专利名称：一种竞速比赛用电子计时设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种计时装置，具体涉及一种用于在竞速比赛中，尤其是轮滑等比赛中进行计时的电子计时设备。
背景技术：
在各种竞速类比赛中，需要进行计时。由于选手之间的水平可能很接近，手动计时难以满足高水平比赛的需求，因而全面推广使用电子计时设备是大势所趋。现有的竞速比赛用电子计时设备，通常都试图使用全自动图像计时。例如，中国发明专利申请CN101571964A公开了一种竞技比赛全自动图像计时及信息管理系统，其由发令枪、无线发令信号检测发射装置与无线发令信号接收装置、计算机、计算机软件、图像采集卡和高速线阵CCD摄像机组成，比赛过程中，通过无线发令信号检测发射装置采集发令 枪声音信息，传输给无线发令信号接收装置，自动启动软件计时，当运动员快到终点时，利用高速线阵CCD摄像机拍摄终点冲刺图像，通过图像计时子系统进行人体识别，自动判读运动员成绩。该方案存在的问题是(I)由于采用高速线阵CCD摄像机配合图像采集卡进行图像采集，通过图像计时子系统进行人体识别和成绩判断，系统总体成本高，对图像识别软件的要求高，自动判读成绩时易造成误读，通常都需要裁判员通过回放图像进行人工辅助判定，实时性不够。(2)该方案以发令枪的枪声作为计时依据，不能在无发令枪的比赛中使用。
在自由式轮滑速度过桩比赛中，根据规则规定，速度过桩分为计时赛和淘汰赛，预赛阶段采用计时制，决赛阶段采用淘汰制。其中，预赛可根据比较要求决定是两人一组进行还是一个一个进行，决赛则每两人一组进行三局两胜制比赛。采用电子计时的预赛，起跑发令为“On your Mark (各就位)”，命令发出后，运动员在五秒内必须跑出。决赛则采用三声发令式，可以使用发令枪。因此，自由式轮滑速度过桩比赛，并不一定使用发令枪，预赛时运动员在五秒内自行决定起跑时间，决赛时也可以仅有口令发令。这样，现有技术中以发令枪开始计时的装置均无法适用于该比赛。另一方面，由于每次比赛为一人或两人一组，不存在多人混杂的情况，采用图像采集方式进行终点判别导致计时设备成本较大，同时也显得不必要。在其它分道计时类比赛中，例如机器人比赛、轮椅比赛等，也存在类似的问题。因此，需要一种更能适用于这类比赛的电子计时设备。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种竞速比赛用电子计时设备，可以适应采用或不采用发令枪出发的各种比赛的计时需求。为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是一种竞速比赛用电子计时设备，主要由起点端模块、终点端模块、主计时模块和上位机构成；
所述起点端模块包括起点端控制盒、与起点端控制盒通过导线连接的至少一组反光板光电传感器、无线通信模块，所述起点端控制盒内设有控制电路和声音传感器；
所述终点端模块包括终点端控制盒、与终点端控制盒通过导线连接的至少一组反光板光电传感器、无线通信模块，所述终点端控制盒内设有控制电路；
所述主计时模块设有控制器、无线通信模块、与上位机连接的接口 ；
所述主计时模块与起点端模块和终点端模块间经无线通信模块构成通信网络。进一步的技术方案，所述起点端模块中，设有2 8组反光板光电传感器，每组反光板光电传感器包括一设置在三脚架上的反光板和一设置在三脚架上的光电传感器，反光板组件和光电传感器组件分别放置在对应跑道的起点线延长线的正上方，反光板和光电传感器在同一高度相对设置。优选地，所述起点端模块中，设有2组所述反光板光电传感器。
上述技术方案中，所述终点端模块中，设有2 8组反光板光电传感器，每组反光板光电传感器包括一设置在三脚架上的反光板和一设置在三脚架上的光电传感器，反光板组件和光电传感器组件分别放置在对应跑道的终点线延长线的正上方，反光板和光电传感器在同一高度相对设置，每一组反光板光电传感器具有与起点端模块对应的反光板光电传感器相同的识别码。优选地，所述终点端模块中，设有2组所述反光板光电传感器。 上述技术方案中，所述起点端模块、终点端模块、主计时模块上，分别设有显示工作状态的LED双色灯。使用时，首先放置起点端模块和终点端模块。如果采用自由出发方式，则需要在对应的跑道两侧分别放置光电传感器和反光板，多组比赛则放置多组光电传感器和反光板，光电传感器的连接线连接至起点端控制盒；如果采用发令枪出发方式，则将起点端控制盒放置在发令枪附近。在终点端，按照实际场地道次序号，将安装于三脚架上的光电传感器与反光板放置于终点线延长线的正上方，高度一致，并将放置该道次的光电传感器用专用线连接至终点端的对应接口。起点端和终点端的各接口间一一对应。主计时模块收到上位机发出的准备计时指令时，通过无线通信模块分别与起点端模块和终点端模块握手，此后，由起点端模块根据光电信号或声音信号发出开始计时信号，由终点端模块根据光电信号发出带有通道标志的结束计时信号，实现计时。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点
I.本发明起点端模块、终点端模块、主计时模块分别设置有无线通信模块，通过无线通信模块实现交互、计时，不需要在赛场进行布线操作，适合于各种场地使用。2.本发明起点端模块同时设有光电传感器和声音传感器，可以适用于采用或者不采用发令枪的比赛使用。3.光电传感器为反光板光电传感器,架设方便,信号清晰准确。4.本发明特别适用于自由式轮滑速度过桩比赛，既可用于不采用发令枪的一人比赛或两人比赛，也可以用于采用发令枪的两人比赛。
图I是本发明实施例的系统结构示意图。
具体实施例方式下 面结合附图及实施例对本发明作进一步描述
实施例一参见图I所示，一种竞速比赛用电子计时设备，主要由起点端模块、终点端模块、主计时模块和上位机构成，其中
所述起点端模块包括起点端控制盒、与起点端控制盒通过导线连接的至少一组反光板光电传感器、无线通信模块，所述起点端控制盒内设有控制电路和声音传感器；根据需要，可以在起点端控制盒内设置可充电电池(如锂电池)，也可以外接电源。起点端控制盒上设有触发电平接口，用于与光电传感器连接；设有SMA接口，用于连接无线天线以实现无线信号发送及接收；设有LED双色灯绿色准备状态，红色待机状态、工作状态。起点端模块的工作流程是
(1)上电后进入待机状态，LED指示红色；
(2)收到主计时模块准备信号后，进入准备状态，LED指示绿色，并反馈已开启信号；
(3)在准备状态，收到触发信号后(开枪或者经过光电开关)，发出“触发计时”信号，进入工作状态；
(4)在工作状态，再次收到触发信号，不再响应；
(5)在工作状态，再次收到主计时模块准备信号后，则进入准备状态，LED指示绿色，并反馈已开启信号；(此过程可反复多次)
用作分段计时时，可以使用部分通道作为分段计时点，或者增加终点端个数，通过信号编码识别，使之成为分段计时点。所述终点端模块包括终点端控制盒、与终点端控制盒通过导线连接的至少一组反光板光电传感器、无线通信模块，所述终点端控制盒内设有控制电路；根据需要，可以在终点端控制盒内设置可充电电池(如锂电池)，也可以外接电源。起点端控制盒上设有2-8个触发电平接口，用于与光电传感器连接；设有SMA接口，用于连接无线天线以实现无线信号发送及接收；设有LED双色灯绿色准备状态，红色工作状态。终点端模块的工作流程是
(1)上电后进入准备状态，LED指示绿色；
(2)收到主计时模块开启终点端信号后，进入工作状态，LED指示红色，并反馈已开启信号；(此过程可反复多次)
(3)在工作状态，收到通道信号后，发出通道信号，进入发送状态，并开始计时；
(4)若发送状态收到通道信号，记下当前通道信号，等当前数据发送结束后，再发送。记下当前计时，并清零后重新计时；
(5)当前数据发送结束后，判是否还有数据要发送，若还有数据发送，则再次发送带计时的数据，并再次进入发送状态；
(6)当前数据发送结束后，判是否还需发数据，若无数据发送，则回到工作状态，计时结束并清零。(7)在工作状态，收到主计时模块关闭终点端信号后，重新进入准备状态，LED指示绿色。(此过程可反复多次)，在准备状态收到通道信号，不予理睬；
(8)在通道信号后加蜂鸣器，任何状态收到通道信号，蜂鸣器提示(直接用触发电平驱动)。
所述主计时模块设有控制器、无线通信模块、与上位机连接的接口，该接口可为USB接口 ；主计时模块的盒体上可以设置SMA接口，用于连接无线天线以实现无线信号发送及接收；设有LED双色灯(可显示五种状态):黄色待机状态，绿色闪烁待准备状态，绿色准备好状态，红色闪烁计时状态，红色工作状态；设有蜂鸣器，用以发出提示音。主计时模块可以由USB接口供电，也可以外接电源供电。主计时模块的工作流程是
(O上电后蜂鸣一声，进入待机状态，LED指示黄色；
(2)收到上位机发出准备计时指令(参考握手协议)或按下按键(测试用)，并通过无线模块向起点触发端发出准备指令；未收到起点触发端的准备好指令，进入待准备状态，LED指示绿色闪烁；
(3)若收到起点触发端发出的准备好指令，主计时模块进入准备状态，给上位机发送起点触发端已准备好信号，LED指示绿色；
(4)无论是待准备状态还是准备状态，收到起点触发端(或上位机的强制计时)发出的开始计时信号，主计时模块进入计时状态，给上位机发送开始计时信号，LED指示红色闪烁(在此状态后再次收到开始计时信号，不予理睬)，若收到上位机发出的开启终点端指令，向终点触发端发送开启终点端指令；
(5)收到终点触发端发出的反馈信号，进入工作状态，给上位机发送已开启终点端信号，LED指示红色；
(6)在工作状态时收到终点触发端发出的带“通道标志”的信号后，记录下当前的计时，在补偿处理后，把通道标记信号及计时时间数发给上位机(多次收到信号，把每次的通道标记及记时数发给上位机);
(7)主计时模块在工作状态，收到上位机的“关闭终点模块”信号，计时继续，主计时模块进入计时状态，LED指示红色闪烁；
(8)主计时模块收到终点模块已关闭的信号后，马上给上位机发送已关闭终点端信
号;
(9)在此状态,若再收到上位机开启终点端指命,重新进入工作状态；(工作状态与计时状态可多次切换)。所述主计时模块与起点端模块和终点端模块间经无线通信模块构成通信网络。无线通信模块可以采用频率433或470MHz无线发射。
权利要求
1.一种竞速比赛用电子计时设备，主要由起点端模块、终点端模块、主计时模块和上位机构成，其特征在于 所述起点端模块包括起点端控制盒、与起点端控制盒通过导线连接的至少一组反光板光电传感器、无线通信模块，所述起点端控制盒内设有控制电路和声音传感器； 所述终点端模块包括终点端控制盒、与终点端控制盒通过导线连接的至少一组反光板光电传感器、无线通信模块，所述终点端控制盒内设有控制电路； 所述主计时模块设有控制器、无线通信模块、与上位机连接的接口 ； 所述主计时模块与起点端模块和终点端模块间经无线通信模块构成通信网络。
2.根据权利要求I所述的竞速比赛用电子计时设备，其特征在于所述起点端模块中，设有2 8组反光板光电传感器，每组反光板光电传感器包括一设置在三脚架上的反光板和一设置在三脚架上的光电传感器，反光板组件和光电传感器组件分别放置在对应跑道的起点线延长线的正上方，反光板和光电传感器在同一高度相对设置。
3.根据权利要求2所述的竞速比赛用电子计时设备，其特征在于所述起点端模块中，设有2组所述反光板光电传感器。
4.根据权利要求I所述的竞速比赛用电子计时设备，其特征在于所述终点端模块中，设有2 8组反光板光电传感器，每组反光板光电传感器包括一设置在三脚架上的反光板和一设置在三脚架上的光电传感器，反光板组件和光电传感器组件分别放置在对应跑道的终点线延长线的正上方，反光板和光电传感器在同一高度相对设置，每一组反光板光电传感器具有与起点端模块对应的反应光光电传感器相同的识别码。
5.根据权利要求4所述的竞速比赛用电子计时设备，其特征在于所述终点端模块中，设有2组所述反光板光电传感器。
6.根据权利要求I所述的竞速比赛用电子计时设备，其特征在于所述起点端模块、终点端模块、主计时模块上，分别设有显示工作状态的LED双色灯。
全文摘要
本发明公开了一种竞速比赛用电子计时设备，主要由起点端模块、终点端模块、主计时模块和上位机构成，其特征在于起点端模块包括起点端控制盒、至少一组反光板光电传感器、无线通信模块；终点端模块包括终点端控制盒、至少一组反光板光电传感器、无线通信模块；主计时模块设有控制器、无线通信模块、与上位机连接的接口；所述主计时模块与起点端模块和终点端模块间经无线通信模块构成通信网络。本发明不需要在赛场进行布线操作，适合于各种场地使用，可以适用于采用或者不采用发令枪的比赛使用，特别适用于自由式轮滑速度过桩比赛。
文档编号G07C1/24GK102831664SQ20121034038
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者雍明, 王国栋, 汪涛 申请人:苏州大学, 苏州苏大体育科技文化有限公司