一种防作弊的定向越野比赛系统的制作方法

本实用新型属于体育运动竞技领域，具体涉及一种防作弊的定向越野比赛系统。

背景技术：

随着全民健身运动热潮的升温，定向越野这一种野外体育运动方式逐渐被大众认可，成为了一项流行的全民健身运动。在定向越野比赛中，选手依靠地图和指北针，按照比赛规则和赛前抽取的任务，从起点出发，找到任务中规定的检查点，到达终点用时最短者为优胜。检查点是定向越野比赛的关键。为了证明自己找到了检查点，选手需要在每一个检查点“打卡”。选手是否打卡，何时打卡，何地打卡直接决定其比赛成绩，因此如何打卡就成为了定向越野比赛的核心问题。然而定向越野比赛场地覆盖面广，地形多为市郊野外的丘陵地，如果比赛检查点数量较多，参赛选手较多，组委会很难面面俱到，时刻全程监督每一名选手。如何打卡才能杜绝作弊，才能保证比赛的公平、公正、公开，成为了组委会棘手的问题，也是本实用新型旨在解决的核心技术问题。目前，已有解决方案主要有以下四种。

(1)军队组织定向越野比赛大多采用的是人工打卡方案。赛前组委会派遣专业人员去每一个检查点制作记号(如喷绘)或放置印章；比赛过程中选手找到检查点，在卡片上抄写检查点记号或由检查点工作人员盖印章；比赛结束后，组委会根据选手卡片抄录记号情况判定比赛成绩。该方案的缺点是耗费大量人力物力，而且一旦选手通过其他手段盗取了检查点信息(如：提前得知了喷绘记号)，或者买通了检查点工作人员，即可伪装打卡，实现作弊。

(2)地方组织定向越野比赛大多采用的方案是电子打卡方案(具体参考申请号为201710352050.X的专利文献)。赛前组委会派遣专业人员去每一个检查点放置“点标旗”和“点标器”，点标器实质上是一个基于射频卡 (RFID)和电子计时器的电子打卡产品；比赛过程中选手找到检查点，用“指卡”在“点标器”上打卡；比赛结束后，组委会读取指卡信息得到选手的检查点得分。该方案的缺点是“指卡”无法鉴别参赛选手，定向越野比赛场地大且开放，比赛过程中有可能出现交换指卡选手“替跑”的作弊现象。另外，每个检查点放置的点标器如果没人看守，则容易丢失、损坏造成经济损失；如果派人看守，则耗费大量人力。

(3)在电子打卡方案的基础上，少数赛事采用了指纹打卡方案(参考申请号为201110270639.8的专利文献)。该方案用指纹打卡器鉴别了参赛选手身份，杜绝了“替跑”作弊。但是，定向越野的比赛强度很大，在比赛过程中选手需要长时间长距离的奔跑，经常会汗流浃背。对于目前的指纹识别硬件，当手指在有汗渍的情况下，指纹识别率将会大幅度降低，导致选手浪费打卡时间，影响比赛成绩，因此目前很少赛事采用指纹打卡器。

(4)除了上述三种主流方案，还有极少数赛事使用了手机APP打卡方案。参赛选手自带智能手机，安装特定APP在检查点用APP打卡。该方案的缺点是目前还没有稳定实用的定向越野专用APP。而且由于手机种类繁多，硬件参数差别大，操作系统版本不一致，APP兼容性不好导致比赛过程中程序崩溃影响比赛进程。另外，这种方案允许选手自带手机，选手有可能会利用手机其他APP(如奥维地图)实现作弊。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种防作弊定向越野比赛系统，克服了定向越野比赛的公平、公开性不好、安全性不高、指纹识别率低、系统稳定性差的问题。具体技术方案如下：

一种防作弊的定向越野比赛系统，由手持设备和数据服务器组成；

所述手持设备包括，

数据处理模块：用于存储、管理、处理所有比赛数据；

任务抽签模块：用于从数据处理模块获取任务数据；

任务播报模块：用于从任务抽签模块获取任务数据，并通过屏显和语音的方式播报任务数据；

移动计算模块：用于计算选手的位置数据，所述位置数据包括地理坐标、平面直角坐标、行进方向、瞬时速度和平均速度；

数据采集模块：用于周期性地收集移动计算模块输出的结果；

打卡模块：用于从数据采集模块获取位置数据，上报选手针对某一检查点的打卡位置和时间；

紧急救援模块：用于从数据采集模块获取位置数据，并上报选手申请救援的位置；

成绩查询模块：用于选手查询比赛成绩和屏幕显示；从数据处理模块获取比赛数据，解析后得到选手比赛成绩，在屏幕上显示；

手持设备数据同步模块：用于手持设备与数据服务器之间传递数据；

操作响应模块：用于响应比赛过程中选手的操作和控制其他模块的数据流转。

所述数据服务器包括，

服务器数据同步模块：用于与所述手持设备数据同步模块之间传递数据；

关系数据库：用于对比赛数据实施统一存储和管理；即，对比赛检查点信息、比赛任务信息、比赛选手信息、比赛过程信息等所有比赛数据实施统一存储和管理，为数据同步模块开放数据相互访问权限。

所述手持设备与数据服务器之间通过蜂窝基站或无线局域网实时通信。

优选地，还包括一个电子手环，用于获取选手的生理特征数据；所述电子手环通过蓝牙与手持设备进行连接，并将选手生理特征数据传递至所述数据采集模块。

优选地，还包括一个三防手提箱和移动电池组，所述数据服务器和移动电池组设置在所述三防手提箱内侧。

优选地，所述手持设备集成至智能电子手表，所述智能电子手表的正面为圆角正方形结构，在圆角正方形结构中心为显示屏幕，用于显示数据信息；圆角正方形结构的四边按照顺时针方向的分为四个端部：第一端部设置表带一，第二端部设置开关、三个喇叭孔、SIM卡槽，第三端部设置 mini USB接口和表带二，第四端部设置1号键、2号键、3号键和三个话筒孔；所述1号键用于调节增大音量和获取比赛任务，所述2号键用于获取检查点信息、打卡、开始比赛和结束比赛，所述3号键用于调节减小音量和请求紧急救援。

优选地，所述智能电子表的显示屏幕外侧设置一个保护壳。

采用本实用新型获得的有益效果：1、本实用新型杜绝了定向越野比赛中打卡作弊现象，提升了比赛的公平、公正性；2、本实用新型实现了定向越野比赛全程监控，提升了比赛的公开性；3、本实用新型为选手提供了随时可靠的救援保障，提升了比赛的安全性；4、本实用新型降低了定向越野比赛组委会的人力物力成本，提升了比赛的经济性；5、本实用新型能够将定向越野比赛的过程数据化存储，而后通过数据共享和挖掘提取出有益于选手日后提高参赛水平、有助于组委会进一步改善赛事水平的知识。

附图说明

图1为本实用新型系统的功能模块示意图；

图2为本实用新型手持设备集成至智能电子手表的结构示意图；

图3为操作响应模块的逻辑控制电路示意图；

图4为本实用新型的使用方法流程图；

图5为本实用新型具体实施例中数据存储与管理的关系图；

图6为本实用新型具体实施例中数据服务器上的软件截图一；

图7为本实用新型具体实施例中数据服务器上的软件截图二；

图8为本实用新型具体实施例中数据服务器上的软件截图三；

图9为本实用新型具体实施例中数据服务器上的软件截图四。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种防作弊的定向越野比赛系统，所述系统由手持设备和数据服务器组成；

所述手持设备包括：任务抽签模块、任务播报模块、位置计算模块、

数据采集模块、打卡模块、紧急救援模块、成绩查询模块、数据处理模块、手持设备数据同步模块和操作响应模块。实施例中，上述各模块均可以采用现有技术中的软、硬件结合的方法进行实现。

实施例中，所述数据处理模块向任务抽签模块和成绩查询模块推送数据，从紧急救援模块和打卡模块获取数据，为数据同步模块开放数据相互访问权限；所述任务抽签模块从数据处理模块获取任务数据，解析后得到比赛的起点坐标、终点坐标、以及每一个检查点的坐标、指示物和规则(如寻找顺序或时间窗口)；所述移动计算模块采用GPS/北斗定位芯片通过串口提供定位数据；

手持设备数据同步模块用于手持设备与数据服务器之间传递数据；手持设备与数据服务器通过蜂窝基站实时通信实现比赛数据同步，如果比赛场地位于无基站覆盖的地域，则通过在比赛起点和终点架设无线局域网实现手持设备与数据服务器的比赛数据同步；

实施例中，操作响应模块中的操作编码控制任务获取模块、任务播报模块、紧急救援模块、打卡模块、数据采集模块和成绩查询模块的数据流转。

所述手持设备与数据服务器既可以通过蜂窝基站，也可以通过无线局域网实现数据同步。

所述数据服务器包括服务器数据同步模块和关系数据库，实施例中部署在便携笔记本计算机上，用于比赛任务、检查点位置、选手比赛数据的统一存储和管理。便携式笔记本计算机并和移动电池组内置于一套三防手提箱，三防手提箱起到防火防水防摔的作用。

如图2所示，手持设备集成在智能电子手表上，通过两侧的表带穿戴在选手的手臂上。实施例中的具体功能如下：“开关”按键，长按(3秒以上) 则开/关智能电子手表；SIM卡卡槽，选手能够插入自备的SIM卡；其中一侧表带拆下后，露出mini USB接口，即可用作充电，亦可用作数据交换接口。手持设备正面采用的是非触控屏。这是因为定向越野比赛激烈，且多在山野荒林。采用非触控屏能够避免选手“误操作”。另外，通过在屏上增加一层外壳来提高屏幕的抗损坏程度。屏幕不能触控，默认状态时显示北京时间的时钟，比赛开始后显示选手已用时间(单位：分钟)，比赛结束后显示选手比赛成绩。为了实现控制，手持设备一方设有三个实体按键，从左到右分别编号为“1号键”、“2号键”和“3号键”。实体按键稳定性好，不会因为出汗影响灵敏度；实体按键便于选手盲操作，不影响比赛的时间。实体按键的操作设计为：(1)1号键短按则增大一格喇叭音量，长按(3秒以上)则获取当前的比赛任务；(2)2号键短按则播放/显示最近一个检查点信息，长按(3秒以上)则报告当前点位(即打卡)，双击表示开始比赛，三击表示结束比赛；(3)3号键短按则减小一格喇叭音量，长按(3秒以上)则请求紧急救援。

为了响应选手的按键操作，设计了操作响应电路将不同按键的不同操作转换为唯一的16进制编码数据。如图3所示，操作响应电路的主体思路是：将3个实体按键设计成电路的3个通路开关。借助于时钟，记录每次通路和断路的时间差。根据时间差值的长短判定操作类型，如：大于3秒的操作表示一次长按操作；差值大于0.5秒小于3秒的操作表示一次短按操作；连续两个差值小于0.5秒的操作表示一次双击操作；连续三个差值小于0.5秒的操作表示按键三击。最后，结合按键编号和操作类型生成唯一的操作响应编码，发送至系统的其他模块。操作响应电路可以用单片机结合电路板实现。

图4为本实用新型的使用方法流程图；主要步骤为：

(S1)选手领取手持设备，插入个人SIM卡，长按开关键开机；

(S2)手持设备自动读取SIM卡信息，登录数据服务器；

(S3)选手长按1号键，抽取比赛任务，如果失败，则联系组委会确认个人信息无误后重新抽取比赛任务；

(S4)选手根据比赛任务领取地图，准备就绪后，双击2号键，开始比赛，手持设备开始实时采集比赛数据，并同步至数据服务器；

(S5)如果比赛过程中选手受伤，长按3号键，请求救援，该选手比赛结束；

(S6)选手在健康情况下，短按2号键，手持设备通过屏幕显示和语音播报的方式告知选手比赛任务中下一个检查点的信息；

(S7)选手每找到一个检查点，在检查点半径5米内长按2号键打卡，手持设备记录并向数据服务器发送当前位置数据；

(S8)选手到达终点后三击2号键结束比赛，手持设备将比赛数据全部同步至数据服务器；

(S9)数据服务器根据比赛数据评定其比赛成绩后，将比赛成绩推送至每名选手的手持设备，并通过屏幕显示。

下面结合具体实施例进行说明。图5给出了本实用新型系统中数据服务器的关系数据库采用的数据表关系图；实施例基本情况如下，

项目：某大学定向越野俱乐部比赛；

场地：湖南省长沙市青山铺镇周边，20平方公里；

选手：100人；

检查点数量：171个，如图6给出了部分检查点；

比赛任务数量：20个；

每个任务的检查点数量：8个；

数据采集频率：1/12，即每0.2分钟采集一次，如图7给出了部分采集数据；

选手每找到一个检查点，通过手持设备打卡，如图8所示；

数据服务器根据选手的比赛数据，包括检查点找对的数量和比赛用时，评定分数，如图9所示。

应当指出，本实用新型并不局限于以上特定实施例，本领域技术人员在权利要求的保护范围内做出任何变形或改进，均落在本实用新型的保护范围之内。