RFID技术在里程计时型比赛上的应用

摘 要：在当前众多的里程计时型体育比赛项目中，更多还是采用古老传统的人工掐表式计时，这样不仅人力成本高、工作效率低、且精确度较差。随着rfid技术的产生、发展、成熟和在各种各业的广泛应用，高效、智能、精准、节约型的智能处理系统在体育竞赛比赛中应用已经是必然的发展趋势。

关键词：RFID；智能化；自动识别；精准

中图分类号：TP205 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）08-0022-02

0 引 言

射频识别技术（RFID），是一种自动识别的通信技术，通过无线的射频识别方式来识别目标，并进行数据的读取与交换，无需任何有线线路、无需人工干预、无需接触。具有操作方便、信息量大、存取信息及时、保密性好、对环境适应性强、安装方便等优点，因而在医疗、交通、农业、物流、资产管理等领域得到了广泛的应用。

如今，在马拉松比赛、冲走、速滑、自行车等里程计时型竞赛中，以前主要采用的是传统古老的人工计圈计时方式，存在用人量大和人为误差的问题。随着通信技术的发展，将RFID技术应用于里程计时型比赛上，不仅节省了人力，还有效地避免了人为因素产生的失误或误差，从而实现比赛的系统化、准确化、实时化，也就实现了物联网技术在体育事业上的应用。本文重点针RFID技术在里程计时型比赛上的应用，从技术简介、系统组成、应用实例、工作原理、设计实现等角度详细阐述。

1 RFID技术简介

RFID技术兴起于上个世纪90年代，它是通过交变的电磁场耦合实现的无接触信息传递方式。RFID设备通常由电子标签、阅读器组成。电子标签由耦合元件及芯片组成，内存芯片存有一定格式的电子数据，记录了所代表物体的属性。阅读器是读取电子标签中数据的设备，它与电子标签间可以按约定的通信协议，利用交变磁场和电场的空间耦合，并对射频信息进行调制和解调处理，从而实现信息互传。电子标签和阅读器，都具有收发、存储功能，阅读器还具有数据的处理功能，它们相当于能独立工作的单片机系统。一套简单RFID系统的模拟图形如图1所示。

射频信息感应区域的距离，是RFID系统的一个主要性能指标，它标识着电子标签可被耦合的最大距离。往往根据需求不同、成本的不同，可以在0～100 m的范围内进行设计。低频段（LF）无源标签阅读距离一般在1 m以下，需要位于阅读器天线辐射的近场内，主要用于工具识别、动植物识别、带有内置应答器的汽车钥匙等。高频段（HF）无源标签阅读距离一般也在1 m以下，主要用于要求安全性更强一些的系统，如电子身份证、电子车票、电子遥控门锁控制器、一些大厦的门禁系统等。超高频段（UHF）无源标签阅读距离一般在3～10m，甚至更高些，主要用于交通系统的自动识别、集装箱识别、以及一些自动收费系统。

2 RFID技术在体育领域的运用现状

RFID技术目前在体育领域应用极其广泛，在运动会门票、球类比赛、里程计时型比赛等比赛项目上得到了切实的应用。

2.1 RFID技术在门票使用处理系统中的应用

RFID技术门票，在购买时已经植入了购票人的个人信息，一是保障观众的安全，二是防止倒票现象的发生，三是操作简单，提高检票速度，也节约人力成本，预防拥堵现象发生。大家熟知的北京2008年奥运会，比赛场次2 000多次，几百万张门票全部采用RFID识别技术。2012年，北京（国际）车展的130万余张门票、第10届国际动漫游戏展览会的25万余张的门票等全部采用RFID技术。

2.2 RFID技术在球类比赛中的应用

2007年，据美联社报告，一款由阿迪达斯和德国Cairos公司共同研发的智能足球在日本举行的俱乐部杯比赛上得到了应用。这款足球，内嵌RFID芯片，每秒钟可以发送2 000次2.4 G信号，在球场周围安排多台监控跟踪设备，它们能够在300 m外面捕捉到足球发送来的信号，并能及时分析，对足球进行精准定位，且明确判断足球是否完全越过球门线，同时将分析结果在1 s内的时间内准确传送到裁判员所佩戴的接收终端中。这项技术，也有望在以后的类似的球类竞赛中得到广泛应用。

2.3 RFID在竞速比赛中的应用

RFID在竞速类的比赛中的应用，可以追溯到20年前。早在1994年，柏林马拉松比赛中，参赛运动员的身上都佩有一个刻录个人信息的标签，并通过运动员在起点、终点、竞赛途中信息的采集，并进行分析比对，非常准确地对运动员进行了定位、跟踪、监控、管理，判断，取得了比较精确的比赛数据，对比赛成绩的测定起到了很好的支撑作用。陆续，在公路赛、滑雪、自行车赛、赛车等比赛项目中，此项技术也得以了广泛的应用。

3 RFID技术里程计时型比赛上应用的系统设计

3.1 系统架构

为保证系统具有完整性、可用性、准确性，整个系统的架构从采集终端、信息传输、信息处理、后期服务各个环节都需要周密规划与设计，其整体架构如图2所示。

3.2 系统分析

该系统采用超高频识别系统的先进技术。融计算机信息处理技术、高清摄像头采集数据技术、RFID射频识别技术等技术于一体，嵌入到体育比赛全过程中。这种标签精小，便于携带，当运动员带着电子标签经过感应线圈时，读写器天线立刻耦合，检测到通过电子标签的信息，同时读写器能够将读到的信息立即发送到所连接的计算机中，计算机负责收集运动员的相关信息，并在后台使用应用软件做出相应的处理，提练出所需要的数据。由于信息发送即时，且标签与人一一对应，信息与人一一对应，达到对比赛成绩自动、实时分析的目的。

3.3 系统的主要功能

这套系统由RFID读写器、天线、电子标签、LED显示屏、语音播报、高清摄像机、控制计算机及软件等几大部分组成，将主要承接着以下四项功能：

（1）运动员身份识别：在整个赛程中确定运动员身份；

（2）统计运动员成绩：统计每位运动员的比赛成绩及名次；

（3）显示与记录赛况：通过显示屏即时动态显示比赛实况；

（4）用语音播报赛况：语音播报即时赛况，运动员的比赛信息。

3.4 系统功能的实现过程

在比赛现场，起点和终点处均安置一套设施，包括天线、读写器和控制。比赛开始后，发令枪响，发令的声音信号启动定时器开始计时，尤其在运动员众多的比赛而每位运动员不可有在同一起跑线上时，这套系统解决了运动员起跑的时间差问题。在比赛过程中，每次运动员经过天线处时，控制系统通过接收天线接收运动员所携带的电子标签发出的信息，并记录下圈数、时间值，传送给计算机存储，计算机系统会实时分析每位运动员此时此刻的排名情况。当运动员到达终点时，同样还是读取运动员所携带的电子标签记录信息，经过控制系统处理后进行成绩汇总排名，最后根据需要交付打印机打印。通过这套系统，实现了运动员空间和时间的定位，精准智能地记录了比赛全程的信息。

4 结 语

随着全民对健康问题的关注，各种类型的竞技比赛成为推动全民参与锻炼的推动力，比赛公平性尤其大规模人员众多的比赛，公平性往往是个难以跨越的瓶颈。在RFID技术的基础上，融合了网络通信和智能感知技术，设计开发这套系统，一定程度上可取代裁判的工作，不仅提高了精准度，还节省了大量的人力物力，也避开了很多不必要的纠纷，具有很强的现实意义。该系统广泛的推广使用，必将提升里程计时型比赛的裁判水平，提升比赛设备的高科技含量，是将科技应用于体育最好的例证，实现科技体育、科学健身的很好的体验。

参 考 文 献

[1]王鹏.走进云计算[M].北京：人民邮电出版社，2010.

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