一、 系統介紹

　　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，一般比較古老而經典的方法是人工掐秒表計時。隨著科技的發展，出現了紅外線計時設備、終點全自動電子攝影 / 攝像計時設備。由于紅外線計時設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。但該設備也有一定的局限：它較適合距離短、每組參賽運動員數量在幾十人以下、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，需要裁判協助人工計圈，不僅難度大，而且需要的裁判數量龐大，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，有時第一個出發的與最后一個出發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，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備——自動計圈設備，并與終點全自動電子攝像計時設備相結合，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，研制出適合田徑比賽的運動會自動計時計圈系統。

　　二、 系統原理

　　田徑比賽運動會計圈系統采用射頻識別系統和先進的 RFID 技術、計算機信息處理等高新技術與體育競賽相結合，便于運動員攜帶而不影響其競技狀態，當運動員帶著射頻識別腕帶經過計時線圈時，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信息，并使用專用軟件對信息作一系列處理。 由系統軟件將采集到的腕帶信息與相應運動員信息對應，統計比賽情況， 從而實現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。

　　系統主要功能有： 1 、統計 運動員 成績：比賽結束后，計算機即統計出各 運動員 的起訖時刻、完成圈數、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，為賽場的經營管理、財務管理、車輛管理等提供如實的數據。

　　三、 系統組成及特點

　　后臺數據處理中間件

　　可視化比賽運動員信息錄入顯示模塊

　　數據保存、統計、導出模塊

　　數據錄入，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，可以設置比賽的圈數

　　數據保存統計導出功能

　　四、 系統硬件組成和產品

　　運動計時系統讀寫器(觸發讀寫一體化讀寫器)

　　運動計時芯片(電子標簽)

　　125K地感線圈天線(低頻纜式天線)

　　操作系統服務器平臺組成(運動計時計圈系統軟件)

　　每運動員帶著腕帶雙頻電子標簽經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送數據給附近的讀寫器，讀寫器再將讀到的卡數據上傳給連接的計算機，計算機得到運動員的有關信息，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軟件，后臺系統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，統計比賽情況，從而實現對田徑項目自動計時的目的。

　　該系統在終點鋪設一組125K地感線圈天線，用于運動計時計圈系統。

　　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軟件查看、編輯、打印成績。

　　五、 系統優勢

　　實時性高：處于場區內的標簽一旦被觸發，立即上傳數據進行，軟件處理計時信息及統計并將時間名次信息保存在數據庫中;

　　抗干擾性強：人體、金屬、粉塵、潮濕不會對系統造成任何的影響，產品魯棒性經嚴格測試;

　　安裝設備方便：產品設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精確計時要求，不要再布設其他設備，卡片下發結合軟件便可實現中長跑運動計時計圈應用;

　　無串擾事件發生：當有同頻或者不同頻大功率微波設備同時使用時，產品會靈活跳頻，躲避干擾源;

　　數據容量大：系統中讀卡器使用2.45G頻段作為數據流通主要通道，數據的通信速率為2Mbits/S;

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

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

　　低功耗、長壽命：電子標簽只有在進入地感線圈觸發區域時才會發送數據，在未進入地感線圈區域或者長時間在同一地感線圈區域時，電子標簽處于休眠狀態，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、 系統硬件產品介紹

　　電子智能計時主機

　　采用雙頻技術，低頻觸發，高頻接收數據，提高計時精度及測試人數

　　主機可存儲20萬條數據

　　支持GPS對時，4G數據上傳

　　主機可用電子發令觸發計時，觸發距離空曠壞境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工作12小時

　　計時芯片采用低功耗方案，1年內不需要更換電池

　　200km/h高速通過仍可精確計量

　　以太網接口同步時間、數據傳輸

　　防水、防壓、防塵、雙卡鎖外殼設計

　　計時芯片標簽

　　識別距離 ： 0 ～ 100米可調

　　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，多個設備互不干擾

　　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，抗高強度跌落與振動

　　環境特性 ： 工作溫度-40℃ ～+85℃ 　工作濕度<95%

　　可 靠 性 ： 防水防塵，滿足工業環境要求

　　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諧電路，將這種影響減少到最低程度。

　　七、 成功案例