符。  

例如： HID 為 00102 ， PID 為 00012 的電子卡在讀卡器上的輸出為：  

00102:00012 [LF][CR] ,   


2 、配置及價格清單：