RFID田徑體育訓(xùn)練考核計時計圈系統(tǒng)
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(yùn)動員從起點到終點的運(yùn)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(yùn)動員沖過終點線時的成績，不能判斷運(yùn)動員過終點線的名次順序，當(dāng)眾多運(yùn)動員同時過終點線時，不能記錄每個運(yùn)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(yùn)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(yùn)動員的先后名次和運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)動員到達(dá)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。另外，對馬拉松比賽，由于運(yùn)動員太多，有時個出發(fā)的與個出發(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，也不能準(zhǔn)確無誤地記錄每個運(yùn)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(yùn)動員在 400 米 的跑道上進(jìn)行比賽，水平參差不齊，準(zhǔn)確記錄每名運(yùn)動員行進(jìn)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(fèi)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(yùn)動員重賽(如我國第二屆田徑比賽，萬米少記一圈，而使這屆運(yùn)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(yùn)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，研制出適合田徑比賽的運(yùn)動會自動計時計圈系統(tǒng)。
二、 系統(tǒng)原理
田徑比賽運(yùn)動會計圈系統(tǒng)采用射頻識別系統(tǒng)和*的 RFID 技術(shù)、計算機(jī)信息處理等與體育競賽相結(jié)合，便于運(yùn)動員攜帶而不影響其競技狀態(tài)，當(dāng)運(yùn)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(jī)，計算機(jī)得到運(yùn)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(yīng)運(yùn)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 年悉尼會和美國冬季會上就采用感應(yīng)卡用于運(yùn)動會的計時計圈。
系統(tǒng)主要功能有： 1 、統(tǒng)計 運(yùn)動員 成績：比賽結(jié)束后，計算機(jī)即統(tǒng)計出各 運(yùn)動員 的起訖時刻、完成圈數(shù)、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(jī)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(jī)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)。
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(yùn)動員信息錄入顯示模塊
數(shù)據(jù)保存、統(tǒng)計、導(dǎo)出模塊
數(shù)據(jù)錄入，包括運(yùn)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(dǎo)出功能
四、 系統(tǒng)硬件組成和產(chǎn)品
運(yùn)動計時系統(tǒng)讀寫器(觸發(fā)讀寫一體化讀寫器)
運(yùn)動計時芯片(電子標(biāo)簽)
125K地感線圈天線(低頻纜式天線)
操作系統(tǒng)服務(wù)器平臺組成(運(yùn)動計時計圈系統(tǒng)軟件)
每運(yùn)動員帶著腕帶雙頻電子標(biāo)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(biāo)簽信息，雙頻電子標(biāo)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(jī)，計算機(jī)得到運(yùn)動員的有關(guān)信息，并記錄下通過時的對應(yīng)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(jī)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(yīng)運(yùn)動員信息對應(yīng)，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(yùn)動計時計圈系統(tǒng)。
當(dāng)運(yùn)動員攜帶的雙頻運(yùn)動計時芯片標(biāo)簽通過計時地毯天線時，地毯天線將接收到的RFID標(biāo)簽的響應(yīng)信號發(fā)送到與其相連的讀頭，讀頭記錄下當(dāng)前的時間和標(biāo)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(xùn)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(biāo)簽一旦被觸發(fā)，立即上傳數(shù)據(jù)進(jìn)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(qiáng)：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(yán)格測試;
安裝設(shè)備方便：產(chǎn)品設(shè)計時考慮安裝的便捷性，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(yùn)動計時計圈應(yīng)用;
無串?dāng)_事件發(fā)生：當(dāng)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(biāo)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?dāng)_;
EMI、EMS能力強(qiáng)，卡片發(fā)射功率為手機(jī)發(fā)射功率的千分之一，綠色無電磁波輻射危險。不會與藍(lán)牙、802.11、無線局路網(wǎng)無沖突;
低功耗、長壽命：電子標(biāo)簽只有在進(jìn)入地感線圈觸發(fā)區(qū)域時才會發(fā)送數(shù)據(jù)，在未進(jìn)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(biāo)簽處于休眠狀態(tài)，這樣大大降低了電子標(biāo)簽的功耗，延長了電池的使用壽命。
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