體育跑步計時系統(tǒng)采用射頻識別（RFID）系統(tǒng)和125K低頻激活技術(shù)、計算機(jī)信息處理等高新技術(shù)與體育運(yùn)動相結(jié)合，便于運(yùn)動員攜帶而不影響其競技狀態(tài)。該系統(tǒng)計時精度可達(dá)10ms，完全可以滿足現(xiàn)代體育競技的要求，同時可用于對多個人物目標(biāo)跑步統(tǒng)計以及管理。可用于學(xué)校學(xué)生跑步比賽或者跑步成績的統(tǒng)計及管理，提高了跑步成績的精確度，節(jié)省了人力及時間。
二、系統(tǒng)原理
每當(dāng)運(yùn)動員帶著雙頻電子標(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)對跑步項目自動計時的目的。
該系統(tǒng)可在終點(diǎn)鋪設(shè)一組地感線圈，用于比賽計時，亦可在跑道設(shè)置多個地感線圈用于實時監(jiān)控運(yùn)動員比賽情況。
三、系統(tǒng)主要功能
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、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)過計算機(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。
四、系統(tǒng)組成及架構(gòu)
整套系統(tǒng)由一體化讀寫器HY-R9010、雙頻電子標(biāo)簽HY-T7039、125K低頻地感線圈、專用軟件和控制計算機(jī)五部分組成。
系統(tǒng)架構(gòu)：
圖1 體育跑步計時系統(tǒng)示意圖
五、系統(tǒng)設(shè)備
1.HY-R9010型一體化讀寫器
圖2 HY-R9010正面 圖3 HY-R9010側(cè)面
a）技術(shù)特性：
識別距離 ： 0 ～ 150米
識別速度 ： 200 公里 / 小時
識別能力 ： 同時識別 500張以上的標(biāo)簽
識別角度 ： 定向（垂直30° 水平30°）
極化方式 ： 雙極化(可滿足標(biāo)簽朝向多變的應(yīng)用)
天線增益 ： 14dBi
工作頻段 ： 2.4GHz、125KHz（可擴(kuò)3路低頻天線）
功耗標(biāo)準(zhǔn) ： 工作功率為毫瓦級
通信機(jī)制 ： 基于 HDLC 時分多址和同步通信機(jī)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
實時時鐘 ： GPS自動授時
計時精度 ： ±10毫秒
存儲空間 ： 板載2M Byte，支持8G Micro SD卡
接口標(biāo)準(zhǔn) ： RS232、RS485、Wiegand、RJ45、TTL、WiFi、GPRS等可選
擴(kuò)展I/O ： 開關(guān)量信號輸入與輸出各3路
電源標(biāo)準(zhǔn) ： DC 7.5～24V 800～3000mA
封裝特性 ： 耐酸堿工程塑料
可 靠 性 ： 防水等級IP67，滿足工業(yè)級應(yīng)用要求
尺 寸 ： 266×178×46mm
重 量 ： 1.8kg
安裝方式 ： 專用安裝支架或立桿套件
b) 工作方式
讀寫器不間斷（或受地感的開關(guān)量信號觸發(fā)后）向外發(fā)射125KHz低頻信號，任何進(jìn)入低頻覆蓋區(qū)域的半有源電子標(biāo)簽將接收到低頻ID編碼，并解析出低頻信號強(qiáng)度RSSI值、標(biāo)簽電池電壓狀態(tài)、標(biāo)簽防拆狀態(tài)等信息，隨后立即以2.4GHz信號回復(fù)給讀寫器；讀寫器也可實時接收“主動式”有源電子標(biāo)簽發(fā)出的信號，并將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到后臺管理系統(tǒng)中。特殊應(yīng)用中也可向標(biāo)簽寫入數(shù)據(jù)或更改參數(shù)。
C) 接口標(biāo)準(zhǔn)
讀寫器提供RS485、 weigand26/34或RJ45等標(biāo)準(zhǔn)硬件接口。可按需提供RS232、TTL等接口，或者擴(kuò)展WiFi、GPRS傳輸模塊。公司提供符合Windows系列操作系統(tǒng)平臺的標(biāo)準(zhǔn)軟件接口，提供底層通訊協(xié)議。
2. HY-T7039型 雙頻電子標(biāo)簽
圖4 HY-T7039標(biāo)簽正面 圖5 HY-T7039標(biāo)簽背面
a)技術(shù)特性：
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(jī)制 ： 基于HDLC 時分多址和同步通信機(jī)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(qiáng)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
b）工作方式
標(biāo)簽采用“被動方式”進(jìn)行工作，標(biāo)簽被動發(fā)射信號，由低頻線圈的指令觸發(fā)后發(fā)射信號，發(fā)射頻次可調(diào)。讀寫器一直在主動近距離發(fā)射125KHz低頻信號，經(jīng)過任一讀寫器信號范圍內(nèi)的雙頻電子標(biāo)簽都能夠被順利激活，并獲取到該激活器發(fā)射的數(shù)字編號、計算出RSSI場強(qiáng)值。標(biāo)簽隨后將 “標(biāo)簽ID＋標(biāo)簽狀態(tài)信息＋激活器編號＋RSSI值” 等數(shù)據(jù)以2.4GHz頻率無線發(fā)射出去。
鄰近的2.4GHz讀寫器在接收到該無線數(shù)據(jù)后將會以RJ45、RS485等多種標(biāo)準(zhǔn)接口上傳給上位機(jī)。
六、系統(tǒng)軟件
該系統(tǒng)可使用我公司自主開發(fā)的調(diào)試RFID標(biāo)簽設(shè)備的工具軟件“HY Support Assitant”，根據(jù)實際需要設(shè)置設(shè)備及標(biāo)簽參數(shù)。
六、實施案例
第26屆世界大學(xué)生夏季運(yùn)動會
