基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種運動計時系統(tǒng)，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，游泳這種適合大眾進行的全身型體育運動越來越受到人們的喜愛。游泳愛好者越來越希望能夠了解自己的游泳水平，知道自己的游泳成績，從而更加科學(xué)的運動健身。
[0003]為了幫助游泳愛好者測試自己的游泳成績，國內(nèi)外提出了很多測試游泳成績的計時系統(tǒng)。現(xiàn)有方法主要為計時腕表、比賽專用計時系統(tǒng)。采用計時腕表的計時系統(tǒng)要求游泳愛好者必須購買專用腕表，單個腕表需要上千元，計時精度差，需要較多的人工干預(yù)，用戶體驗較差。比賽專用計時系統(tǒng)價格昂貴，計時過程復(fù)雜，需要專業(yè)團隊操作，且同時只能記錄一個泳道中的一個游泳者的成績；僅適用于專業(yè)游泳比賽場館。
[0004]由上可見，現(xiàn)有的游泳成績計時系統(tǒng)及計時方法無法滿足室內(nèi)外各種游泳場館的計時需求，因此，有必要對對現(xiàn)有的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)進行改進。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)，不但成本低廉、計時準確，而且可以同時記錄游泳場館中所有游泳者的成績，能夠很好地滿足室內(nèi)外各種游泳場館的計時需求。
[0006]本實用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)，包括射頻標簽?zāi)K，所述射頻標簽?zāi)K為穿戴式RFID射頻標簽，每個RFID射頻標簽具有唯一標識符；信息采集模塊，所述信息采集模塊安放在泳道兩端，每個信息采集模塊包含電氣相連的第一射頻閱讀器和第一通信子模塊，所述第一射頻閱讀器從游泳者穿戴的射頻標簽?zāi)K讀取所述唯一標識符；所述第一通信子模塊把讀到的所述射頻標簽?zāi)K的唯一標識符傳送給服務(wù)器；服務(wù)器，用于存儲所有射頻標簽?zāi)K的標識符以及每個射頻標簽?zāi)K對應(yīng)的游泳成績；成績查詢模塊，用于查詢游泳者的游泳成績，所述成績查詢模塊安放于游泳場館，所述成績查詢模塊包含第二射頻閱讀器和第二通信子模塊，所述第二射頻閱讀器通過所述第二通信子模塊與所述服務(wù)器相連；成績顯示屏，用于顯示游泳成績，所述成績顯示屏與所述服務(wù)器的輸出端相連。
[0007]上述的基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)，其中，還包括射頻標簽綁定模塊，用于將游泳者和某個選定射頻標簽?zāi)K綁定，所述射頻標簽綁定模塊包含第三射頻閱讀器和第三通信子模塊，所述第三射頻閱讀器通過所述第三通信子模塊與所述服務(wù)器相連。
[0008]上述的基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)，其中，所述第一射頻閱讀器，第二射頻閱讀器和第三射頻閱讀器均包括微處理器，所述微處理器的電源端和電源模塊相連，輸出端和蜂鳴器相連，所述微處理器通過SPI接口和RFID射頻讀卡電路相連，所述RFID射頻讀卡電路通過EMC濾波電路、匹配電路和天線線圈相連，所述第一射頻閱讀器經(jīng)第一通信子模塊通過RS485總線和服務(wù)器相連，所述第二射頻閱讀器經(jīng)第二通信子模塊通過RS485總線和服務(wù)器相連，所述第三射頻閱讀器經(jīng)第三通信子模塊通過RS232總線和服務(wù)器相連。
[0009]上述的基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)，其中，所述信息采集模塊封裝在環(huán)氧灌封膠內(nèi)，所述信息采集模塊安裝在水線下60cm至水線上50cm處，所述天線線圈的品質(zhì)因素Q值范圍為20?30。
[0010]上述的基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)，其中，所述射頻標簽?zāi)K為手環(huán)式、指套式或腳環(huán)式。
[0011]本實用新型對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本實用新型提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)，通過在泳道兩端設(shè)置信息采集模塊，利用第一射頻閱讀器獲取游泳者穿戴的射頻標簽?zāi)K的標識符，通過服務(wù)器統(tǒng)一記錄射頻標簽?zāi)K對應(yīng)的游泳成績，可以同時記錄游泳場館中所有游泳者的成績；人均使用成本幾乎可以忽略不計，大大降低了使用成本，且計時精度可以達到0.0ls內(nèi)，已經(jīng)達到國際泳聯(lián)要求的國際比賽計時標準，從而能夠很好地滿足室內(nèi)外各種游泳場館的計時需求。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實用新型的信息采集模塊安裝分布示意圖；
[0014]圖3為本實用新型的射頻閱讀器的電路方框示意圖；
[0015]圖4為本實用新型基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時控制流程示意圖；
[0016]圖5為本實用新型基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績查詢流程示意圖。
[0017]圖中:
[0018]I射頻標簽?zāi)K2信息采集模塊3服務(wù)器
[0019]4成績查詢模塊5成績顯示屏6打印機
[0020]7射頻標簽綁定模塊21微處理器22電源模塊
[0021]23通信子模塊24蜂鳴器25RFID射頻讀卡電路
[0022]26天線及其匹配電路
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
[0024]圖1為本實用新型基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
[0025]請參見圖1，本實用新型提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)包括:
[0026]射頻標簽?zāi)KI，所述射頻標簽?zāi)KI為穿戴式RFID射頻標簽，每個RFID射頻標簽具有唯一標識符。
[0027]信息采集模塊2，所述信息采集模塊2安放在泳道兩端，如圖2所示；每個信息采集模塊2包含第一射頻閱讀器和第一通信子模塊，所述第一射頻閱讀器從游泳者穿戴的射頻標簽?zāi)K讀取唯一標識符；所述第一通信子模塊負責(zé)把讀到的射頻標簽?zāi)K的唯一標識符傳送給服務(wù)器。
[0028]服務(wù)器3，用于存儲所有射頻標簽?zāi)KI的標識符以及每個射頻標簽?zāi)K對應(yīng)的游泳成績。
[0029]成績查詢模塊4，用于查詢游泳者的游泳成績，所述成績查詢模塊4安放于游泳場館，所述成績查詢模塊4包含第二射頻閱讀器和第二通信子模塊，所述第二射頻閱讀器通過所述第二通信子模塊與服務(wù)器3相連。
[0030]成績顯示屏5，用于顯示游泳成績；成績顯示屏5與服務(wù)器3的輸出端相連。
[0031]打印機6 ;游泳者歸還射頻標簽?zāi)K時，游泳成績打印機6可打印出游泳成績，交給游泳者，供游泳愛好者參考。
[0032]射頻標簽綁定模塊7:用于把特定射頻標簽?zāi)K和特定游泳者綁定和解綁定。
[0033]圖3為本實用新型的射頻閱讀器的電路方框示意圖。
[0034]請繼續(xù)參見圖3，本實用新型提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)，其中，所述第一射頻閱讀器，第二射頻閱讀器和第三射頻閱讀器均包括微處理器21、通信子模塊23、RFID射頻讀卡電路25和天線及其匹配電路26，所述微處理器21的電源端和電源模塊22相連，輸出端和蜂鳴器24相連，所述微處理器21通過SPI接口和RFID射頻讀卡電路25相連，所述RFID射頻讀卡電路25通過EMC濾波電路、匹配電路和天線線圈相連，所述第一射頻閱讀器的微處理器的串口端通過RS485總線和第一通信子模塊相連，所述第二射頻閱讀器的微處理器的串口端通過RS485總線和第二通信子模塊相連，所述第三射頻閱讀器經(jīng)第三通信子模塊通過RS232總線和服務(wù)器相連。
[0035]本實用新型提供的基于物聯(lián)網(wǎng)的游泳場館運動成績計時系統(tǒng)，成本低廉，相比動輒上千元的腕表和費用昂貴的比賽專用計時系統(tǒng)，人均使用成本幾乎可以忽略不計，且計時準確，由于游泳成績通過計算兩次采樣時間差獲得，系統(tǒng)誤差及通信延時都可以忽略不計，因此計時精度可以達到0.01秒，已經(jīng)達到國際泳聯(lián)要求的國際比賽要求的計時標準，并且可以同時記錄游泳場館中所有游泳者的成績，而腕表方案只能記錄本人，比賽專用計時系統(tǒng)只能記錄一條泳道中的一個游泳者，因此本實用新型的計時系統(tǒng)適用范圍廣，可廣泛用于室內(nèi)外及國際泳聯(lián)定義的標準，非標準游泳場館的計時。
[0036]目前已知的射頻標簽?zāi)K及射頻閱讀器都沒有應(yīng)用于游泳場館計時，其已驗證的防水性能只能達到IP65級(在戶外淋雨)防水標準。為了適應(yīng)游泳場館的需求，本實用新型設(shè)計的信息采集模塊采用環(huán)氧灌封膠技術(shù)進行元器件防水處理，所述信息采集模塊封裝在環(huán)氧灌封膠內(nèi)，使其達到IP68級(長期浸泡在水中)的防水標準。所述信息采集模塊安裝在水線下60cm至水線上50cm處，針對通常的大眾游泳場館，所述信息采集模塊優(yōu)選安裝在自水線下6cm到水線上3cm處。針對未安裝國際泳聯(lián)要求的專用計時器的專業(yè)訓(xùn)練場館，所述信息采集模塊優(yōu)選安裝在自水線下60cm到水線上30cm處。針對于已安裝了國際泳聯(lián)要求的專用計時器的場館，所述第一射頻閱讀器會安裝在水線上40厘米到50厘米處(因為國際泳聯(lián)要求專用計時器安裝在水線下60cm至水線上30cm處)。
[0037]由于游泳愛好者比較習(xí)慣于在泳池盡頭休息，通常在信息采集模塊安放點周圍有較多的游泳者，怎樣避免眾多游泳者佩戴的射頻標簽?zāi)K之間的干擾就變得非常關(guān)鍵。本實用新型在設(shè)計第一射頻閱讀器時采用適當?shù)纳漕l讀卡器天線的尺寸及輸出功率來避免眾多射頻標簽?zāi)K間的干擾。具體算法如下:射頻天線及其匹配電路共有三塊:天線線圈，匹配電路和EMC濾波電路。針對普通射頻閱讀器的設(shè)計，通常是在天線的匹配設(shè)計中保證產(chǎn)生一個盡可能強的電磁場，以使卡片能夠獲得足夠的能量給自己供電。即對于射頻閱讀器來說，一般射頻信號越強越好，天線線圈的品質(zhì)因素Q越高越好。本實用新型則需要保證電磁場的強度穩(wěn)定在本系統(tǒng)要求的范圍內(nèi)，從而避免附近的射頻標簽的干擾?？刂铺炀€輸出功率的因素較多，本實用新型重點關(guān)注控制天線的品質(zhì)因素Q值，其計算公式如下:
[0038]Q = ω (L/R)
[0039]天線的Q值用來評價回路輸出效率，L為天線線圈電感，R為天線線圈電阻，ω是外加信號的角頻率，Q值越高，其能量輸出效率越高，當Q值過高時，其特性會導(dǎo)致通帶變窄，副載波頻率出的能量幅度太小，甚至在天線的邊帶以外，從而影響調(diào)制信號的發(fā)送。本實用新型為了使