RFID双频运动计时计圈系统

　　RFID双频运动计时计圈系统

　　双频芯片计时系统之应用领域

　　专业体育赛事：田径中长跑、竞走、马拉松、铁人三项、接力赛、游泳、自行车、摩托车、越野滑雪、轮滑、卡丁车等众多正式体育赛事项目;

　　教育领域：广泛运用在学校运动会、冬季长跑、体育测验、体校日常训练和测验，中高考计时;

　　部队及军队院校：日常训练、考核及比赛， 主要运用于：3000米、5000米、400米障碍、10米×5往返跑等。

　　1. 双频芯片计时系统之工作原理

　　每当运动员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计时读写器，计时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。

　　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。

　　当运动员携带的双频运动计时芯片标签通过计时地毯时，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计时计时读写器，计时计时读写器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。

　　2. 双频芯片计时系统之当前技术比较

　　现有技术：

　　125kHz/134.2kHz低频、13.56MHz高频、915MHz超高频、2.45GHz/5.8GHz微波。

　　l 低频技术的频率很低，这就意味着其载波频率低，在上面调制的数据信号的速率就会很低。这样系统就无法同时处理大量的接收数据，造成防冲突能力很弱，只能同时读取几个标签。

　　l 高频技术如地铁票，其作用距离非常短，只有几个或十几个厘米。因为调高功率使距离变远，会造成其天线的辐射范围内有大量盲区。也就是说当标签或卡片从远及近向读卡器移动时，隔一段距离就会无法读取。

　　l 超高频和微波技术特别容易受到环境的影响，超高频电磁波在空气中近似直线传播。金属物体会遮挡放在其后方的RFID标签。液体对于超高频电磁波有“吸收”的能力，放在液体背后的超高频RFID标签的读取性能会急剧下降。此外，超高频标签的性能受其粘贴物品的材质影响很大。针对瓦楞纸箱、木板、金属、塑料、液体表面、玻璃、橡胶等常用材质，需要开发出各自不同的标签天线。否则标签的读取距离可能一下子从7米降到几十厘米，无法被读卡器接收到。多种不同的超高频标签会给实际使用带来很大的不便。

　　可以看出单一频率RFID技术的实际使用是存在局限性的。只有在最适合该频率技术特点的应用场景中，才能起到令人满意的效果。

　　人们不禁想到能否开发出一种技术，兼取不同频率的优点同时又摒弃它们的缺陷。RFID双频技术(125K与2.45G)就这样在期待中应用而生。

　　双频技术的优点：

　　l 125K低频接收频率保证了极高的数据传输率，防冲突能力强，因此系统可以同时读取多个的芯片。

　　l 因为2.45G微波是接收频率，而读卡器的接收距离，灵敏度指标很容易做的很好。所以在整个2.45G天线辐射范围内都能有很好的接收效果，不会产生信号覆盖盲区。

　　l 双频技术兼具125K低频和2.45G微波技术的优点并摒弃了它们的缺陷。目前看来，双频技术是全球唯一能够真正做到多人同时计时芯片电子标签的技术。

　　3. 计时系统硬件介绍

　　l 计时读写器

　　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

　　l 计时芯片腕带标签

　　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

　　l 计时地毯/感应线圈

　　1) 双频运动计时感应线圈需要与双频计时读写器相连，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，计时计时读写器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。为此在计时计时读写器中含有专门的自动调谐电路，将这种影响减少到最低程度。