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運(yùn)動(dòng)會(huì)計(jì)時(shí)計(jì)圈系統(tǒng)方案
中長跑計(jì)時(shí)計(jì)圈系統(tǒng)
一、系統(tǒng)概述
在田徑、馬拉松、鐵人三項(xiàng)、自行車、摩托車、越野滑雪、短道速滑等眾多體育比賽項(xiàng)目中，需要記錄運(yùn)動(dòng)員從起點(diǎn)到終點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)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(jì)時(shí)。隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了紅外線計(jì)時(shí)設(shè)備、終點(diǎn)全自動(dòng)電子攝影 / 攝像計(jì)時(shí)設(shè)備 [1] 。由于紅外線計(jì)時(shí)設(shè)備只能記錄運(yùn)動(dòng)員沖過終點(diǎn)線時(shí)的成績，不能判斷運(yùn)動(dòng)員過終點(diǎn)線的名次順序，當(dāng)眾多運(yùn)動(dòng)員同時(shí)過終點(diǎn)線時(shí)，不能記錄每個(gè)運(yùn)動(dòng)員的成績。而終點(diǎn)全自動(dòng)電子攝影 / 攝像計(jì)時(shí)設(shè)備可以通過記錄并保存運(yùn)動(dòng)員沖過終點(diǎn)線時(shí)的圖像和時(shí)間信息，需要時(shí)，通過調(diào)出計(jì)時(shí)膠片或計(jì)時(shí)圖像來讀出運(yùn)動(dòng)員的先后名次和運(yùn)動(dòng)時(shí)間。由于該設(shè)備能長期保存時(shí)間圖像，可重復(fù)查驗(yàn)，而廣泛用于田徑、自行車、賽艇、皮劃艇、摩托車等競賽項(xiàng)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(dòng)員數(shù)量在幾十人以下、分道、計(jì)時(shí)精度不低于 1/100 秒的項(xiàng)目；而對于不分道、運(yùn)動(dòng)員在幾十人以上以至萬人、計(jì)時(shí)精度為秒級的項(xiàng)目（如田徑長跑、競走、馬拉松、自行車等），要準(zhǔn)確記錄運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)的名次就很困難，需要裁判協(xié)助人工計(jì)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(cuò)，不能確保萬無一失。另外，對馬拉松比賽，由于運(yùn)動(dòng)員太多，有時(shí)第一個(gè)出發(fā)的與最后一個(gè)出發(fā)的人離開起跑線能相隔幾十分鐘，全自動(dòng)終點(diǎn)電子攝影 / 攝像計(jì)時(shí)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(gè)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(dòng)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?yàn)椴门袉T的失誤而讓運(yùn)動(dòng)員重賽（如我國第二屆全運(yùn)會(huì)田徑比賽，萬米少記一圈，而使這屆運(yùn)動(dòng)會(huì)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(dòng)計(jì)圈設(shè)備，并與終點(diǎn)全自動(dòng)電子攝像計(jì)時(shí)設(shè)備相結(jié)合，準(zhǔn)確地判讀運(yùn)動(dòng)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(xiàng)目也是如此。
為此，我們結(jié)合當(dāng)今射頻識(shí)別這一高新技術(shù)，研制出適合中長距離比賽的運(yùn)動(dòng)會(huì)自動(dòng)計(jì)時(shí)計(jì)圈系統(tǒng)。
二、 系統(tǒng)的工作原理及基本組成
運(yùn)動(dòng)會(huì)計(jì)圈系統(tǒng)采用 Cryptag Census 射頻識(shí)別系統(tǒng)和先進(jìn)的 RFID 技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息處理等高新技術(shù)與體育競賽相結(jié)合，便于運(yùn)動(dòng)員攜帶而不影響其競技狀態(tài)，當(dāng) 運(yùn)動(dòng)員 帶著射頻識(shí)別卡經(jīng)過計(jì)時(shí)線圈時(shí)，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(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)得到 運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員信息對應(yīng)，統(tǒng)計(jì)比賽情況， 從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)圈和對長距離項(xiàng)目自動(dòng)計(jì)時(shí)的目的。 2000 年悉尼奧運(yùn)會(huì)和美國冬季奧運(yùn)會(huì)上就采用 Cryptag Census 感應(yīng)卡用于運(yùn)動(dòng)會(huì)的計(jì)時(shí)計(jì)圈。
系統(tǒng)主要功能有： 1 、統(tǒng)計(jì) 運(yùn)動(dòng)員 成績：比賽結(jié)束后，計(jì)算機(jī)即統(tǒng)計(jì)出各 運(yùn)動(dòng)員 的起訖時(shí)刻、完成圈數(shù)、最快圈時(shí)間，以及名次等成績，并打印成績單； 2 、顯示比賽實(shí)況：經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后的信息，可以通過大屏幕或電視屏幕，即時(shí)、動(dòng)態(tài)顯示比賽實(shí)況，激烈賽況一目了然； 3 、儲(chǔ)存比賽記錄：由計(jì)算機(jī)記載的全部比賽記錄，可供隨時(shí)查看或打印，為賽場的經(jīng)營管理、財(cái)務(wù)管理、車輛管理等提供如實(shí)的數(shù)據(jù)。
整套系統(tǒng)由遠(yuǎn)距離讀卡器、射頻天線、遠(yuǎn)距離感應(yīng)卡、控制計(jì)算機(jī)及軟件四部分構(gòu)成。
1 、 RVR1－MS 遠(yuǎn)距離讀卡器
產(chǎn)品特性:
◆ 具有多路輸出，最多具有四路單獨(dú)的wiegand輸出
◆ 能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的進(jìn)出方向判斷
◆ 外接讀卡天線，讀卡距離遠(yuǎn)，提供 3m 的讀出距離
◆ 安裝通道寬，單天線寬度范圍可達(dá) 14 米
◆ 多天線，最多可帶4個(gè)天線，標(biāo)配2個(gè)
◆ 防沖突，4個(gè)天線速度可達(dá)80張/秒，每天線同時(shí)識(shí)別20張卡
◆ 高精度讀取，誤讀率低于一億分之一
◆ 安裝方便，天線制作方法簡單,1.5mm2鐵佛龍線繞一圈即可
◆ 讀卡沒有方向限定， 360 度任意角度都能讀到
◆ 卡片可放置在身上任意位置，真正的自動(dòng)識(shí)別
◆ 可用于物品車輛或人員的自動(dòng)識(shí)別
◆ 外接操作面板，可對讀卡器進(jìn)行設(shè)置。一般為出廠默認(rèn)設(shè)置。
◆ 同時(shí)提供 26/34 位 Wiegand, RS232 輸出
◆ 美國聯(lián)邦通訊委員會(huì) FCC 認(rèn)證、EMC認(rèn)證、R&TTE、DTI、CE認(rèn)證
產(chǎn)品應(yīng)用 :
適用領(lǐng)域：運(yùn)動(dòng)員比賽計(jì)時(shí)系統(tǒng)、物品或人員的跟蹤 , 控制或定位 , 如機(jī)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(dòng)收費(fèi)管理、卡丁車計(jì)時(shí)系統(tǒng)。工作方式靈活，讀卡器可配制成多達(dá)十幾種工作模式 , 應(yīng)用于不同的場合。
技術(shù)參數(shù):
尺寸：（高）200 x （寬）150 x （厚度）30 毫米
電源：12～28伏，DC，@400mA max
工作溫度：-20～+60℃ （適用于室內(nèi)安裝)
工作濕度：0 - 80% 無凝結(jié),信號穿過液體感應(yīng)距離無任何改變
最大天線大�。翰捎弥睆�1.5粗鐵佛龍線時(shí)單天線周長達(dá)16米
顯示：外接帶高精度LCD顯示屏操作面板
輸出格式：26位、34位Wiegand, RS232
工作頻率:發(fā)射頻率125KHz,接收頻率 4MHz;
2 、 TV4/TV6 感應(yīng)卡
產(chǎn)品特性:
遠(yuǎn)距離識(shí)別：使用RV1讀卡器外接天線,根據(jù)天線大小，讀卡距離可達(dá)3-4米
防沖撞：在RV1讀卡器上可同時(shí)識(shí)別320張感應(yīng)卡
高精確性：誤讀率低于1億分之1
高安全性：私有加密協(xié)議，隨機(jī)通訊字符
長壽命：7年使用壽命
自檢測：電池狀態(tài)自動(dòng)輸出
美觀堅(jiān)固：ABS外殼、不銹鋼掛環(huán)
自休眠：離開感應(yīng)區(qū)自動(dòng)體眠
抗液體：水中工作感應(yīng)距離無任何改變
產(chǎn)品應(yīng)用:
適合于要求讀卡距離遠(yuǎn)、識(shí)別速度快以及要求對多個(gè)電子卡同時(shí)進(jìn)行識(shí)別的應(yīng)用領(lǐng)域, 如人員跟蹤管理系統(tǒng)、鑰匙跟蹤管理系統(tǒng)、停車場管理以及車輛自動(dòng)收費(fèi)管理等場合,特別適合物品或人員、鑰匙的跟蹤,控制或定位。
產(chǎn)品特性:
遠(yuǎn)距離識(shí)別：使用RV1讀卡器外接天線,根據(jù)天線大小，讀卡距離可達(dá)3-4米
防沖撞：在RV1讀卡器上可同時(shí)識(shí)別320張感應(yīng)卡
高精確性：誤讀率低于1億分之1
高安全性：私有加密協(xié)議，隨機(jī)通訊數(shù)據(jù)
自檢測：電池狀態(tài)自動(dòng)輸出
美觀實(shí)用：可做證件卡，可打印姓名照片等信息
自休眠：離開感應(yīng)區(qū)自動(dòng)體眠
抗液體：信號穿過液體感應(yīng)距離無任何改變
產(chǎn)品應(yīng)用:
TV6 感應(yīng)卡可插入一張包含照片姓名等信息的 PVC 名片，可用做證件卡，或插入一張 各種頻率的 EM\Mifare\HID\TI\CPU 卡，直接在不改變已安裝系統(tǒng)的情況下實(shí)現(xiàn)門禁考勤消費(fèi)一卡通，厚度薄、重量輕、外觀時(shí)尚、質(zhì)感強(qiáng)烈，適合于要求讀卡距離遠(yuǎn)、識(shí)別速度快以及要求對多個(gè)電子卡同時(shí)進(jìn)行識(shí)別的應(yīng)用領(lǐng)域 , 如人員跟蹤管理系統(tǒng)、物品跟蹤管理系統(tǒng)、停車場管理以及車輛自動(dòng)收費(fèi)管理等場合 , 特別適合物品或人員的跟蹤 , 控制或定位 。
三、 長距離比賽自動(dòng)計(jì)時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)
在馬拉松、鐵人三項(xiàng)、越野滑雪等比賽時(shí)，在比賽的起點(diǎn)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(diǎn)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(yùn)動(dòng)員開始出發(fā)，發(fā)令的聲音信號啟動(dòng)系統(tǒng)定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，但由于參賽運(yùn)動(dòng)員眾多，多至幾百乃至上萬人，這些運(yùn)動(dòng)員不可能同時(shí)在一條起跑線上，其離開起跑線就存在時(shí)間差，為此，應(yīng)用該系統(tǒng)就能解決此問題：每當(dāng)每名運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過起跑線處的天線時(shí)，控制系統(tǒng)接收到該運(yùn)動(dòng)員攜帶讀卡器發(fā)出的特征信息，并記錄下通過時(shí)的對應(yīng)時(shí)刻，傳給控制計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員跑完全程，到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，位于終點(diǎn)線處的天線接收每位到達(dá)終點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員攜帶讀卡器發(fā)出的信號，經(jīng)控制系統(tǒng)處理后，確認(rèn)運(yùn)動(dòng)員的身份，并記錄下對應(yīng)時(shí)刻，傳給控制計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行處理，從而計(jì)算出運(yùn)動(dòng)員的成績及相應(yīng)名次。
四、 計(jì)圈功能的實(shí)現(xiàn)
對于在田徑場、滑冰場等場內(nèi)進(jìn)行的中、長距離比賽，運(yùn)動(dòng)員要在場內(nèi)行進(jìn)幾圈到幾十圈，需要記錄運(yùn)動(dòng)員行進(jìn)的圈數(shù)，以便確認(rèn)運(yùn)動(dòng)員是否跑完全程。為此在終點(diǎn)線安裝一套系統(tǒng)天線及讀卡器，并給每個(gè)運(yùn)動(dòng)員攜帶能發(fā)出不同特征信息的感應(yīng)卡，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員聽到發(fā)令槍聲，起跑后，運(yùn)動(dòng)員每經(jīng)過一次終點(diǎn)線時(shí)，位于終點(diǎn)線處的天線接收到運(yùn)動(dòng)員攜帶的感應(yīng)卡發(fā)出的信號，經(jīng)讀卡器處理后，識(shí)別出該位運(yùn)動(dòng)員的身份，并記錄下相應(yīng)圈數(shù)，從而完成了自動(dòng)記錄所有參賽運(yùn)動(dòng)員行進(jìn)圈數(shù)的目的。
五、 結(jié)論
該系統(tǒng)是以射頻識(shí)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(yùn)動(dòng)員行進(jìn)圈數(shù)和時(shí)間成績的急迫問題，具有明顯的實(shí)際意義。它的研制成功，必將提高我國競技體育項(xiàng)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(gè)臺(tái)階，進(jìn)一步與國際水平接軌。
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