CN105825557A - 一种计时系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子电路技术领域，具体而言，涉及一种计时系统。包括：激光探测器、控制器以及计时器；其中，所述激光探测器以及所述计时器分别与所述控制器电连接；所述激光探测器用于在感应到人体后生成感应电信号；所述控制器用于在接收到所述感应电信号后，生成停止信号；所述计时器用于计时，并在收到所述停止信号时，向所述控制器发送计时信息。该装置能够减小计时误差，节省计时的人力成本，且制造成本低廉。

Description

一种计时系统

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，具体而言，涉及一种计时系统。

背景技术

目前，在赛跑或者跑步训练需要计时的时候，有两种方式：

1、在赛道起点的工作人员手持令旗或者发令枪，在赛道终点的工作人员手持计时秒表，当赛道起点的工作人员通过令旗或者发令枪发出起跑信号之后，赛道终点的工作人员通过眼看或者耳听接收到这个起跑信号，按下计时秒表开始计时。

2、通过电子发令枪进行计时，在计时的时候，发令员会让选手保持起步姿势2秒左右，然后触发发令枪，发出起跑信号。发令枪内置有传感器，当发令枪被触发的同时，传感器同样被触发，与传感器连接的计时器开始计时。在赛道的终点安装有红外线感应装置；当选手到达终点的时候，触发红外线感应装置，计时停止。

在上述第一种方式中，由于声音在空气中传播需要一定的时间，当声音由赛道的起点传递至终点，计时的工作人员还需要一定的反应时间才能够计时，造成计时误差较大。在上述第二种方式中，一场比赛有多个赛道，每个赛道的计时都需要一个工作人员操作，浪费人力，且由于成本原因，一般学校在跑步训练时也可能采用比赛专用的计时器。

因此，一种误差小，成本低廉且节省人力成本的计时系统成为现在亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种计时系统，能够减小计时误差，节省计时的人力成本，且制造成本低廉。

本发明实施例提供了一种计时系统，包括：发令设备、激光探测器、控制器以及计时器；

所述发令设备连接有触发器；

所述触发器用于在所述发令设备发出起跑信号后发出计时指令；

所述控制器用于接收所述计时指令后，控制所述计时器开始计时；

所述激光探测器用于在感应到人体后生成感应电信号；

所述控制器还用于在接收到所述感应电信号后，生成停止信号；

所述计时器还用于在收到所述停止信号时，向所述控制器发送计时信息。

优选地，所述触发器包括：射频信号发送模块；

所述控制器还连接有射频信号接收模块；

所述射频信号发送模块与所述射频信号接收模块之间通过射频信号无线连接。

优选地，所述激光探测器包括：激光光源、扫描装置、受光检测器；

所述激光光源用于发出激光光束，并将所述激光光束照射到所述扫描装置上；

所述扫描装置能够将所述激光光束反射为一个扫描面；

所述受光检测器用于感应被所述扫描装置反射后的所述激光光束，并在激光光束被遮挡的时候生成感应电信号。

优选地，所述受光检测器包括：处理器以及受光电路；

所述处理器与所述受光电路电连接；

所述受光电路用于在所述激光光束照射下生成感应电流，且所述感应电流在激光光束被阻断时消失；

所述处理器用于在所述感应电流消失时生成感应电信号。

优选地，还包括：模数转换器；

所述模数转换器连接与所述处理器与所述受光电路之间，用于将所述受光电路所生成的感应电流由模拟信号转换为数字信号。

优选地，所述受光电路有多个；多个所述受光电路均与所述处理器电连接；

多个所述受光电路用于在所述激光光束在被反射成扫描面的时候，分别在不同的扫描角度感应所述扫描装置反射后的所述激光光束；

所述处理器用于在依次接收不同所述受光电路所发送的感应电流，并在预设时间内没有收到所述感应电流时，生成感应电信号。

优选地，还包括：编码器；

所述编码器与所述受光电路电连接；

所述编码器用于对多个所述受光电路进行编码，并向所述处理器发送编码信息；

所述处理器还用于根据所述编码信息生成感应电信号。

优选地，所述扫描装置包括：反射镜。

优选地，所述反射镜还连接有旋转装置；

所述旋转装置能够控制所述反射镜以垂直于所述扫描面轴为轴线的在预设角度范围内反复摆动。

优选地，所述控制器还连接有：显示屏和/或语音播报装置；

和/或，所述激光探测器还连接有：通道框架。

本发明实施例所提供的计时系统，通过当运动员到达终点的时候，会经过安装在跑道上的激光探测器，在经过的时候，能够被激光探测器感应到。而激光探测器在感应到人体后生成感应电信号，并将该感应电信号发送给控制器。控制器在接收到该感应电信号后，生成停止信号，并将该停止信号发送给计时器。计时器在接受到停止信号后，将计时信息发送给控制器。激光探测器的探测的精准度高，因此计时的误差小，且计时的时候，是通过激光探测器来自动进行感应，不需要针对每一个赛道上的运动员都单独配备一个计时工作人员，节省人力信息。同时，激光探测器、控制器以及计时器的使用相对于现有技术来说，使用的器件少，成本低。因而，在减小计时误差的同时，还节省计时的人力成本，且制造成本低廉。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种计时系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的计时系统中，另一种激光探测器的就提结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的计时系统中，激光探测器的就提结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的另一种计时系统的结构示意图；

图示说明：

激光探测器10、激光光源101、扫描装置102、受光检测器103、处理器104、受光电路105、模数转换器106、编码器107。

控制器20、计时器30、显示屏50、语音播报装置60、发令设备70、触发器80、射频信号发送模块801、射频信号接收模块802。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前在赛跑或者跑步训练的时候所使用的计时系统，节省成本的计时系统误差大，而检测精度高的成本高昂，且需要多人操作，浪费人力物力，基于此，本申请提供的一种计时系统，可以在提高计时精度的同时，降低检测成本，且不需要人工操作，自动计时。

需要注意的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1所示，本发明实施例所提供的计时系统包括：发令设备70、激光探测器10、控制器20以及计时器30；

所述发令设备70连接有触发器80；

所述触发器80用于在所述发令设备70发出起跑信号后发出计时指令；

所述控制器20用于接收所述计时指令后，控制所述计时器30开始计时；

所述激光探测器10用于在感应到人体后生成感应电信号；

所述控制器20还用于在接收到所述感应电信号后，生成停止信号；

所述计时器30还用于在收到所述停止信号时，向所述控制器20发送计时信息。

在具体实施的时候，激光探测器被安装在跑道的终点位置，和控制器通过有线或者无线的方式连接；控制器可以是单片机、计算机、可编程逻辑控制器等能够实现对激光探测器以及计时器进行控制的设备，而计时器一般是与控制器电连接的电子计时系统，或者是以软件形式集成在控制器内的计时器。在比赛或者跑步训练的时候，都需要一个发令装置70，该发令装置70在被触发的时候，会发出起跑信号。该发令装置可以是发令枪、哨子、具有语音播报功能的播报装置等。这些发令装置在被触发后，会发出起跑信号，例如枪响声、哨子的哨声、播报的提前录制好的声音等。同时该发令装置还连接有一个触发器80，该触发80器能够在发令装置发出起跑信号的同时被触发，生成计时信号，通过有线或者无线的方式传递给控制器。控制器在接收到该计时信号后，触发计时器20开始计时。当运动员到达终点的时候，会经过安装在跑道上的激光探测器，在经过的时候，能够被激光探测器感应到。而激光探测器在感应到人体后生成感应电信号，并将该感应电信号发送给控制器。控制器在接收到该感应电信号后，生成停止信号，并将该停止信号发送给计时器。计时器在接受到停止信号后，将计时信息发送给控制器。

一般地，由于在赛跑或者训练的时候可能是多个人一起进行，因此，优选地，如果多人需要在不同的赛道抵达终点，那么就应当在每一个赛道均安装一个激光探测器，每一个激光探测器均与控制器连接；如果多人仅在起跑时赛道不同，而在抵达终点的时候赛道相同，那么仅需要一个激光探测器便可以满足需要。因此，可以在控制器设置多个连接端口，该连接端口用于和激光探测器连接。需要几个激光探测器，便在连接端口上安装几个。另外，当多人进行训练或者赛跑的时候，计时器在计时的时候，收到停止信号后，并不会真的停止计时，而是仅仅将收到停止信号时刻的计时信息发送给控制器。一般地，有几个人一起训练或者赛跑，计时器便能够接收到几个停止信号，那么就要生成同样数量的计时信息发送给控制器。该计时信息即为运动员从起跑信号发出开始，到运动员抵达终点的时间。

另外，优选地，在本发明实施例所提供的计时系统中，参见图4所示，还可以在控制器上连接显示屏50和/或语音播报装置60。当控制器接收到计时信息后，会将该计时信息通过有线或者无线的方式发送给显示屏，通过显示屏显示出来，或者通过语音播报装置播放出来，裁判员可以根据播报或者显示的计时信息记录成绩信息。

另外，需要注意的是，控制器20还可以连接一个信息输入装置，裁判员可以通过输入装置输入比赛的参赛选手信息，例如姓名、国籍、编号、赛道等。还能够在获得与每一位参赛选手对应的时间信息后，对最终的计时信息进行操作，例如保存、发送给比赛组委会等等。优选地，可以将显示屏设置为触摸显示屏，这样，将输入装置以及显示屏集成在一起，节省成本的同时方便操作。

本发明实施例所提供的计时系统，通过当运动员到达终点的时候，会经过安装在跑道上的激光探测器，在经过的时候，能够被激光探测器感应到。而激光探测器在感应到人体后生成感应电信号，并将该感应电信号发送给控制器。控制器在接收到该感应电信号后，生成停止信号，并将该停止信号发送给计时器。计时器在接受到停止信号后，将计时信息发送给控制器。激光探测器的探测的精准度高，因此计时的误差小，且计时的时候，是通过激光探测器来自动进行感应，不需要针对每一个赛道上的运动员都单独配备一个计时工作人员，节省人力信息。同时，激光探测器、控制器以及计时器的使用相对于现有技术来说，使用的器件少，成本低。因而，在减小计时误差的同时，还节省计时的人力成本，且制造成本低廉。

参见图2所示，本发明实施例所提供的计时系统中，触发器80包括：射频信号发送模块801；

所述控制器20还连接有射频信号接收模块802；

所述射频信号发送模块801与所述射频信号接收模块802之间通过射频信号无线连接。

在具体实现的时候，该射频信号发送模块801直接安装在发令设备70上，在射频信号发送模块801上设置有触发开关，当触发开关被触击的时候，会连通射频信号发送模块801的电路。使得射频信号发送模块801能够将射频信号发送出去。而控制器20连接的射频信号接收模块802会马上感应到这个射频信号，并将这个射频信号传递给控制器20。控制器20在接收到这个射频信号后，马上触发计时器30开始计时。

例如射频信号发送模块801可以为RF433信号发射器，而射频信号接收模块802为RF433信号接收器。两者组成一组信号发送接收模组，也叫RF433射频小模块，采用全数字科技生产的单IC射频前段与ATMEL的AVR单片机组成，可高速传输数据信号的微型收发信机，无线传输的数据进行打包﹑检错﹑纠错处理。数据传输速度极快，误差极小地启动计时。

参见图3所示，本发明实施例所提供的计时系统中，激光探测器包括：激光光源101、扫描装置102、受光检测器103；

所述激光光源101用于发出激光光束，并将所述激光光束照射到所述扫描装置102上；

所述扫描装置102能够将所述激光光束反射为一个扫描面；

所述受光检测器103用于感应被所述扫描装置反射后的所述激光光束，并在激光光束被遮挡的时候生成感应电信号。

在具体实施的时候，激光光源101用于发出激光光束。该激光光源101为密闭式，不易受到外界环境的影响，且容易形成激光光束。且激光光源101采用低功率的可见光激光，例如氦氖激光、半导体激光等。而激光光源101所发出的激光光束是比较细的，因而为了提高扫描的精度，激光光源101所射出的激光光束直接射入到扫描装置102。该扫描装置102一般为反射镜，能够将激光光源发射出去，并且在同时，反射镜的角度会不断的高速变化，造成激光光束被发射至不同的方向，最终形成一个扇形的扫描面。而为了控制反射镜的转动，还可以在反射镜上安装旋转装置，该旋转装置能够控制反射镜以垂直于扫描面的轴为轴线，在预设角度范围内反复摆动，最终将激光光束发射形成扫描面。

参见图4所示，本发明实施例所提供的计时系统中，受光检测器103则是一种能够在激光光束的照射下产生电流的一种装置。包括：处理器104以及受光电路105；

所述处理器104与所述受光电路105电连接；

所述受光电路105用于在所述激光光束照射下生成感应电流，且所述感应电流在激光光束被遮挡时消失；

所述处理器104用于在所述感应电流消失时生成感应电信号。

在具体实现的时候，受光电路105一般包括一个受光器件，该受光器件可以是光电二极管，也可以是特殊材料制成的受光面。不管是光电二极管还是受光面，都能够在激光光束的照射下，将光信号转化为电信号。并通过旁路电路将该电信号传递给处理器104。其中，需要注意的是，由于受光电路105所产生的感应电流为模拟信号，而处理器104能够处理的信号为数字信号，因此在处理器104和受光电路105之间还连接有模数转换器106。该模数转换器106用于将感应电流从模拟信号转换为数字信号。当激光光束与受光检测器103之间有激光的时候，受光电路105会一直产生一个感应电流发送给处理器。而一旦有运动员从激光光束和受光检测器103之间通过，激光光束被阻断，意味着受光电路不再产生感应电流，此时，感应电流消失。而处理器侧在感应电流消失的时候，生成感应电信号。

另外参见图4所示，由于激光光束会被扫描装置102反射形成一个扫描面，计时扫描装置102的转动很快，用人的肉眼看来，所形成的扫描面在同一时刻均会被激光光束所覆盖，但事实上，不管扫描装置102的摆动有多快，在同一时刻，扫描面上仅有单条激光光束能够覆盖的面积才有激光光束，因此，为了保证激光光束在扫描形成扫描面的过程中，能够在不同的扫描位置都能够被受光检测器103所接收到，在本发明实施例所提供的计时系统中，每一个受光检测器103的受光电路105可以设置有多个。其中，多个所述受光电路105均与所述处理器104电连接；

多个所述受光电路105用于所述激光光束在被反射成扫描面时，分别在不同的扫描角度感应所述扫描装置反射后的所述激光光束；

所述处理器用于在依次接收不同所述受光电路所发送的感应电流，并在预设时间内没有收到所述感应电流时，生成感应电信号。

在具体实现的时候，激光光束要形成扫描面，需要将激光光束朝着预设的角度内来回发射，因此设置多个受光电路105，将该受光电路105分别安装在扫描面的不同扫描角度上。

其中，受光电路104有两种设置方式：

1、保证不管激光光束射向哪个角度，均有一个受光电路105能够感应到激光光束，因此在激光光束不被遮挡的情况下，在每一个时刻，均有至少一个受光电路105能够收到感应电流。

2、每隔预设的时间，处理器就能够收到一次由不同的受光电路105所发送的感应电流。

而这些受光电路105均与处理器104连接，意味着，一旦激光被阻断。不管是在扫描面的哪里被阻断，都会使得处理器104在某一时刻无法接受到感应电流，或者使得处理器104在预设时间没无法收到感应电流，即意味着处于该跑到的运动员抵达了终点。

另外，使得激光光束形成扫描面，且设置多个受光电路105，还有另外一个优点：当至少两个运动员几乎在同一时刻抵达终点的时候，运动员通过扫描面上每一个受光电路105的时刻均能够被精确的记录下来，因此，在对比到底是哪一个运动员更先抵达终点的时候，可以根据谁先通过扫描面来进行判断，不需要如现有技术中一般，需要通过高速摄像机所拍摄的图片进行一帧一帧进行回放核对的方法来进行判断。

另外，参见图4所示，为了判断运动员的具体位置(在某一时刻，运动员在扫描面中到底位于哪一个位置)，处理器还连接有编码器107。

所述编码器107与所述受光电路105电连接；

所述编码器107用于对多个所述受光电路105进行编码，并向所述处理器104发送编码信息；

所述处理器104还用于根据所述编码信息生成感应电信号。

在具体实现的时候，编码器107直接与受光电路105连接。当受光电路105向处理器104发送电流信号的时候，编码器107同时还会想处理器发送编码信息。如果某一时刻某个受光电路105应当向处理器104发送电流信号，但是这个信号被阻断，那么处理器就会根据编码信息生成感应电信号。

需要注意的是，此时所生成的感应电信号可能有多个(运动员从第一个受光电路开始一直到最后一个受光电路结束)。

而在运动员跑动的过程中，会有抬腿前越的动作，因此，为了防止运动员跑到终点的时候，越过激光光束，会将激光探测器10安装在比较高的位置上，因此本发明实施例所提供的计时系统还包括：通道框架，该通道框架和激光探测器连接。该通道框架用于将激光探测器10架设到预设的高度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种计时系统，其特征在于，包括：发令设备、激光探测器、控制器以及计时器；

所述发令设备连接有触发器；

所述触发器用于在所述发令设备发出起跑信号后发出计时指令；

所述控制器用于接收所述计时指令后，控制所述计时器开始计时；

所述激光探测器用于在感应到人体后生成感应电信号；

所述控制器还用于在接收到所述感应电信号后，生成停止信号；

所述计时器还用于在收到所述停止信号时，向所述控制器发送计时信息。

2.根据权利要求1所述的计时系统，其特征在于，所述触发器包括：射频信号发送模块；

所述控制器还连接有射频信号接收模块；

所述射频信号发送模块与所述射频信号接收模块之间通过射频信号无线连接。

3.根据权利要求1或2所述的计时系统，其特征在于，所述激光探测器包括：激光光源、扫描装置、受光检测器；

所述激光光源用于发出激光光束，并将所述激光光束照射到所述扫描装置上；

所述扫描装置能够将所述激光光束反射为一个扫描面；

所述受光检测器用于感应被所述扫描装置反射后的所述激光光束，并在激光光束被遮挡的时候生成感应电信号。

4.根据权利要求3所述的计时系统，其特征在于，所述受光检测器包括：处理器以及受光电路；

所述处理器与所述受光电路电连接；

所述受光电路用于在所述激光光束照射下生成感应电流，且所述感应电流在激光光束被阻断时消失；

所述处理器用于在所述感应电流消失时生成感应电信号。

5.根据权利要求4所述的计时系统，其特征在于，还包括：模数转换器；

所述模数转换器连接与所述处理器与所述受光电路之间，用于将所述受光电路所生成的感应电流由模拟信号转换为数字信号。

6.根据权利要求4所述的计时系统，其特征在于，所述受光电路有多个；多个所述受光电路均与所述处理器电连接；

多个所述受光电路用于在所述激光光束在被反射成扫描面的时候，分别在不同的扫描角度感应所述扫描装置反射后的所述激光光束；

所述处理器用于在依次接收不同所述受光电路所发送的感应电流，并在预设时间内没有收到所述感应电流时，生成感应电信号。

7.根据权利要求6所述的计时系统，其特征在于，还包括：编码器；

所述编码器与所述受光电路电连接；

所述编码器用于对多个所述受光电路进行编码，并向所述处理器发送编码信息；

所述处理器还用于根据所述编码信息生成感应电信号。

8.根据权利要求3或4所述的计时系统，其特征在于，所述扫描装置包括：反射镜。

9.根据权利要求8所述的计时系统，其特征在于，所述反射镜还连接有旋转装置；

所述旋转装置能够控制所述反射镜以垂直于所述扫描面轴为轴线的在预设角度范围内反复摆动。

10.根据权利要求1所述的计时系统，其特征在于，所述控制器还连接有：显示屏和/或语音播报装置；

和/或，所述激光探测器还连接有：通道框架。