仁微电子—部队体能训练考核计时计圈系统

一、 背景及系统介绍

　　军事体能的训练以及考核达标是不同军兵种军人的共同基本要求，同时也是完成本职工作的重要前提。但长期以来，多人训练的组训难与多人考核的繁琐一直是个难以解决而又长期存在的问题。

　　基于此，采用RFID技术的军事体能训练考核系统解决了20公里、5公里、3000米、5000米、400米障碍跑等跑步科目的多人同时训练、考核计时、计圈、计数的难题。 当训练考核人员携带的运动计时芯片标签通过计时线圈天线时，计时线圈天线将接收到的RFID计时芯片标签的数据信号发送到与其相连的计时读写器上，计时读写器记录下当前的时间和计时芯片标签的相关信息，即完成计时、计圈、计数功能。比赛成绩可以实时显示，训练组织者可以通过安装在电脑上的计时系统软件查看、编辑、打印成绩。

　　二、 系统内容

• 对军人体质健康状况进行定期检测和评价
• 为军人体能素质训练提供科学的训练计划
• 为军人体能素质训练效果进行智能化评比与评估
• 为军人提供科学的健身运动处方
• 建立全体军人体质测评数据库

　　三、 系统组成及特点

• 后台数据处理中间件
• 可视化比赛人员信息录入显示模块
• 数据保存、统计、导出模块
• 数据录入，包括军人姓名，性别，年龄，职位号码等信息
• 比赛分组及比赛方式，可以设置比赛的圈数
• 数据保存统计导出功能

　　四、 系统硬件组成和产品 运动计时系统读写器(触发读写一体化读写器)

• 运动计时芯片(电子标签)
• 125K地感线圈天线(低频缆式天线)
• 操作系统服务器平台组成(运动计时计圈系统软件)

　　每当军人带着双频电子标签经过跑道处计时线圈时，125K低频激活天线能够立即激活双频电子标签信息，双频电子标签实时主动发送数据给附近的读写器，读写器再将读到的卡数据上传给连接的计算机，计算机得到运动员的有关信息，并记录下通过时的对应时刻，用专用软件对该信息作一系列处理。跑步起始时间可由读写器引出的“计时开始”按钮采集，上传给计算机后台系统软件，后台系统软件将采集到的开始时间、卡片信息与相应运动员信息对应，统计比赛情况，从而实现对跑步项目自动计时的目的。

　　该系统在终点铺设一组125K地感线圈天线，用于运动计时计圈系统。

　　当军人携带的双频运动计时芯片标签通过计时地毯天线时，地毯天线将接收到的RFID标签的响应信号发送到与其相连的读头，读头记录下当前的时间和标签的相关信息，即完成计时功能。比赛成绩可以实时显示，裁判或训练组织者可以通过安装在电脑上的计时系统软件查看、编辑、打印成绩。

　　五、 系统优势

　　 实时性高：处于场区内的标签一旦被触发，立即上传数据进行，软件处理计时信息及统计并将时间名次信息保存在数据库中;

　　 抗干扰性强：人体、金属、粉尘、潮湿不会对系统造成任何的影响，产品鲁棒性经严格测试;

　　 实时精度高：系统计时精度为20ms，采用GPS卫星授时，同步北京时间，时间精度高。

　　 安装设备方便：产品设计时完全考虑安装的便捷性，125K低频与2.45G双频一体化读取实现精确计时要求，不要再布设其他设备，卡片下发结合软件便可实现中长跑运动计时计圈应用;

　　 无串扰事件发生：当有同频或者不同频大功率微波设备同时使用时，产品会灵活跳频，躲避干扰源;

　　 数据容量大：系统中读卡器使用2.45G频段作为数据流通主要通道，数据的通信速率为2Mbits/S;

　　 多标签同时识别：每个读卡器能够同时识别200张在读卡器区域的卡片，无冲撞无串扰;

　　 EMI、EMS能力强，卡片发射功率为手机发射功率的千分之一，绿色无电磁波辐射危险。不会与蓝牙、802.11、无线局路网无冲突;

　　 低功耗、长寿命：电子标签只有在进入地感线圈触发区域时才会发送数据，在未进入地感线圈区域或者长时间在同一地感线圈区域时，电子标签处于休眠状态，这样大大降低了电子标签的功耗，延长了电池的使用寿命;

　　六、 系统硬件产品介绍

　　1 计时系统读写器

　　识别距离 ： 0 ～ 150米

　　识别速度 ： 200 公里 / 小时

　　识别能力 ： 同时识别 500张以上的标签

　　识别角度 ：全向

　　极化方式 ： 双极化(可满足标签朝向多变的应用)

　　天线增益 ： 14dBi

　　工作频段 ： 2.4GHz、125KHz

　　功耗标准 ： 工作功率为毫瓦级

　　通信机制 ： 基于 HDLC 时分多址和同步通信机制

　　抗干扰性 ： 频道隔离技术，多个设备互不干扰

　　安 全 性 ： 加密计算与安全认证，防止链路侦测

　　实时时钟 ： GPS自动授时

　　计时精度 ： ±20毫秒

　　存储空间 ： 板载2M Byte，支持8G Micro SD卡

　　接口标准 ： RS232、RS485、Wiegand、RJ45、TTL、WiFi、GPRS等可选

　　扩展I/O ： 开关量信号输入与输出各3路

　　电源标准 ： DC 7.5～24V 800～3000mA

　　2 计时芯片标签

　　识别距离 ： 0 ～ 100米可调

　　识别速度 ： 200 公里 / 小时

　　识别能力 ： 具备200张/秒的防冲突性能

　　识别方式 ： 全向识别

　　可变增益 ： 0～3级可按需选定

　　工作频段 ： 2.45GHz、125KHz

　　通讯速率 ： 250K

　　通信机制 ： 基于HDLC 时分多址和同步通信机制

　　抗干扰性 ： 频道隔离技术，多个设备互不干扰

　　安 全 性 ： 加密计算与安全认证，防止链路侦测

　　功耗标准 ： 平均工作功率为微瓦级

　　使用寿命 ： 1.5年

　　电压检测 ： 电压低可通过无线或蜂鸣同时预警

　　封装特性 ： ABS+PC材质，抗高强度跌落与振动

　　环境特性 ： 工作温度-40℃ ～+85℃ 　工作湿度<95%

　　可 靠 性 ： 防水防尘，满足工业环境要求

　　外 形 ： 双耳方型

　　尺 寸 ： 40×36×12 mm

　　重 量 ： 12g

　　安装方式 ： 加装表带佩戴

　　3 计时地毯/感应线圈

　　1) 双频运动计时感应线圈需要与双频读写器相连，完成计时功能。当计时感应线圈接收到来自双频计时芯片标签的响应信号时，读头记录下当前时间和标签ID号。计时感应线圈能用于各种环境而且防水，可以被用于跑步、自行车运动以及冰雪运动;地毯相当牢固耐用。

　　2) 地感线圈内部包含独立的感应回路(125kHz给标签激活唤醒)和接收回路(2.45G接收标签响应信号)。有时回路的谐振频率会受到周围金属物品(如钢筋混凝土、水管等)的影响，从而影响到读取距离。为此在读头中含有专门的自动调谐电路，将这种影响减少到最低程度。