一种基于双频rfid技术的竞赛计时系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于体育器械领域，具体涉及一种基于双频RFID技术的竞赛计时系统。
【背景技术】
[0002]在长距离比赛中，经常会有几十名甚至是几百名选手同时进行比赛，由于选手运动水平参差不齐，准确统计每名运动员行进的时间和圈数一直是一大难题，时至今日，还有许多测试和比赛仍是靠裁判员人工统计，不但耗费大量的人力物力，而且不可避免地产生人为失误，田径比赛的不可重复性决定了:不能因为裁判员的失误而让选手重新比赛，因此对准确性和可靠性具有很高的要求，特别需要高科技的竞赛电子设备。
[0003]目前比赛中已出现了自动计时计圈设备，能够准确记录选手的圈数，但由于阅读设备对选手佩戴芯片的阅读具有一定的区域，在运动方向上有效的阅读区域长度达到几米到几十米，在此区域内均可阅读到芯片，相对于比赛的计时精度而言(不同项目要求不同)，即便是采用定向阅读天线此阅读区域也过于宽泛，很多时候无法有效区分选手的先后。所以实际使用时多用于记圈而不是计时，大多与终点摄像计时系统(带有时间序列的图像)相结合，以准确地判断选手的名次和成绩，这种方案在田径比赛的场地赛中具有较为成熟的运用。因为场地赛最多只有几十名选手同时比赛，从工作量及普通比赛的时间要求上尚可接受，但对于大人群比赛和实时性要求较高的赛事，则无法满足比赛要求。因为大人群比赛参赛人员数量往往达到上千人甚至是上万人，如马拉松，自行车，轮滑等，依靠终点摄影计时系统的图像进行判读，可谓捉襟见肘；实时性要求高的比赛，在选手冲过终点后即要求向观众展示选手的成绩，速度上较难满足。
[0004]在现有的大人群比赛中，为了尽量减小有效阅读区域，提高精度，RFID计时设备常采用以下两种工作方式:
[0005]其一是超高频段915MHz，采用地毯式阅读天线和无源芯片，即在赛场终点处铺设阅读地毯，常用地毯宽度1.2-2米，厚度一般为3-5厘米，此读取距离较大，同时又不能确保在某一边缘端附件接收到芯片信号，阅读时间差有可能达到0.1-0.2秒的数量级，这相当于游走于相关规则对芯片传感系统分辨率为1/10秒(即可以0.1秒区分选手的结束时间)的要求，虽然其铺设地毯所高出地面(赛道)的高度对于长跑、竞走、马拉松、铁人三项等项目没有问题，但是对于自行车、摩托车或卡丁车等无疑造成一定影响，而对于轮滑、越野滑雪等项目，选手不得不减速甚至停下越过地垫，在影响选手发挥运动水平的同时也降低了比赛的观赏性。
[0006]其二采用双频技术，低频为125KHZ，高频为6.8MHz，采用地毯天线，可以同时读取多个芯片，芯片最大运动速度可以达到60公里/小时，其优点是精度高于超高频技术，理论值可以达0.01秒，满足一般跑步比赛的要求，但因为使用卡片，通过低频激活部分给芯片临时充电，高频发射功率较小，所以卡片体积较大，且阅读距离较短，不超过I米范围，也就是说阅读卡片只能放在鞋上，无法提高放置在身体其他部位或者器械上，同时由于高频不够高，无法实现速度快运动项目的要求，如轮滑和自行车、摩托车赛就无法使用(其速度常高于60公里/小时)，当然由于采用地毯天线，本质上也不适合快速运动项目。
[0007]制约计时精度的另一个因素是，传统的计时器的计时方式是根据阅读器阅读到芯片的识别号匹配阅读器时基或者PC系统的计时时间，当通过阅读器的芯片数量较少时，此方法没有不妥之处，但当有很多个运动芯片同时经过计时点时，短时间内有大量的芯片向阅读器发送信号，必然引起数据排队，通常只能根据阅读到的顺序而不是芯片激活或者发送的顺序进行排队，而排队所产生的时间延迟也无法补偿。
[0008]鉴于上述原因，本实用新型提供一种基于双频RFID技术的竞赛计时系统。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型提供一种基于双频RFID技术的竞赛计时系统，包括客户端、主机、激活模块、线圈及芯片，所述主机分别连接客户端和激活模块，所述线圈分别连接芯片及激活模块，所述激活模块连接芯片，所述线圈置于竞赛场地，所述芯片由运动员携带，其中，所述激活模块包括通信器、阅读器、激活器及时间同步装置，所述阅读器分别连接激活器及通信器，所述通信器连接时间同步装置。
[0010]优选的，所述芯片采用125KHZ低频激活，并采用2.45GHz高频向阅读器发送数据。
[0011]优选的，所述芯片为RFID有源双频芯片。
[0012]优选的，所述线圈为双回线线圈。
[0013]根据本实用新型提供的基于双频RFID技术的竞赛计时系统，设置双回线线圈，并在两根回线上采用不同编码设置，来减小横向(即:运动方向)激活区域，提高纵向阅读高度，从而实现定点激活与阅读，提高计时精度，更好地区分出选手经过计时点的顺序及方向，有效降低计时设备对选手的阻碍，提高系统便捷性和通用性。此外，系统自带计时时基，与GPS同步后，采用双计时嵌套模式，匹配芯片被有效激活的时间而不是阅读器接收到芯片的系统时间，实现精确计时记圈。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1是本实用新型较佳实施例提供的基于双频RFID技术的竞赛计时系统示意图；
[0016]图2是本实用新型较佳实施例提供的基于双频RFID技术的竞赛计时系统工作流程图；
[0017]图3是本实用新型较佳实施例提供的回线线圈示意图；
[0018]图4是本实用新型较佳实施例提供的激活码及计时周期示意图。
【具体实施方式】
[0019]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]图1是本实用新型较佳实施例提供的基于双频RFID技术的竞赛计时系统示意图。如图1所示，本实用新型较佳实施例提供的基于双频RFID技术的竞赛计时系统包括客户端1、主机2、激活模块3、线圈4及芯片5，所述主机2分别连接客户端I和激活模块3，所述线圈4分别连接芯片5及激活模块3，所述激活模块3连接芯片5，所述线圈4置于竞赛场地，所述芯片5由运动员携带，其中，所述激活模块3包括时间同步装置31、通信器32、阅读器33、激活器34，所述阅读器33分别连接激活器34及通信器32，所述通信器32连接时间同步装置31。
[0021]本实施例中，所述芯片采用125KHZ低频激活，并采用2.45GHz高频向阅读器发送数据。。其中:芯片为RFID有源双频芯片。通常地，本实用新型所述的阅读器的阅读距离为100米左右，其可实现大数量芯片通过固定点的精确计时(例如:大于200个/秒)；且其识别速度较高(例如:大于200公里/小时)；抗冲突性稳定；时标精度高(例如:大于0.01秒)。此外，芯片性能稳定，防水，防震，并采用大容量电池，使用寿命长(正常3年以上)。
[0022]于此，所述通信器采用的通信方式为，网口(例如RJ45接头)或GPRS模式。主机开启后，主动进行GPS时间同步，即在此基础上进行叠加计时，主机采用高精度的晶振进行计时。同步成功后，通讯端口给予反馈，LED给予提示。如无GPS信号，可通过手动方式更改设备时间。
[0023]阅读器低频激活信号载码频率为1000Hz，芯片有效激活后，向阅读器发射芯片数据，阅读器接收到芯片数据后将其与硬件时标相匹配，通过通信器即时发送给发送给主机。于此，主机的网口或GPRS通讯端口可互相切换，但不同时工作。
[0024]如上所述，即完成时间同步、定点阅读、即时阅读、叠加时标和实时发送全过程。其中，具体硬件指标为:阅读器晶振选择有源恒温晶振，频率可调节(如压控)，精度、稳定度不大于±0.5PPm;阅读器电路和芯片低频激活器电路设计在同一个PCB上。于此，为准确记录芯片经过的时间，提高1