1. 項目背景介紹

　　在體能訓(xùn)練考核中，需要記錄考核人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RFID計時計圈 。配合考核系統(tǒng)，用于體能訓(xùn)練的計時計圈。

　　專業(yè)運動芯片計時系統(tǒng)對于運動員人數(shù)多，比賽環(huán)境復(fù)雜，比賽結(jié)果要求過高的比賽具有無可比擬的優(yōu)越性。

　　采用芯片計時系統(tǒng)不僅為組辦方節(jié)省了大量的人力，而且能在短時間內(nèi)提供最準(zhǔn)確的成績報告以及最有價值的數(shù)據(jù)分析。

　　當(dāng)運動員攜帶的運動計時芯片通過計時地毯時，地毯天線將接收到的運動計時芯片的響應(yīng)信號發(fā)送到與其相連的讀頭，讀頭記錄下當(dāng)前的時間和芯片的相關(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運動計時系統(tǒng)軟件查看、編輯、打印成績。

　　準(zhǔn)確記錄每名考核人員行進的圈數(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。為準(zhǔn)確地判讀考核人員的名次和成績，確保成績的公開、公平、公正。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專業(yè)運動自動計時計圈系統(tǒng)。

　　2. 系統(tǒng)組成和實現(xiàn)原理

　　系統(tǒng)組成：由電子計時發(fā)令系統(tǒng)，電子智能計時系統(tǒng)，考核人員計時芯片標(biāo)簽三個重要的硬件產(chǎn)品、以及計時管理軟件組成。

　　如圖，系統(tǒng)三個部署點硬件組成

　　a) 起點：由電子發(fā)令系統(tǒng)組成，包括無線電子發(fā)令槍，配備音箱擴音器，電子發(fā)令主機設(shè)備

　　b) 監(jiān)控點：由RFID電子計時主機設(shè)備、地毯感應(yīng)天線 (可以有多個監(jiān)控點或者沒有監(jiān)控點)

　　c) 終點：由RFID電子計時主機設(shè)備、地毯感應(yīng)天線、無線路由器、運行計時管理軟件電腦組成

　　實現(xiàn)原理：系統(tǒng)采用先進的RFID技術(shù)、計算機信息處理等高新技術(shù)與體能訓(xùn)練考核相結(jié)合，便于考核人員攜帶而不影響其狀態(tài)，當(dāng)考核人員帶著RFID計時芯片標(biāo)簽經(jīng)過地毯感應(yīng)天線時，讀寫器天線能夠立即檢測到通過的卡片信息，讀寫器再將讀到的卡號送到連接的計算機，計算機得到考核人員的有關(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。

　　首先，無線電子發(fā)令系統(tǒng)控制擴音器，發(fā)出起跑指令，同時，電子計時主機設(shè)備同步接收開始指令，開始計時。其次，考核人員經(jīng)過監(jiān)控點后再經(jīng)過終點處，RFID電子計時主機設(shè)備感應(yīng)識別并計時計圈。最后，當(dāng)考核人員結(jié)束考核，跑過終點時，系統(tǒng)統(tǒng)計最終成績，并保存歷史記錄。

　　通過改變起點、監(jiān)控點和終點的位置，可以適應(yīng)不同距離中長跑計時計圈情況。

　　3. 系統(tǒng)硬件

　　a) 電子發(fā)令槍

　　當(dāng)進行跑步時，通過發(fā)令手柄或者發(fā)令槍，發(fā)出起跑指令，通過無線方式把發(fā)送指令傳到電子發(fā)令主機系統(tǒng)，傳到相連接的音箱擴音器，完成起跑動作。

　　b) 電子發(fā)令主機

　　發(fā)令系統(tǒng)通過外接的音箱裝置發(fā)出聲音提示參賽者出發(fā)或者起跑，同時同步發(fā)出閃光信號用于手計時等啟動，替代傳統(tǒng)的打槍，系統(tǒng)內(nèi)部配有電池，無需電源就可工作，使用攜帶方便。

　　c) RFID電子計時主機設(shè)備

　　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

　　d) 計時芯片標(biāo)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(rèn)證，防止鏈路偵測

　　功耗標(biāo)準(zhǔn) ： 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(yù)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

　　e) 計時地毯/感應(yīng)線圈

　　雙頻運動計時感應(yīng)線圈需要與電子智能計時主機相連，完成計時功能。當(dāng)計時感應(yīng)線圈接收到來自雙頻計時芯片標(biāo)簽的響應(yīng)信號時，讀頭記錄下當(dāng)前時間和標(biāo)簽ID號。計時感應(yīng)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(dāng)牢固耐用。

　　地毯線圈內(nèi)部包含獨立的感應(yīng)回路(125kHz給標(biāo)簽激活喚醒)和接收回路(2.45G接收標(biāo)簽響應(yīng)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。

　　4. 成功案例