一、系统概述:

  

       在田径体育场上，在跑道上举行的中长跑，竞走径赛项目不少，如1500m、3000m、5000m、10000m、5公里竞走、10公里竞走等。这部分项目需要记录运动员从起点到终点的运动时间和先后名次，传统的跑步比赛计时器有秒表，智能表，这类型计时器因受到计时操作人员的反映差异及实践经验等主观因素的影响，成绩误差非常大。再加比赛或考试时同时跑步的人多，而人的视力及记忆力有限，很多时候会出现偏差，经常出现成绩张冠李戴。最终比赛成绩也需要人工录入，工作量大，容易出现人为错误。

       如何准确记录每名运动员所跑的时间和圈数，一直是一大难题：多年以来一直是裁判员通过人工摆棋盘和人工画表格等形式记录，除耗费大量的人力物力外，还不可避免存在人为失误，影响成绩的准确性。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——自动计时计圈设备，为此，我们结合当今射频识别这一RFID技术，推出中长距离比赛的中长跑自动计时计圈系统。

1.1 系统的工作原理及基本组成

  跑步计时计圈系统采用RFID低频射频识别技术、跳频抗干扰技术、Cypher通讯技术、Timing计算机信息处理等高新技术与国民体质、体育径赛相结合的计时系统。每次开始比赛时，每个运动员分配一件号衣，内置RFID低频射频卡，当运动员在操场上开始跑时，同时系统软件开始计时。当运动员经过终点计时地毯天线时，地毯天线能够立即检测到运动员身上号衣内卡片信息，并通过计时计圈仪上传给计算机后台系统软件，后台系统软件将同时采集到的时间、卡片信息与相应运动员信息对应，实时显示圈数和时间，当比赛结束时，软件可统计比赛情况，从而实现对中长跑项目自动计时计圈的目的。

1.2 系统主要功能

1、统计运动员成绩：比赛结束后，计算机即统计出各运动员的起讫时刻、完成圈数、最快圈时间，以及名次等成绩，并打印成绩单；
2、显示比赛实况：经计算机处理后的信息，可以通过大屏幕或电视屏幕，即时、动态显示比赛实况，激烈赛况一目了然；
3、储存比赛记录：由计算机记载的全部比赛记录，可供随时查看或打印，为赛场的经营管理、财务管理、车辆管理等提供如实的数据。

二、系统组成

整套系统由远距离读卡器、射频天线、远距离感应卡、控制计算机及软件四部分构成。

2.1 低频远距离读卡器

产品特性:
◆可外接两个天线，具有两个单独的输出，实现两个天线两种输出标示，标配1个天线，1路输出
◆读卡距离远，采用地毯天线，读卡高度可达3.5m 的读出距离
◆安装通道宽，标准地毯3-6米宽，特殊情况下，可达10多米，覆盖8个跑道
◆防冲突，单个天线速度可达20张/秒
◆高精度读取，误读率低于一亿分之一
◆安装方便，天线制作方法简单，做成地毯式天线，携带布置方便
◆读卡没有方向限定，360度任意角度都能读到
◆卡片可固定在脚上、腰包、衣服兜或者手臂上，实现真正自动识别
◆同时提供26位Wiegand, RS232输出
◆通过EMC测试认证

技术参数：
尺寸：（高）325 x（宽）285 x（厚度）65毫米 【内部读卡器（高）200 x（宽）150 x（厚度）30毫米】
电源：12-26VDC，@500mA max
工作温度：-20～+60°C（适用于室内和室外安装)
工作湿度：0 - 80% 无凝结，信号穿过液体感应距离无任何改变
最大天线大小：采用直径1.5mm粗铜线时单天线周长达16米
输出格式：RS232
工作频率：发射频率125KHz，接收频率4MHz

产品应用:
  学生中考训练计时计圈、运动员比赛计时计圈系统、部队体能测试计时计圈、卡丁车计时计圈系统、自行车计时计圈系统等应用到需要计时计圈的所有系统。

2.2 TV1系列感应卡：(缝在号码布内、固定在松紧带内、放在马夹背心内、放腰包内）

  

产品特性:

远距离识别：根据地毯天线大小，读卡距离可达3.5米
防冲撞：在读卡器上可识别5多万张卡，最大可识别50多万张卡
高精确性：误读率低于1亿分之1
高安全性：私有加密协议，随机通讯数据
低电池检测：当卡片电量低时，输出低电池信号
长寿命：5年使用寿命，仅在感应范围内工作（可做成可换电池和不可换电池两种）
自检测：电池状态自动输出
美观实用：可做证件卡，可打印姓名等信息
自休眠：离开感应区自动体眠
抗液体：水中工作感应距离无任何改变

技术参数:

卡号：64位编码，输出位数可选
尺寸：86 x 54 x 4.5 mm毫米
工作寿命：带电池，寿命3-5年，低电池提示。
材质：亮灰色PC外壳加聚碳酸酯标签，PVC白色签名栏，可签名或打印
工作温度：-20～+60℃
工作湿度：防水，水里正常工作，水中感应距离无任何改变
工作频率：发射频率4MHz，接收频率125KHz
EMC测试认证

2.3 地毯天线

产品特性:

连接调谐盒，读到卡片调谐盒黄灯闪烁同时蜂鸣器鸣叫
跟感应卡交互，识别卡的区域
室外全天候工作、低频跳频技术抗干扰能力强

技术参数:

工作频率：125KHz发射，4MHz接收
尺寸：1000mm * 3000mm（根据需要定制）
工作电流：150mA
供电电压：5V DC，由读卡器直接供电
工作温度：-20 to +60°C无凝结，环氧树脂密封，防水

材料：毛绒地毯、PVC 胶底，聚酯氨条纹绒面等地毯材料都可以

三、长距离比赛自动计时功能的实现

      在马拉松、铁人三项、越野滑雪等比赛时，在比赛的起点线放置一套天线、读卡器及相应的控制系统，在比赛的终点线放置另一套天线、读卡器及控制系统。当发令枪响，运动员开始出发，发令的声音信号启动系统定时器开始计时，但由于参赛运动员众多，多至几百乃至上万人，这些运动员不可能同时在一条起跑线上，其离开起跑线就存在时间差，为此，应用该系统就能解决此问题：每当每名运动员经过起跑线处的天线时，控制系统接收到该运动员携带读卡器发出的特征信息，并记录下通过时的对应时刻，传给控制计算机存储。当运动员跑完全程，到达终点时，位于终点线处的天线接收每位到达终点运动员携带读卡器发出的信号，经控制系统处理后，确认运动员的身份，并记录下对应时刻，传给控制计算机，由计算机自动进行处理，从而计算出运动员的成绩及相应名次。

四、计圈功能的实现

      对于在田径场、滑冰场等场内进行的中、长距离比赛，运动员要在场内行进几圈到几十圈，需要记录运动员行进的圈数，以便确认运动员是否跑完全程。为此在终点线安装一套系统天线及读卡器，并给每个运动员携带能发出不同特征信息的感应卡，当运动员听到发令枪声，起跑后，运动员每经过一次终点线时，位于终点线处的天线接收到运动员携带的感应卡发出的信号，经读卡器处理后，识别出该位运动员的身份，并记录下相应圈数，从而完成了自动记录所有参赛运动员行进圈数的目的。

五、结论

      该系统是以射频识别技术为基础，研究解决中长距离体育比赛中长期存在的记录运动员行进圈数和时间成绩的急迫问题，具有明显的实际意义。CYPHERTAG系统自动识别跑步计时计圈系统也是目前无论是边界识别精度、感应标签识别正确率、传输速度、识别高度等都是很合适的，已经有多家合作单位选择使用CYPHERTAG作为跑步训练、中考、体能测试的指定设备。

选择CYPHERTAG远距离读卡器的理由：

1、长条形覆盖范围，精确的位置识别，稳定、精确的读卡边界，终点线就是边界
2、车速可达200公里/小时通过，均能识别，确保不漏读
3、抗强干扰，抗金属，抗液体，抗防爆膜，不受天气环境影响
4、防冲突，同时可识别多张卡，同一比赛识别可多达上百张人同时测试

跟其他计时产品的对比：

      市场上有很多的计时计圈产品，但是绝大部分都是基于超高频技术的产品，标签受人体、汗水、天气、wifi蓝牙等无线产品影响，漏读率高；扇形感应区，没有明确的感应边界，没有稳定的读卡距离；高频无源卡识别距离太近，高频有源卡识别距离太远，均不能很好的控制，没到终点线就识别或过了终点线才识别、成绩前后搞错；戴在手腕上的存在左右手前后问题，误差大，多人拥挤经过识别率低；而我们使用的低频远距离产品就能很好的解决这个问题。

Cyphertag远距离读卡器的优点：

       1、长条形覆盖范围，精确的位置识别，稳定、精确的读卡边界，感应边界就是终点线；
       2、10人50米冲刺通过，均能识别，确保不漏读 ；
       3、抗强干扰，抗液体（水下距离不受影响，常用于游泳比赛计时），抗人体屏蔽，抗纤维屏蔽影响，不受天气环境影响，不受现场wifi无线等影响；
       4、防冲突，单天线同时可识别20多张卡，确保数量多的情况下不漏卡，多天线可以确保更多的卡片被识别；
       5、NFC近场通讯，低频125Khz，4Mhz低频跳频工作，感应范围固定，不对人体有辐射危害。

       

       近年来随着视频技术的发展，AI的发展，有用摄像头做终点识别，但是还是存在很多的缺点：

       AI 终点画一个一米左右的区域，可以识别有物体闯入区域，但是不能区别是谁，在附近走动人员被识别到会出错。要分辨是谁，需要做到人脸识别。但是在跑道上跑步人脸很难全部识别，存在低头、遮挡等情况，人在跑动过程中，脸上出汗、人脸因热变形等均会导致识别错误。
      摄像头还会受到阳光影响，强光下存在阴阳脸情况，识别效果不好，价格不同的摄像头识别效果也不同，通过识别区速度的快慢也会影响识别效果，速度快了，会无法识别。
       有对接 AI 大模型，需要实时通网络，上传视频到云服务器再返回数据，目前还没有落地的 AI 识别能达到满意的效果。

我们自豪的说，只有我们的CYPHERTAG才能完美的解决中长跑比赛的计时计圈。

实物案例图：