一、 系統(tǒng)介紹

　　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。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，也不能完全準確無誤地記錄每個運動員名次和成績。

　　對田徑比賽( 100米、200米、5 千米 、 10 千米 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，影響成績的準確性。然而，田徑比賽的不可重復性決定了：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。

　　我們利用射頻識別這一高新技術(shù)，研制出適合田徑比賽的運動會自動計時計圈系統(tǒng)。

　　二、 系統(tǒng)原理

　　田徑比賽運動會計圈系統(tǒng)采用射頻識別系統(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)，當運動員帶著射頻識別腕帶經(jīng)過計時線圈時，有源讀卡器天線能夠立即檢測到通過的腕帶信息，讀卡器再將讀到的腕帶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)軟件將采集到的腕帶信息與相應運動員信息對應，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感應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、財務管理、車輛管理等提供如實的數(shù)據(jù)。

　　三、 系統(tǒng)組成及特點

　　后臺數(shù)據(jù)處理中間件

　　可視化比賽運動員信息錄入顯示模塊

　　數(shù)據(jù)保存、統(tǒng)計、導出模塊

　　數(shù)據(jù)錄入，包括運動員姓名，性別，年齡，號碼等信息

　　比賽分組及比賽方式，可以設(shè)置比賽的圈數(shù)

　　數(shù)據(jù)保存統(tǒng)計導出功能

　　四、 系統(tǒng)硬件組成和產(chǎn)品

　　運動計時系統(tǒng)讀寫器(觸發(fā)讀寫一體化讀寫器)

　　運動計時芯片(電子標簽)

　　125K地感線圈天線(低頻纜式天線)

　　操作系統(tǒng)服務器平臺組成(運動計時計圈系統(tǒng)軟件)

　　每運動員帶著腕帶雙頻電子標簽經(jīng)過跑道處計時線圈時，125K低頻激活天線能夠立即激活雙頻電子標簽信息，雙頻電子標簽實時主動發(fā)送數(shù)據(jù)給附近的讀寫器，讀寫器再將讀到的卡數(shù)據(jù)上傳給連接的計算機，計算機得到運動員的有關(guān)信息，并記錄下通過時的對應時刻，用專用軟件對該信息作一系列處理。跑步起始時間可由讀寫器引出的“計時開始”按鈕采集，上傳給計算機后臺系統(tǒng)軟件，后臺系統(tǒng)軟件將采集到的開始時間、卡片信息與相應運動員信息對應，統(tǒng)計比賽情況，從而實現(xiàn)對田徑項目自動計時的目的。

　　該系統(tǒng)在終點鋪設(shè)一組125K地感線圈天線，用于運動計時計圈系統(tǒng)。

　　當運動員攜帶的雙頻運動計時芯片標簽通過計時地毯天線時，地毯天線將接收到的RFID標簽的響應信號發(fā)送到與其相連的讀頭，讀頭記錄下當前的時間和標簽的相關(guān)信息，即完成計時功能。比賽成績可以實時顯示，裁判或訓練組織者可以通過安裝在電腦上的計時系統(tǒng)軟件查看、編輯、打印成績。

　　五、 系統(tǒng)優(yōu)勢

　　實時性高：處于場區(qū)內(nèi)的標簽一旦被觸發(fā)，立即上傳數(shù)據(jù)進行，軟件處理計時信息及統(tǒng)計并將時間名次信息保存在數(shù)據(jù)庫中;

　　抗干擾性強：人體、金屬、粉塵、潮濕不會對系統(tǒng)造成任何的影響，產(chǎn)品魯棒性經(jīng)嚴格測試;

　　安裝設(shè)備方便：產(chǎn)品設(shè)計時完全考慮安裝的便捷性，125K低頻與2.45G雙頻一體化讀取實現(xiàn)精確計時要求，不要再布設(shè)其他設(shè)備，卡片下發(fā)結(jié)合軟件便可實現(xiàn)中長跑運動計時計圈應用;

　　無串擾事件發(fā)生：當有同頻或者不同頻大功率微波設(shè)備同時使用時，產(chǎn)品會靈活跳頻，躲避干擾源;

　　數(shù)據(jù)容量大：系統(tǒng)中讀卡器使用2.45G頻段作為數(shù)據(jù)流通主要通道，數(shù)據(jù)的通信速率為2Mbits/S;

　　多標簽同時識別：每個讀卡器能夠同時識別200張在讀卡器區(qū)域的卡片，無沖撞無串擾;

　　EMI、EMS能力強，卡片發(fā)射功率為手機發(fā)射功率的千分之一，綠色無電磁波輻射危險。不會與藍牙、802.11、無線局路網(wǎng)無沖突;

　　低功耗、長壽命：電子標簽只有在進入地感線圈觸發(fā)區(qū)域時才會發(fā)送數(shù)據(jù)，在未進入地感線圈區(qū)域或者長時間在同一地感線圈區(qū)域時，電子標簽處于休眠狀態(tài)，這樣大大降低了電子標簽的功耗，延長了電池的使用壽命;

　　六、 系統(tǒng)硬件產(chǎn)品介紹

　　電子智能計時主機

　　采用雙頻技術(shù)，低頻觸發(fā)，高頻接收數(shù)據(jù)，提高計時精度及測試人數(shù)

　　主機可存儲20萬條數(shù)據(jù)

　　支持GPS對時，4G數(shù)據(jù)上傳

　　主機可用電子發(fā)令觸發(fā)計時，觸發(fā)距離空曠壞境1000米

　　主機支持5個項目同時測試，提高測試效率

　　主機自帶電池支持連續(xù)工作12小時

　　計時芯片采用低功耗方案，1年內(nèi)不需要更換電池

　　200km/h高速通過仍可精確計量

　　以太網(wǎng)接口同步時間、數(shù)據(jù)傳輸

　　防水、防壓、防塵、雙卡鎖外殼設(shè)計

　　計時芯片標簽

　　識別距離 ： 0 ～ 100米可調(diào)

　　識別速度 ： 200 公里 / 小時

　　識別能力 ： 具備200張/秒的防沖突性能

　　識別方式 ： 全向識別

　　可變增益 ： 0～3級可按需選定

　　工作頻段 ： 2.45GHz、125KHz

　　通訊速率 ： 250K

　　通信機制 ： 基于HDLC 時分多址和同步通信機制

　　抗干擾性 ： 頻道隔離技術(shù)，多個設(shè)備互不干擾

　　安 全 性 ： 加密計算與安全認證，防止鏈路偵測

　　功耗標準 ： 平均工作功率為微瓦級

　　使用壽命 ： 1.5年

　　電壓檢測 ： 電壓低可通過無線或蜂鳴同時預警

　　封裝特性 ： ABS+PC材質(zhì)，抗高強度跌落與振動

　　環(huán)境特性 ： 工作溫度-40℃ ～+85℃ 　工作濕度<95%

　　可 靠 性 ： 防水防塵，滿足工業(yè)環(huán)境要求

　　外 形 ： 雙耳方型

　　尺 寸 ： 40×36×12 mm

　　重 量 ： 12g

　　安裝方式 ： 加裝表帶佩戴

　　計時地毯/感應線圈

　　1) 雙頻運動計時感應線圈需要與電子智能計時主機相連，完成計時功能。當計時感應線圈接收到來自雙頻計時芯片標簽的響應信號時，讀頭記錄下當前時間和標簽ID號。計時感應線圈能用于各種環(huán)境而且防水，可以被用于跑步、自行車運動以及冰雪運動;地毯相當牢固耐用。

　　2) 地感線圈內(nèi)部包含獨立的感應回路(125kHz給標簽激活喚醒)和接收回路(2.45G接收標簽響應信號)。有時回路的諧振頻率會受到周圍金屬物品(如鋼筋混凝土、水管等)的影響，從而影響到讀取距離。為此在讀頭中含有專門的自動調(diào)諧電路，將這種影響減少到最低程度。

　　七、 成功案例