CN112435362A - 一种竞速赛道计时系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种竞速赛道计时系统，包括多个分别采集各个赛道撞线时间数据的感应终端，以及和各个感应终端无线通讯连接的计时主机；其中，计时主机包括无线局域网模块，用于在各个感应终端和计时主机所在区域内形成无线局域网，计时主机通过无线局域网获取各个感应终端采集的撞线时间数据；计时主机还包括低频透传通讯模块，用于计时主机和各个感应终端通过低频透传通讯模块传输时间同步信号。本申请中在计时主机和感应终端之间采用无线局域网模块和低频透传通讯模块，实现计时主机和感应终端之间的双通讯通道进行信号传输，保证撞线时间数据传输稳定性的基础上，时间校准的准确性，有利于提高竞速赛道计时系统对比赛计时的准确性。

Description

一种竞速赛道计时系统

技术领域

本发明涉及竞速比赛及时技术领域，特别是涉及一种竞速赛道计时系统。

背景技术

在竞速比赛过程中，一般是同时存在多个平行赛道，每个赛道上的运动员同时从起点出发开始比赛。为了分别记录各个赛道上运动员的比赛成绩，需要在各个赛道上分别设置采集运动员穿过跑道终点或者跑道上特定位置的时间，以确定运动员穿过终点的时间以及跑过的圈数的传感器设备。也即是说在竞速比赛结果的检测中，需要通过多个传感器设备分别检测各个赛道成绩并将各个赛道的成绩传送给上位机设备，通过上位机对各个赛道的比赛成绩进行排名判断。

但是在多个传感器设备同时像上位机设备传送数据时，就需要多个通讯通道向上位机输送比赛成绩，容易产生通讯通道相互冲突，最终影响比赛成绩的判定。

发明内容

本发明的目的是提供一种竞速赛道计时系统，有利于提高对竞速比赛结果判定的准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种竞速赛道计时系统，包括多个分别采集各个赛道撞线时间数据的感应终端，以及和各个所述感应终端无线通讯连接并获取所述撞线时间数据确定各个赛道比赛成绩的计时主机；

其中，所述计时主机包括无线局域网模块，用于在各个所述感应终端和所述计时主机所在区域内形成无线局域网，所述计时主机通过所述无线局域网获取各个所述感应终端采集的所述撞线时间数据；

所述计时主机还包括低频透传通讯模块，用于所述计时主机和各个所述感应终端通过所述低频透传通讯模块传输时间同步信号。

在本申请的一种可选地实施例中，所述计时主机用于利用所述低频透传通讯模块依次向各个所述感应终端发送包含第一时间同步信号，所述第一时间同步信号为包含所述计时主机的第一时钟模块当前时间的时间信息的信号。

所述感应终端用于根据所述第一时间同步信号包含的时间信息以及延时时长对所述感应终端的第二时钟模块进行时间校准，其中所述延时时长为所述计时主机和所述感应终端之间通过所述低频透传通讯模块传输信号所需时长。

在本申请的一种可选地实施例中，所述感应终端还用于在对所述第二时钟模块进行校准之后，向所述计时主机发送第二时间同步信号，所述第二时间同步信号为包含所述第二时钟模块当前时间的时间信息的信号；

所述计时主机还用于根据所述延时时长将所述第二时间同步信号中的时间信息和所述第一时钟模块的当前时间进行对比，判断所述第一时钟模块和所述第二时钟模块的当前时间是否相同，若是，则所述第二时钟模块校准完成。

在本申请的一种可选地实施例中，所述计时主机还用于在向所述感应终端发送所述第一时间同步信号之前，利用所述低频透传通讯模块向所述感应终端发送第三时间同步信号，其中，所述第三时间同步信号为包含所述第一时钟模块当前时间的时间信息的信号；

所述感应终端用于接收到所述第三时间同步信号后，将所述第二时钟模块时间调整为所述第三时间同步信号的时间信息相同的时间，并通过所述低频透传通讯模块向所述计时主机发送第四时间同步信号；其中所述第四时间同步信号为包含所述第二时钟模块当前时间的时间信息的信号；

所述计时主机还用于根据所述第四时间同步信号中的时间信息和所述第一时钟模块的当前时间的时间差，确定所述延时时长为所述时间差的一半。

在本申请的一种可选地实施例中，还包括和所述计时主机相连接的路由器，所述路由器和与所述计时主机之间的距离超过预设距离的远端感应终端相连接。

在本申请的一种可选地实施例中，所述路由器和所述计时主机之间有线连接。

在本申请的一种可选地实施例中，所述路由器包括无线局域网模块和低频透传通讯模块，用于和各个所述远端感应终端通讯连接。

在本申请的一种可选地实施例中，所述计时主机还包括蓝牙模块或WIFI模块，用于所述计时主机和上位机进行通讯连接。

在本申请的一种可选地实施例中，所述无线局域网模块为ZIGBEE网络模块。

在本申请的一种可选地实施例中，所述感应终端为设置在各个赛道两侧的光电传感器。

本发明所提供的一种竞速赛道计时系统，包括多个分别采集各个赛道撞线时间数据的感应终端，以及和各个感应终端无线通讯连接并获取所述撞线时间数据确定各个赛道比赛成绩的计时主机；其中，计时主机包括无线局域网模块，用于在各个感应终端和计时主机所在区域内形成无线局域网，计时主机通过无线局域网获取各个感应终端采集的撞线时间数据；计时主机还包括低频透传通讯模块，用于计时主机和各个感应终端通过低频透传通讯模块传输时间同步信号。

本申请中的计时系统中，在计时主机内配置无线局域网模块，计时主机能够和各个感应终端之间可形成局域网进行无线通讯，使得计时主机和各个感应终端之间可以通过该局域网进行各个赛道运动员撞线时间的传输；在此基础上，还在计时主机内配置低频透传通讯模块，使得计时主机和各个感应终端之间可以通过低频透传通讯模块进行时间同步信号的传输，利用低频透传通讯对信号的延时稳定这一特性，完成计时主机和各个感应终端之间时间一致的校准，保证时间校准的准确性。

综上所述，本申请中在计时主机和感应终端之间采用无线局域网模块和低频透传通讯模块，实现计时主机和感应终端之间的双通讯通道进行信号传输，保证撞线时间数据传输稳定性的基础上，时间校准的准确性，有利于提高竞速赛道计时系统对比赛计时的准确性。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本申请提供的竞速赛道计时系统的框架结构示意图；

图2为本申请提供的竞速赛道计时系统的另一框架结构示意图。

具体实施方式

在竞速比赛过程中，因为需要同时对多个相互平行的赛道成绩同时计时，就需要将各个赛道上各设置一个感应终端，用于感应各个赛道上运动员穿过终点时的撞线时间，各个赛道上的感应终端采集到撞线时间数据后，需要将撞线时间数据传输至计时主机，由计时主机1集中上传至手机、电脑等上位机。

由此可见感应终端和计时主机中就需要进行通讯传输。目前，该通过传输的方式可以是有线传输和无线传输的方式，对于有线传输的方式，可以是将计时主机和各个感应终端直接通过有线线缆相连接，实现计时主机和各个感应终端之间的通讯连接，但是这必然需要将有线线缆横跨跑道粘接在地面上，在运动员需要完成多圈的跑步比赛项目时，地面上的有线线缆会对运动员形成障碍甚至被绊倒；对于无线传输的方式，可以有效避免线缆横跨跑道的问题，但是对于WIFI等无线通讯传输的方式而言，存在信号不稳定难以实现各个感应终端和计时主机之间时间同步的问题。

由此，本申请中提供了一种竞速赛道计时系统，能够在一定程度上感应终端和计时主机之间传输信号的稳定性，保证比赛结果的准确性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

如图1所示，图1为本申请提供的竞速赛道计时系统的框架结构示意图。该竞速赛道计时系统可以包括：

多个分别采集各个赛道撞线时间数据的感应终端2，以及和各个感应终端2无线通讯连接并获取撞线时间数据确定各个赛道比赛成绩的计时主机1；

其中，计时主机1包括无线局域网模块，用于在各个感应终端2和计时主机1所在区域内形成无线局域网，计时主机1通过无线局域网获取各个感应终端2采集的撞线时间数据；

计时主机1还包括低频透传通讯模块，用于计时主机1和各个感应终端2通过低频透传通讯模块传输时间同步信号。

本申请所提供的计时系统中，计时主机1和各个感应终端2之间需要传输两种信号，一种是在运动员穿过终点，感应终端2检测到的撞线时间数据；另一种是在进行比赛之间，将感应终端2和计时主机1二者的时钟模块的时间调制成一致的时间同步信号，时间同步信号主要是以感应终端2和计时主机1二者中的一个设备的时钟模块为准，将该时钟模块的当前时间发送给另一设备，使得接收到时间信息的设备基于该时间对其时钟模块的时间进行校准，进而使得二者之间的时间保持一致。

但是因为感应终端2和计时主机1之间进行有线信号传输会导致跑道地面需要粘接线缆，对竞赛产生干扰，所以，计时主机1和感应终端2之间优选选择采用无线通讯。

目前无线通讯的方式存在多种，例如最常用的蓝牙通讯、WIFI通讯等等。但这种常规的通讯方式存在通讯链路不稳定的问题，信号从发送到被接收中间的延时时长是无法确定的。那么，在进行计时主机1和感应终端2之间的时间校准时，例如以计时主机1的时间为基准分别向各个感应终端2发送计时主机1的时钟模块的当前时间，信号从计时主机1传送到感应终端2这一过程成存在信号延迟，那么感应终端2根据接收到的时间信号进行时间校准时，就需要考虑信号延时。但是对于蓝牙通讯、WIFI通讯等无线通讯方式而言，延时时长是无法确定的，也就导致难以准确定感应终端2进行时间校准。

对于无线通讯传输信号，处理有最常用的蓝牙通讯、WIFI通讯等通讯方式，还存在一种低频透传通讯技术，低频透传通讯技术一次只能实现两个设备之间的一对一通讯，其优点时，信号在两个设备之间从发送到接收产生的信号延时时长稳定。

由此可见低频透传通讯技术适合计时主机1和感应终端2之间进行时间校准的信号传输。但因为低频透传通讯技术只能实现一对一的信号传输，当感应终端2数量众多时，若是采用低频透传技术传输各个赛道运动员的撞线时间数据，就需要各个感应终端2依次和计时主机1进行通讯，将各个赛道的撞线时间数据全部上传完成可能需要耗费过长的时间，影响数据计时系统的数据上传的工作效率。

为此本实施例中考虑，为计时主机1和感应终端2之间配置双通讯通道的方式，分别实现计时主机1和感应终端2之间撞线时间数据和时间同步信号的传输。

本实施例中，在计时主机1中配置有两套通讯模块：

一是无线局域网模块，用于在各个感应终端2和计时主机1所在的区域进行局部组网，使得各个感应终端2和计时主机1之间可以通过该局域网实现撞线时间数据的传输；该无线局域网模块可以是ZIGBEE模块、WIFI模块等等可以形成局域网络的通讯模块。因为仅仅只在很小的局域范围内组网，能够在一定程度上避免其他外界信号的干扰，增强局域无线信号传输的稳定性，进而保证撞线时间数据的稳定性。

一是低频透传通讯模块，可以实现感应终端2和计时主机1之间的时间同步信号，所谓时间同步信号，也即是感应终端2和计时主机1之间相互发送各自当前的时钟模块的时间，并将二者的时钟模块的时间调制成一致。

当然可以理解的是感应终端2中也应当配备与计时主机1中无线局域网模块和低频透传通讯模块对应的通讯模块，实现和计时主机1之间的通讯。

对于计时主机1和各个感应终端2之间进行时间校准的过程可以包括：

计时主机1利用低频透传通讯模块依次向各个感应终端2发送第一时间同步信号；该第一时间同步信号中包含有计时主机1向感应终端2发送第一时间同步信号的当前时刻，计时主机1的第一时钟模块的时间信息的信号。

感应终端2接收到第一时间同步信号后，根据第一时间同步信号包含的时间信息以及延时时长对感应终端2的第二时钟模块的时间进行校准。延时时长为计时主机1和感应终端2之间通过低频透传通讯模块传输一次信号所需时长。

在感应终端2基于该第一时间同步信号进行时间校准之后，为了验证校准时间的准确性，还可以包括：

感应终端2在对第二时钟模块进行校准之后，向计时主机1发送第二时间同步信号，同理，该第二时间同步信号为包含第二时钟模块当前时间的时间信息的信号；

计时主机1根据延时时长将第二时间同步信号中的时间信息和第一时钟模块当前时间进行对比，判断计时主机1和感应终端2的当前时间是否相同，若是，则感应终端2的第二时钟模块校准完成。

若是第二时间同步信号中的时间信息和第一时钟模块当前时间正好相差一个延时时长，显然感应终端2和计时主机1的时间一致。

需要说明的是，对于计时主机1和感应终端2之间的延时时长是预先测量获得的，且各个感应终端2和计时主机1之间的延时时长应当是各不相同的。

在本申请的另一可选地实施例中，获得计时主机1和各个感应终端2之间延时时长的过程可以包括：

计时主机1利用低频透传通讯模块向感应终端2发送第三时间同步信号，其中，第三时间同步信号为包含第一时钟模块当前时间的时间信息的信号。

感应终端2接收到第三时间同步信号后，将第二时钟模块时间调整为第三时间同步信号的时间信息相同的时间，并通过低频透传通讯模块向计时主机1发送第四时间同步信号；其中第四时间同步信号为包含第二时钟模块当前时间的时间信息的信号。

计时主机1接收到该第四时间同步信号后，根据第四时间同步信号中的时间信息和第一时钟模块的当前时间的时间差，确定延时时长为该时间差的一半。

在基于计时主机1和感应终端2之间的延时时长时间各个感应终端2的时钟校准之后，即可开始比赛以及撞线时间的检测。

感应终端2可以是设置在各个赛道两侧的光电传感器，还可以是能够发送横跨赛道的直线信号的其他传感器设备，当运动员穿过终点时，直线信号会被阻断，此时传感器设备即可记录下直线被阻断的时间，也即是撞线时间并将撞线时间数据发送至计时主机1，计时主机1根据各个感应终端2的ID地址确定各个感应终端2发送的撞线时间数据对应的赛道，并根据比赛开始时间和各个撞线时间数据确定各个赛道上运动员到达终点的时长，并该时长信息上传给上位机3，以便裁判获得各个赛道运动员的比赛成绩。

本申请中的竞速赛道计时系统中计时主机1和感应终端2之间配置双通讯通道，将无线局域网模块和低频透传通讯模块相结合，分别实现撞线时间数据和时钟模块的校准，保证感应终端2和计时主机1之间时间一致性的基础上确定感应终端2采集的撞线时间数据的准确性，以及上传撞线时间数据的稳定性，有利于提高竞速比赛结果的准确性。

对于计时主机1和上位机3之间的通讯可以采用WIFI模块、蓝牙模块等通讯模块进行通讯连接，但是若上位机3和计时主机1之间距离较近也可以采用有线通讯连接，对此本申请中不做具体限制。

基于上述任意实施例，计时主机1在各个感应终端2之间组网形成局域网，实现各个感应终端2和计时主机1之间的信号传输，为了保证计时主机1和各个感应终端2传输信号的有效性和稳定性，一台计时主机1能够覆盖的区域范围是有限的，若是比赛所需的跑道相对较多，相应设置的感应终端2设备相对较多，就有可能出现计时主机1的局域网信号无法覆盖感应终端2所在位置。还例如，在某些竞速比赛中，需要在同一个跑道的多个位置分别设置感应终端2，显然这些感应终端2是难以位移同一个计时主机1的局域网内的。

为此，如图2所示，图2为本申请实施例提供的竞速赛道计时系统的另一框架结构示意图，在本申请的另一可选地实施例中，还可以进一步地包括和计时主机1相连接的路由器4，路由器4和与计时主机1之间的距离超过预设距离的远端感应终端5相连接。

需要说明的是，该路由器4可以是和计时主机1具有相同通讯功能的设备，同样配置有无线局域网模块和低频透传通讯模块，并且该路由器4可以是在计时主机1的局域网区域内，也可以是通过其他无线通讯的方式和计时主机1进行通讯连接，对此本申请中不做具体限制。

对于路由器4和计时主机1之间可以采用有线线缆相连接，也可以将路由器4设置在计时主机1的局域网内，利用计时主机1的局域网进行通讯连接。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种竞速赛道计时系统，其特征在于，包括多个分别采集各个赛道撞线时间数据的感应终端，以及和各个所述感应终端无线通讯连接，并获取所述撞线时间数据确定各个赛道比赛成绩的计时主机；

其中，所述计时主机包括无线局域网模块，用于在各个所述感应终端和所述计时主机所在区域内形成无线局域网，所述计时主机通过所述无线局域网获取各个所述感应终端采集的所述撞线时间数据；

所述计时主机还包括低频透传通讯模块，用于所述计时主机和各个所述感应终端通过所述低频透传通讯模块传输时间同步信号。

2.如权利要求1所述的竞速赛道计时系统，其特征在于，所述计时主机用于利用所述低频透传通讯模块依次向各个所述感应终端发送包含第一时间同步信号，所述第一时间同步信号为包含所述计时主机的第一时钟模块当前时间的时间信息的信号；

所述感应终端用于根据所述第一时间同步信号包含的时间信息以及延时时长对所述感应终端的第二时钟模块进行时间校准，其中所述延时时长为所述计时主机和所述感应终端之间通过所述低频透传通讯模块传输信号所需时长。

3.如权利要求2所述的竞速赛道计时系统，其特征在于，所述感应终端还用于在对所述第二时钟模块进行校准之后，向所述计时主机发送第二时间同步信号，所述第二时间同步信号为包含所述第二时钟模块当前时间的时间信息的信号；

所述计时主机还用于根据所述延时时长将所述第二时间同步信号中的时间信息和所述第一时钟模块的当前时间进行对比，判断所述第一时钟模块和所述第二时钟模块的当前时间是否相同，若是，则所述第二时钟模块校准完成。

4.如权利要求2所述的竞速赛道计时系统，其特征在于，所述计时主机还用于在向所述感应终端发送所述第一时间同步信号之前，利用所述低频透传通讯模块向所述感应终端发送第三时间同步信号，其中，所述第三时间同步信号为包含所述第一时钟模块当前时间的时间信息的信号；

所述感应终端用于接收到所述第三时间同步信号后，将所述第二时钟模块时间调整为所述第三时间同步信号的时间信息相同的时间，并通过所述低频透传通讯模块向所述计时主机发送第四时间同步信号；其中所述第四时间同步信号为包含所述第二时钟模块当前时间的时间信息的信号；

所述计时主机还用于根据所述第四时间同步信号中的时间信息和所述第一时钟模块的当前时间的时间差，确定所述延时时长为所述时间差的一半。

5.如权利要求1所述的竞速赛道计时系统，其特征在于，还包括和所述计时主机相连接的路由器，所述路由器和与所述计时主机之间的距离超过预设距离的远端感应终端相连接。

6.如权利要求5所述的竞速赛道计时系统，其特征在于，所述路由器和所述计时主机之间有线连接。

7.如权利要求5所述的竞速赛道计时系统，其特征在于，所述路由器包括无线局域网模块和低频透传通讯模块，用于和各个所述远端感应终端通讯连接。

8.如权利要求1所述的竞速赛道计时系统，其特征在于，所述计时主机还包括蓝牙模块或WIFI模块，用于所述计时主机和上位机进行通讯连接。

9.如权利要求1所述的竞速赛道计时系统，其特征在于，所述无线局域网模块为ZIGBEE网络模块。

10.如权利要求1所述的竞速赛道计时系统，其特征在于，所述感应终端为设置在各个赛道两侧的光电传感器。

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