RFID雙頻運動計時計圈系統(tǒng)

　　RFID雙頻運動計時計圈系統(tǒng)

　　雙頻芯片計時系統(tǒng)之應用領域

　　專業(yè)體育賽事：田徑中長跑、競走、馬拉松、鐵人三項、接力賽、游泳、自行車、摩托車、越野滑雪、輪滑、卡丁車等眾多正式體育賽事項目;

　　教育領域：廣泛運用在學校運動會、冬季長跑、體育測驗、體校日常訓練和測驗，中高考計時;

　　部隊及軍隊院校：日常訓練、考核及比賽， 主要運用于：3000米、5000米、400米障礙、10米×5往返跑等。

　　1. 雙頻芯片計時系統(tǒng)之工作原理

　　每當運動員帶著雙頻電子標簽經(jīng)過跑道處計時線圈時，125K低頻激活天線能夠立即激活雙頻電子標簽信息，雙頻電子標簽實時主動發(fā)送數(shù)據(jù)給附近的計時讀寫器，計時讀寫器再將讀到的卡數(shù)據(jù)上傳給連接的計算機，計算機得到運動員的有關信息，并記錄下通過時的對應時刻，用專用軟件對該信息作一系列處理。

　　該系統(tǒng)在終點鋪設一組125K地感線圈天線,用于運動計時計圈系統(tǒng)。

　　當運動員攜帶的雙頻運動計時芯片標簽通過計時地毯時，地毯天線將接收到的RFID標簽的響應信號發(fā)送到與其相連的計時計時讀寫器，計時計時讀寫器記錄下當前的時間和標簽的相關信息，即完成計時功能。比賽成績可以實時顯示，裁判或訓練組織者可以通過安裝在電腦上的計時系統(tǒng)軟件查看、編輯、打印成績。

　　2. 雙頻芯片計時系統(tǒng)之當前技術比較

　　現(xiàn)有技術：

　　125kHz/134.2kHz低頻、13.56MHz高頻、915MHz超高頻、2.45GHz/5.8GHz微波。

　　l 低頻技術的頻率很低，這就意味著其載波頻率低，在上面調(diào)制的數(shù)據(jù)信號的速率就會很低。這樣系統(tǒng)就無法同時處理大量的接收數(shù)據(jù)，造成防沖突能力很弱，只能同時讀取幾個標簽。

　　l 高頻技術如地鐵票，其作用距離非常短，只有幾個或十幾個厘米。因為調(diào)高功率使距離變遠，會造成其天線的輻射范圍內(nèi)有大量盲區(qū)。也就是說當標簽或卡片從遠及近向讀卡器移動時，隔一段距離就會無法讀取。

　　l 超高頻和微波技術特別容易受到環(huán)境的影響，超高頻電磁波在空氣中近似直線傳播。金屬物體會遮擋放在其后方的RFID標簽。液體對于超高頻電磁波有“吸收”的能力，放在液體背后的超高頻RFID標簽的讀取性能會急劇下降。此外，超高頻標簽的性能受其粘貼物品的材質(zhì)影響很大。針對瓦楞紙箱、木板、金屬、塑料、液體表面、玻璃、橡膠等常用材質(zhì)，需要開發(fā)出各自不同的標簽天線。否則標簽的讀取距離可能一下子從7米降到幾十厘米，無法被讀卡器接收到。多種不同的超高頻標簽會給實際使用帶來很大的不便。

　　可以看出單一頻率RFID技術的實際使用是存在局限性的。只有在最適合該頻率技術特點的應用場景中，才能起到令人滿意的效果。

　　人們不禁想到能否開發(fā)出一種技術，兼取不同頻率的優(yōu)點同時又摒棄它們的缺陷。RFID雙頻技術(125K與2.45G)就這樣在期待中應用而生。

　　雙頻技術的優(yōu)點：

　　l 125K低頻接收頻率保證了極高的數(shù)據(jù)傳輸率，防沖突能力強，因此系統(tǒng)可以同時讀取多個的芯片。

　　l 因為2.45G微波是接收頻率，而讀卡器的接收距離，靈敏度指標很容易做的很好。所以在整個2.45G天線輻射范圍內(nèi)都能有很好的接收效果，不會產(chǎn)生信號覆蓋盲區(qū)。

　　l 雙頻技術兼具125K低頻和2.45G微波技術的優(yōu)點并摒棄了它們的缺陷。目前看來，雙頻技術是全球唯一能夠真正做到多人同時計時芯片電子標簽的技術。

　　3. 計時系統(tǒng)硬件介紹

　　l 計時讀寫器

　　識別距離 ： 0 ～ 150米

　　識別速度 ： 200 公里 / 小時

　　識別能力 ： 同時識別 500張以上的標簽

　　識別角度 ：全向

　　極化方式 ： 雙極化(可滿足標簽朝向多變的應用)

　　天線增益 ： 14dBi

　　工作頻段 ： 2.4GHz、125KHz

　　功耗標準 ： 工作功率為毫瓦級

　　通信機制 ： 基于 HDLC 時分多址和同步通信機制

　　抗干擾性 ： 頻道隔離技術，多個設備互不干擾

　　安 全 性 ： 加密計算與安全認證，防止鏈路偵測

　　實時時鐘 ： GPS自動授時

　　計時精度 ： ±20毫秒

　　存儲空間 ： 板載2M Byte，支持8G Micro SD卡

　　接口標準 ： RS232、RS485、Wiegand、RJ45、TTL、WiFi、GPRS等可選

　　擴展I/O ： 開關量信號輸入與輸出各3路

　　電源標準 ： DC 7.5～24V 800～3000mA

　　l 計時芯片腕帶標簽

　　識別距離 ： 0 ～ 100米可調(diào)

　　識別速度 ： 200 公里 / 小時

　　識別能力 ： 具備200張/秒的防沖突性能

　　識別方式 ： 全向識別

　　可變增益 ： 0～3級可按需選定

　　工作頻段 ： 2.45GHz、125KHz

　　通訊速率 ： 250K

　　通信機制 ： 基于HDLC 時分多址和同步通信機制

　　抗干擾性 ： 頻道隔離技術，多個設備互不干擾

　　安 全 性 ： 加密計算與安全認證，防止鏈路偵測

　　功耗標準 ： 平均工作功率為微瓦級

　　使用壽命 ： 1.5年

　　電壓檢測 ： 電壓低可通過無線或蜂鳴同時預警

　　封裝特性 ： ABS+PC材質(zhì)，抗高強度跌落與振動

　　環(huán)境特性 ： 工作溫度-40℃ ～+85℃ 　工作濕度<95%

　　可 靠 性 ： 防水防塵，滿足工業(yè)環(huán)境要求

　　外 形 ： 雙耳方型

　　尺 寸 ： 40×36×12 mm

　　重 量 ： 12g

　　安裝方式 ： 加裝表帶佩戴

　　l 計時地毯/感應線圈

　　1) 雙頻運動計時感應線圈需要與雙頻計時讀寫器相連，完成計時功能。當計時感應線圈接收到來自雙頻計時芯片標簽的響應信號時，計時計時讀寫器記錄下當前時間和標簽ID號。計時感應線圈能用于各種環(huán)境而且防水，可以被用于跑步、自行車運動以及冰雪運動;地毯相當牢固耐用。

　　2) 地感線圈內(nèi)部包含獨立的感應回路(125kHz給標簽激活喚醒)和接收回路(2.45G接收標簽響應信號)。有時回路的諧振頻率會受到周圍金屬物品(如鋼筋混凝土、水管等)的影響，從而影響到讀取距離。為此在計時計時讀寫器中含有專門的自動調(diào)諧電路，將這種影響減少到最低程度。