专利名称：定向运动用身份识别及电子计时装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及非接触智能卡及读写装置，特别是一种定向运动用身份识别及电子计时装置，其身份识别用特殊形状的非接触智能卡戴在定向运动员的手指上，可以将沿途到达各站点的时间及位置通过点签器(读卡器)记录在卡内。
背景技术：
现有技术的定向运动中运动员使用的身份卡是一种纸卡，上边写有运动员的号码和姓名，每经过一个站点时，运动员用打孔器在纸卡上打一个编码孔，运动员到达终点以后，裁判员根据纸卡记录与标准卡进行比较结果，审核运动员是否有漏点错点，并手工记录最终的时间，这种记录方式有如下缺点1.携带不方便；2.纸卡防水性能差，不能满足定向户外运动的要求；3.操作时间长，尤其是多个运动员同时到达一个站点，就更加耽误时间；4.无法记录到达每一个站点的时间；5.容易作弊，往纸卡上打孔的打孔器容易获得，也就给作弊提供了可能；6.汇总统计时间长，容易出错，难以组织大型比赛。
发明内容
本实用新型要解决的问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种使用非接触智能卡的定向运动用身份识别及电子计时装置，其身份卡做成可以戴在手指上的形状，携带方便，瞬间便可以完成打卡操作，将所到站号和时间记录在卡内，大大减少了作弊的可能而且汇总统计快速准确。
本实用新型解决上述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现设计制造一种定向运动用身份识别及电子计时装置，包括非接触智能卡，以及读卡器；智能卡内有集成电路芯片；读卡器包括微控制器，直流/直流变换电路和时钟电路，尤其是智能卡的卡体背面有卡带孔槽；智能卡还包括一个卡带；读卡器的端面上有一个限位圈。卡带孔槽的数目为至少一个，最佳为两个。卡带在使用时穿过卡带孔槽套戴在运动员的手指上。限位圈内圆直径大于卡体的长度。限位圈的作用是使运动员在奔跑过程中能将卡准确地放置在读卡器的有效读卡部位，尽量减少运动员在站点停留的时间。
每次运动员刷卡时，读卡器将本身的站点位置编号和时间写入运动员所戴的卡内，并验证写入的内容是否正确，经验证写入的数据正确，读卡器便发出一个响声，并同时给出高亮度LED灯闪烁指示，运动员听到这个响声或看到灯闪，表明信息已正确地写入卡中，就可以离开本站，继续进行比赛。如果验证为错误，那么读卡器重新写卡，直到写正确为止。运动员在终点站刷卡后，完成比赛过程信息的记录。之后，运动员在主站上刷卡，比赛成绩立刻在主站的液晶屏上显示出来，并且通过连接主站的便携热敏打印机将过程点的打卡信息实时打印出来。也可以通过一个RS232转换接口传输到PC机去，在PC机内有一个数据库管理程序，这个程序对每一个运动员的输入数据进行处理，这些处理包括运动员是否到达所有站点，顺序是否正确，成绩名次等等。
读卡器中的微控制器采用ATMEL公司的89C51，其程序存储空间为4096字节，当然也可以采用其他型号的MCJ。
每个读卡器均设计为电池供电，每更换一次电池，读卡器可连续工作300小时。为了节电，89C51平时处于休眠模式，当有人打卡时，89C51被激活，进入正常工作状态。
读卡器内设置有准确的时钟，通过与计算机联接校准时钟。读卡器中的时钟电路芯片采用达拉斯公司的DS1302，DS1302本身不带电池，为了使时钟持续工作，其专门配有一电池。
非接触式智能卡工作频率为13.6MHz，存储量为1Kb，其密码验证机制严密，保存的信息可靠安全，可以擦写十万次。
非接触式智能卡读写器以射频识别技术为核心，读写器内主要使用了1片射频卡专用的读写处理芯片。它是一个最大操作距离达60～100mm读/写设备的核心器件，其功能包括调制、解调、产生射频信号、安全管理和防碰撞机制。内部结构分为射频单元和接口单元，射频单元内含调制解调器和电源供电电路，直接与天线连接；接口单元有与单片机相连的端口，还具有与射频单元相连的收/发器、16字节的数据缓冲器、存放64对传输密钥的ROM、存放3套密钥的只写存储器以及进行三次证实和数据加密的密码机、防碰撞处理的防碰撞模块和控制单元。这是与射频卡实现无线通信的核心模块，也是读写器读写射频卡的关键接口芯片。读卡器工作时，不断地向外发出一组固定频率的电磁波(13.6MHz)，当有卡靠近时，卡内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器的发射频率相同，这样在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容充电有了电荷。在电容的另一端，接有一个单向导电的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储。当电容器充电达到2V时，此电容就作为电源为卡片上的其他电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接收读写器发出的数据并保存。
同现有技术相比较，本实用新型携带方便，刷卡迅速可靠，不易作弊，便于汇总统计，大大缩短了比赛组织时间。
图1是本实用新型定向运动用身份识别及电子计时装置中身份卡的侧视图；图2是本实用新型定向运动用身份识别及电子计时装置中身份卡底视示意图；图3是本实用新型定向运动用身份识别及电子计时装置中身份卡及卡带配置示意图；图4是本实用新型定向运动用身份识别及电子计时装置的运动员佩戴身份卡在读卡器上刷卡时的示意图；图5是本实用新型定向运动用身份识别及电子计时装置中读卡器的电原理图；图6是本实用新型定向运动用身份识别及电子计时装置中读卡器直流/直流变换电路的电原理图。
以下结合附图所示的实施例之一对本实用新型做详细的说明。
具体实施方式
如图1、图2、图3和图4所示本实用新型包括非接触智能卡10，以及读卡器21，智能卡10内有集成电路芯片15，读卡器21包括微控制器24，直流/直流变换电路25和时钟电路26，尤其是智能卡10的卡体11背面有卡带孔槽12；智能卡10还包括一个卡带41；卡带孔槽12的数目为至少一个，最佳为两个。卡带41在使用时穿过卡带孔槽12套戴在运动员的手指上，由卡带扣42进行固定。
读卡器21的端面上有一个限位圈22，限位圈22的内圆直径大于卡体11的长度。卡体11由卡带12固定在运动员的手31上，例如可以套戴在中指上。限位圈22的作用是使运动员在奔跑过程中能将非接触智能卡10准确地投在读卡器21的有效读卡部位，尽量减少运动员在站点停留的时间。
如图5所示读卡器21中的微控制器24的型号采用AT89C51，其程序存储空间为4096字节。
读卡器21中时钟电路26的U5的型号采用达拉斯公司的DS1302，DS1302本身不带电池，为了使时钟持续工作，其专门配有一电池BAT2，为直径10毫米3V的钮扣电池。
非接触式智能卡工作频率为13.6MHz，存储量为1kb，其密码验证机制严密，保存的信息可靠安全，可以擦写十万次。
非接触式智能卡读卡器内主要使用了1片射频卡专用的读写处理芯片。它是一个最大操作距离达60～100mm读/写设备的核心器件，其功能包括调制、解调、产生射频信号、安全管理和防碰撞机制。内部结构分为射频单元和接口单元，射频单元内含调制解调器和电源供电电路，直接与天线连接；接口单元有与单片机相连的端口，还具有与射频单元相连的收/发器、16字节的数据缓冲器、存放64对传输密钥的ROM、存放3套密钥的只写存储器以及进行三次证实和数据加密的密码机、防碰撞处理的防碰撞模块和控制单元。这是与射频卡实现无线通信的核心模块，也是读写器读写射频卡的关键接口芯片。读卡器工作时，不断地向外发出一组固定频率的电磁波(13.6MHz)，当有卡靠近时，卡内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器的发射频率相同，这样在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容充电有了电荷。在电容的另一端，接有一个单向导电的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储。当电容器充电达到2V时，此电容就作为电源为卡片上的其他电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接收读写器发出的数据并保存。
如图6所示每个读卡器均设计为电池供电，每更换一次电池，读卡器可连续工作300小时。U8是一个升压的直流/直流变换器，型号采用LT1930，它将3.6V的电池电压转换为稳定的5V。U8本身耗电很小，在微安数量级，为了节电，AT89C51平时处于休眠模式，当有人刷卡时，AT89C51才被激活，进入正常工作状态。所以，采用电池供电足以满足任何大型比赛应用。
本实用新型所使用的主要元、器件如下表。
实践证明，采用本实用新型制作的装置举行定向运动比赛，大大节省了比赛的组织时间，比赛成绩准确可靠。
权利要求1.一种定向运动用身份识别及电子计时装置，包括非接触智能卡(10)，以及读卡器(21)，所述智能卡(10)内有集成电路芯片(15)，所述读卡器(21)包括微控制器(24)，直流/直流变换电路(25)和时钟电路(26)，其特征在于所述的智能卡(10)的卡体(11)背面有卡带孔槽(12)；智能卡(10)还包括一个卡带(41)；读卡器(21)的端面上有一个限位圈(22)。
2.根据权利要求1所述的定向运动用身份识别及电子计时装置，其特征在于所述卡带孔槽(12)的数目为至少一个，最佳为两个。
3.根据权利要求1所述的定向运动用身份识别及电子计时装置，其特征在于所述的卡带(41)在使用时穿过卡带孔槽(12)套戴在运动员的手指上。
4.根据权利要求1所述的定向运动用身份识别及电子计时装置，其特征在于所述读卡器(21)端面上的限位圈(22)的内径大于卡体(11)的长度。
5.根据权利要求1所述的定向运动用身份识别及电子计时装置，其特征在于所述的读卡器(21)中的微控制器(24)的型号采用AT89C51。
6.根据权利要求1所述的定向运动用身份识别及电子计时装置，其特征在于所述的读卡器(21)中直流/直流变换电路的U8的型号采用LT1930。
7.根据权利要求1所述的定向运动用身份识别及电子计时装置，其特征在于所述的读卡器(21)中时钟电路(26)的U5的型号采用DS1302。
专利摘要本实用新型涉及一种定向运动用身份识别及电子计时装置，包括非接触智能卡(10)及相应的读卡器(21)。尤其是智能卡(10)的卡体(11)背面有卡带孔槽(12)；智能卡(10)还包括一个卡带(41)；卡带(41)在使用时穿过卡带孔槽(12)套戴在运动员的手指上，读卡器(21)的端面上有一个限位圈(22)。本实用新型携带方便，瞬间便可以完成打卡操作，将所到站点的站号和时间记录在卡内，本实用新型大大减少了作弊的可能而且汇总统计快速准确。
文档编号G06K7/08GK2585324SQ0225004
公开日2003年11月5日 申请日期2002年12月2日 优先权日2002年12月2日
发明者王键, 李敢, 辛延军, 谭虎勋 申请人:深圳市华睿健实业有限公司