CN204946125U - 一种基于超高频rfid的跑步训练考核系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于超高频RFID的跑步训练考核系统。本实用新型通过构建前端精确可靠的信息感知环境，解决了中长跑训练考核组织过程复杂、成绩精细化程度不高、参考人数受限的问题，进一步提高中长跑训练考核实施效率。本实用新型为了避免在测试过程中个别运动员发生漏跑或超近道的情况发生，本实用新型采用视频监测模块对每个运动员进行检测，以实现全程监控的效果。为了避免由于运动员体型不一而造成对电子标签的遮挡情况的发生，本实用新型将采用将射频天线架设在超过普通人体正常身高高度的方式，提高电子标签的读取率。同时，通过多次实验控制射频天线的安装角度，实现对不同型号的射频天线的通用化安装。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机信息技术及物联网技术领域，具体涉及一种基于超高频RFID的跑步训练考核系统。
背景技术
以往的跑步训练考核模式多以人工为主，主要包括人工计时、人工计圈、人工报时、人工统计成绩等等。但人工方式在考核人数较少时尚且能够进行，但人数多时就会存在以下问题：一是考核效率不高。根据不同的跑步训练考核科目，检录运动员在运动场内需要行进几圈甚至到几十圈，准确记录每名检录运动员行进的圈数，是判定其是否完成考核的一个重要指标。而一名裁判员对应监控的人员数量是有限的，因此裁判员手工记录圈数这一过程就极大限制了一次参加跑步考核的人数；二是考核组织过程复杂。从人员检录到考核成绩统计均通过人工完成，需要耗费大量人力物力；三是考核成绩精细化程度不高。人工方式很难准确记录每名检录运动员每一圈跑步的消耗时间，无法对训练考核成绩进行定量统计分析，同时人工记录及统计难免存在误差，影响成绩的准确性和公平性。
射频识别技术(RadioFrequencyIdentification，RFID)，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签，操作快捷方便。超高频射频识别技术(典型工作频率范围为860MHz至960MHz)具有作用范围广，传送数据速度快，识别距离远等特点，考虑跑步过程的实际需求，我们设计了基于超高频RFID的跑步训练考核系统。
发明内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种基于超高频RFID的跑步训练考核系统，能够自动实现对多名考核人员进行考核。
一种基于超高频RFID的跑步训练考核系统，包括电子标签、人员检录终端、计圈模块和两个超高频射频识别模块；
所述两个超高频射频识别模块分别置于两根立杆的顶端，且两根立杆置于终点线前方的跑道两侧；两个超高频射频识别模块中用于检测的射频天线正面面向终点线；
所述电子标签贴附在运动员身上；所述人员检录终端结合电子标签，获得检录运动员的标签信息；所述人员检录终端通过无线传输将标签信息发送至计圈模块；
所述超高频射频识别模块结合标签信息获得检录运动员通过终点线的事件，通过RJ45接口发送至计圈模块；
所述计圈模块，用于在接收到事件后为相应的检录运动员计圈。
较佳地，进一步包括与计圈模块相连的音频播报模块；用于将当前检录运动员的圈数进行播报。
较佳地，进一步包括视频监测模块和与所述视频监测模块相连的视频器；
所述视频器所在位置采集的图像能够涵盖整个测试跑道；并将采集到的图像发送给视频监测模块；
所述视频监测模块与超高频射频识别模块连接；超高频射频识别模块将获得的事件通过RJ45接口发送至视频监测模块；所述视频监测模块将接收到的图像和事件进行处理，实现违规监测。
较佳地，采用两个超高频射频识别模块，且所述两个超高频射频识别模块分别置于一根长为2.2米至2.3米的立杆的顶端，且两立杆分别置于跑道终点线两侧0.5米位置处；且两个超高频射频识别模块的射频天线正面以60度至65度的倾斜角面向终点线。
较佳地，所述位于内侧跑道的超高频射频识别模块的射频天线正面中心点指向跑道终点线的中心点，将另一个超高频射频识别模块的射频天线正面中心点指向跑道终点线与跑道内圈的交点。
特别地，所述超高频射频识别模块工作频率范围为860MHz至960MHz。。
较佳地，所述电子标签贴附在运动员胸前肩部下方10厘米至15厘米处，且居中放置。
有益效果：
1、本实用新型通过采用超高频射频识别技术，构建前端精确可靠的信息感知环境，解决了跑步训练考核组织过程复杂、成绩精细化程度不高、参考人数受限的问题，进一步提高跑步训练考核实施效率。
2、为了能够保证运动员和工作人员实时获得各检录运动员的跑步圈数，本实用新型采用音频播报模块实时将获得的圈数信息进行播报。
3、本实用新型为了避免在测试过程中个别运动员发生漏跑或超近道的情况发生，本实用新型采用视频监测模块对每个运动员进行检测，以实现全程监控的效果。
4、为了减小漏识别的情况发生，采用两个超高频射频识别模块进行测量。此外，为了避免由于运动员体型不一而造成对电子标签的遮挡情况的发生，本实用新型将采用将射频天线架设在超过普通人体正常身高高度的方式，提高电子标签的读取率。同时，通过多次实验控制射频天线的安装角度，实现对不同型号的射频天线的通用化安装。
5、本实用新型结合实际测试的情况，即运动员在测试过程中沿内侧跑道跑步测试，故本发明将两个射频天线正面中心点指向位置进行调整，使得位于内侧跑道的超高频射频识别模块的射频天线正面中心点指向跑道终点线的中心点，将另一个超高频射频识别模块的射频天线正面中心点指向跑道终点线的内侧点。进而使得两个超高频射频识别模块发出的射频线相互交叉，形成一个测量范围，不仅提高了准确性，而且减小了误识别的情况。
附图说明
图1为本实用新型系统示意图。
图2为超高频射频识别模块安装示意图。
图3为视频监测模块组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。
本实用新型提供了一种基于超高频RFID的跑步训练考核系统，通过采用超高频RFID采集检录运动员的标签信息，进而对已跑圈数进行计数，并进行播报。此外，本系统根据实际在测试过程中出现检录运动员超近道的情况，本系统采用视频监测模块，通过利用视频监测模块中的运动轨迹预测模块，将当前的运动速度作为下一圈的运动速度，进而模拟出其运动轨迹，利用视频器与运动轨迹进行图像处理后，判断其是否出现违规情况。
如图1所示，本系统具体包括：电子标签、人员检录终端、计圈模块和超高频射频识别模块；为了提高识别精度，本实施例采用两个超高频射频识别模块。所述超高频射频识别模块工作频率范围为860MHz至960MHz。。
由于在跑步人员的体型不同，会存在不同电子标签相互身体遮挡情况。为保证系统对电子标签的读取率，采用将射频天线架设在超过普通人体正常身高的高度，并通过控制其安装角度提高读取率。由于不同类型射频天线的极化方式、水平垂直波束宽度等性能指标各不相同，为进一步提高系统使用的通用性和简易性，通过多次实验，如图2所示，本实用新型将所述两个超高频射频识别模块分别置于一根长为2.2米至2.3米的立杆的顶端，且两立杆分别置于终点线前方的跑道两侧0.5米位置处；两个超高频射频识别模块中用于检测的射频天线正面面向终点线，为了提高测量精度，避免出现漏测的情况，同时结合实际运动过程中检录运动员均位于跑道内侧跑步的习惯，本实施例将位于内侧跑道的超高频射频识别模块的射频天线正面中心点指向跑道终点线的中心点，此时，射频天线正面与水平面呈60度至65度的倾斜角度。另一个超高频射频识别模块的射频天线正面中心点指向跑道终点线与跑道内圈的交点。此时，射频天线正面与水平面呈60度至65度的倾斜角度。这样一来，两个超高频射频识别模块的发射的射频线相互交叉，形成一个测量范围，不仅提高了准确性，而且减小了误识别的情况。
所述电子标签贴附在运动员身上；所述人员检录终端结合电子标签，获得检录运动员的标签信息；所述人员检录终端通过无线传输将标签信息发送至计圈模块；为了保证系统对电子标签的识别率，将电子标签贴附在运动员胸前肩部下方10厘米至15厘米处，且居中放置。
所述超高频射频识别模块结合标签信息获得检录运动员通过终点线的事件，通过RJ45接口发送至计圈模块；
所述计圈模块，用于在接收到事件后为相应的检录运动员计圈。
如图1所示，本考核系统进一步包括与计圈模块相连的音频播报模块；用于将当前检录运动员的圈数进行播报。
如图3所示，本考核系统进一步包括视频监测模块和与所述视频监测模块相连的视频器；
所述视频器所在位置采集的图像能够涵盖整个测试跑道；并将采集到的图像发送给视频监测模块；
所述视频监测模块与超高频射频识别模块连接；包括计时器、存储器、减法器、速度计算器、轨迹预测模块和图像处理模块。
针对每个检录运动员，均相应的有一个用于存储计时时间的存储器。在初始状态下，存储器保存的计时时间t＝0。
超高频射频识别模块将获得的事件通过RJ45接口发送至视频监测模块的计时器，计时器捕获当前时刻T；减法器根据计时器的数据和存储器的数据，预测下一圈的运动轨迹；具体为：
减法器读取计时器捕获的当前时刻T和存储器保存的计时时间t，利用
t'＝T-t(1)
获得时间差t'；同时，令t＝T，并保存。
减法器将获得的时间差t'发送至速度计算器，速度计算器根据跑道长度和时间差，获得当前圈的速度，并作为下一圈的速度发送至轨迹预测模块。轨迹预测模块将根据预测的速度进行轨迹预测，并将预测的轨迹路线发送至图像处理模块；与此同时，图像处理模块接收来自视频器的视频，将视频和轨迹预测进行处理，实现违规监测的作用。
综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于超高频RFID的跑步训练考核系统，其特征在于，包括电子标签、人员检录终端、计圈模块和两个超高频射频识别模块；
所述两个超高频射频识别模块分别置于两根立杆的顶端，且两根立杆置于终点线前方的跑道两侧；两个超高频射频识别模块中用于检测的射频天线正面面向终点线；
所述电子标签贴附在运动员身上；所述人员检录终端结合电子标签，获得检录运动员的标签信息；所述人员检录终端通过无线传输将标签信息发送至计圈模块；
所述超高频射频识别模块结合标签信息获得检录运动员通过终点线的事件，通过RJ45接口发送至计圈模块；
所述计圈模块，用于在接收到事件后为相应的检录运动员计圈。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：进一步包括与计圈模块相连的音频播报模块；用于将当前检录运动员的圈数进行播报。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：进一步包括视频监测模块和与所述视频监测模块相连的视频器；
所述视频器所在位置采集的图像能够涵盖整个测试跑道；并将采集到的图像发送给视频监测模块；
所述视频监测模块与超高频射频识别模块连接；超高频射频识别模块将获得的事件通过RJ45接口发送至视频监测模块；所述视频监测模块将接收到的图像和事件进行处理，实现违规监测。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，采用两个超高频射频识别模块，且所述两个超高频射频识别模块分别置于一根长为2.2米至2.3米的立杆的顶端，且两立杆分别置于跑道终点线两侧0.5米位置处；且两个超高频射频识别模块的射频天线正面以60度至65度的倾斜角面向终点线。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述位于内侧跑道的超高频射频识别模块的射频天线正面中心点指向跑道终点线的中心点，将另一个超高频射频识别模块的射频天线正面中心点指向跑道终点线与跑道内圈的交点。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超高频射频识别模块工作频率范围为860MHz至960MHz。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电子标签贴附在运动员胸前肩部下方10厘米至15厘米处，且居中放置。
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