基于無線同步技術(shù)的田徑計(jì)時(shí)系統(tǒng)開發(fā)

胡金萍，吳學(xué)山

（1.安徽廣播影視職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230001；2.宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司，安徽 合肥 230001）

基于無線同步技術(shù)的田徑計(jì)時(shí)系統(tǒng)開發(fā)

胡金萍1，吳學(xué)山2

（1.安徽廣播影視職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230001；2.宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司，安徽 合肥 230001）

本文闡述了一種用于田徑比賽中徑賽新型計(jì)時(shí)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過采用無線同步技術(shù)、實(shí)現(xiàn)秒表的自動(dòng)化計(jì)時(shí)功能，為基層學(xué)校田徑比賽的徑賽計(jì)時(shí)提供了準(zhǔn)確高效便利的手段。

田徑比賽；無線同步技術(shù)；秒表

1 技術(shù)領(lǐng)域

本研究屬于田徑競(jìng)賽計(jì)時(shí)系統(tǒng)領(lǐng)域，目的在于提供一種基于無線同步技術(shù)的田徑秒表計(jì)時(shí)系統(tǒng)，有效提高田徑徑賽時(shí)間統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確性和便利性。

2 研發(fā)背景

在基層學(xué)校田徑會(huì)和省市級(jí)田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)中，由于精力和財(cái)力有限，徑賽項(xiàng)目一律采用人工秒表計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)裁判員通過眼睛觀察發(fā)令員的煙霧，開始啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí)儀器。特別在煙雨天氣和傍晚時(shí)分，發(fā)令槍的煙霧受到極大干擾，再加上部分計(jì)時(shí)裁判員的視力差距，導(dǎo)致計(jì)時(shí)誤差是有發(fā)生。在短跑項(xiàng)目中，預(yù)賽組別多，計(jì)時(shí)所產(chǎn)生的毫秒微秒錯(cuò)誤，就能極大的干擾參賽運(yùn)動(dòng)員的晉級(jí)。在眾多的基層運(yùn)動(dòng)會(huì)中，特別是學(xué)校進(jìn)行田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)時(shí)，對(duì)裁判的專業(yè)培訓(xùn)比較困難，大部分比賽都需要安排專門的技術(shù)人員和體育教師進(jìn)行輔助，從而才能保證運(yùn)動(dòng)會(huì)比賽的進(jìn)行，加之很多學(xué)校由于硬件設(shè)備不足，不能保證終點(diǎn)攝影攝像進(jìn)行準(zhǔn)確的名次判定，計(jì)時(shí)裁判的成績(jī)判定就顯示出尤為重要的作用[1]。另外市場(chǎng)上精準(zhǔn)的田徑計(jì)時(shí)系統(tǒng)，購(gòu)置費(fèi)用又遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出舉辦方的經(jīng)費(fèi)承受能力，研究出一種實(shí)用、新型、價(jià)廉物美的田徑秒表計(jì)時(shí)系統(tǒng)，將為基層體育運(yùn)動(dòng)開展提供方便、快捷、穩(wěn)定的服務(wù)。

3 研發(fā)內(nèi)容

3.1 系統(tǒng)框架

包括終端部件和秒表部件，其特征是，所述終端部件包括終端主控電路以及與所述終端主控電路相連的聲音檢測(cè)電路和終端無線通信電路，所述秒表部件包括秒表主控電路、與所述秒表主控電路相連的秒表無線通信電路和顯示驅(qū)動(dòng)電路、以及與所述顯示驅(qū)動(dòng)電路相連的顯示模塊。

3.2 創(chuàng)新點(diǎn)

本研發(fā)目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種基于無線同步技術(shù)的田徑計(jì)時(shí)系統(tǒng)，該田徑計(jì)時(shí)系統(tǒng)能有效提高田徑競(jìng)賽時(shí)間統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性和便利性。

本系統(tǒng)包括終端部件和秒表部件。終端部件包括終端主控電路以及與所述終端主控電路相連的聲音檢測(cè)電路和終端無線通信電路，秒表部件包括秒表主控電路、與秒表主控電路相連的秒表無線通信電路和顯示驅(qū)動(dòng)電路、以及與所述顯示驅(qū)動(dòng)電路相連的顯示模塊。秒表部件還包括與所述秒表主控電路相連的按鍵模塊。終端無線通信電路和所述秒表無線通信電路采用433MHz的無線通信方式。聲音檢測(cè)電路采用聲音分貝強(qiáng)度檢測(cè)方式檢測(cè)聲音[2]。

與現(xiàn)有的田徑計(jì)時(shí)系統(tǒng)相比，本研發(fā)系統(tǒng)基于無線同步技術(shù)的田徑計(jì)時(shí)具有兩方面的有益技術(shù)效果：第一是該田徑計(jì)時(shí)系統(tǒng)通過終端部件的聲音分貝等級(jí)的檢測(cè)來判定發(fā)令槍是否發(fā)令，再以無線同步數(shù)據(jù)包的形式通知秒表部件工作，因此，其不受人為因素的影響，能有效提高田徑競(jìng)賽時(shí)間統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性和便利性。第二是與現(xiàn)有的田徑計(jì)時(shí)系統(tǒng)相比，該田徑計(jì)時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所采用的都是市場(chǎng)可買到的便宜芯片，因此，造價(jià)低，能為基層體育運(yùn)動(dòng)開展提供方便、快捷、穩(wěn)定的服務(wù)。

3.3 具體實(shí)施方式

本研發(fā)的基于無線同步技術(shù)的田徑計(jì)時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，基于無線同步技術(shù)的田徑計(jì)時(shí)系統(tǒng)包括終端部件和秒表部件。其中，終端部件用于檢測(cè)發(fā)令槍的發(fā)聲，并將檢測(cè)結(jié)果以無線通信的方式發(fā)送給所述秒表部件。秒表部件接收所述終端部件1以無線通信的方式發(fā)送過來的信號(hào)，并在顯示器上顯示計(jì)時(shí)時(shí)間[3]。

終端部件的結(jié)構(gòu)包括終端主控電路以及與所述終端主控電路相連的聲音檢測(cè)電路和終端無線通信電路。

在本研發(fā)中聲音檢測(cè)電路為采用聲音分貝強(qiáng)度檢測(cè)方式檢測(cè)聲音的電路，其電路圖如圖4所示。采用這種聲音檢測(cè)電路，便于更好地檢測(cè)發(fā)令槍的發(fā)聲。

終端無線通信電路可以采用任何市場(chǎng)上可買到的無線通信電路。在本研發(fā)中終端無線通信電路為基于德州儀器公司的CC1101芯片的無線通信電路。這種無線通信電路采用433MHz的無線通信方式，信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)，信號(hào)穩(wěn)定。

聲音檢測(cè)電路通過實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境聲音分貝等級(jí)判定發(fā)令槍是否發(fā)令，并通過電信號(hào)通知所述終端主控電路。終端主控電路接到所述聲音檢測(cè)電路的電信號(hào)之后，通過電信號(hào)的方式通知所述終端無線通信電路向外發(fā)送同步數(shù)據(jù)包。

秒表部件的結(jié)構(gòu)包括秒表主控電路與秒表主控電路相連的秒表無線通信電路和顯示驅(qū)動(dòng)電路、以及與所述顯示驅(qū)動(dòng)電路相連的顯示模塊[4]。

秒表無線通信電路可以采用任何市場(chǎng)上可買到的無線通信電路。在本研發(fā)中所述秒表無線通信電路為基于德州儀器公司的CC1101芯片的無線通信電路。這種無線通信電路采用433MHz的無線通信方式，信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)，信號(hào)穩(wěn)定。

驅(qū)動(dòng)顯示電路可以采用任何市場(chǎng)上可買到的驅(qū)動(dòng)顯示電路。在本研發(fā)中驅(qū)動(dòng)顯示電路為基于ST7920芯片的驅(qū)動(dòng)顯示電路。顯示模塊可以采用任何市場(chǎng)上可買到的顯示模塊。在本研發(fā)中顯示模塊為液晶顯示模塊。

秒表無線通信電路檢測(cè)到所述終端無線通信電路向外發(fā)送的同步數(shù)據(jù)包之后，通過電信號(hào)的方式通知所述秒表主控電路。秒表主控電路通過電信號(hào)的方式控制所述顯示驅(qū)動(dòng)電路。顯示驅(qū)動(dòng)電路再通過電信號(hào)的方式控制所述顯示模塊，由所述顯示模塊負(fù)責(zé)顯示時(shí)間等相關(guān)信息。

此外，在本研發(fā)中秒表部件還包括與所述秒表主控電路相連的按鍵模塊。按鍵模塊用于檢測(cè)用戶的按鍵，并在檢測(cè)到用戶按鍵后用電信號(hào)的方式通知所述秒表主控電路，由秒表主控電路負(fù)責(zé)完成計(jì)圈、計(jì)次、重置等相關(guān)操作。

可以理解，本研發(fā)基于無線同步技術(shù)的田徑計(jì)時(shí)系統(tǒng)的核心是通過終端部件的聲音分貝等級(jí)的檢測(cè)來判定發(fā)令槍是否發(fā)令，再以無線同步數(shù)據(jù)包的形式通知秒表部件工作。該秒表計(jì)時(shí)系統(tǒng)中采用的各器件的具體型號(hào)、封裝及設(shè)備；各電路之間的連接形狀、材質(zhì)等均無具體限制，可根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。

4 結(jié)束語

目前對(duì)于體育比賽的徑賽計(jì)時(shí)研究多集中于大型體育比賽，大都實(shí)現(xiàn)的是自動(dòng)采集，即通過對(duì)終點(diǎn)的的圖像采集，進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，最終判斷出是否有人正在通過終點(diǎn)線。在計(jì)時(shí)儀器上采用電動(dòng)計(jì)時(shí)。但是這些研究成果對(duì)于基層學(xué)校田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)的開展來說，經(jīng)費(fèi)的解決是一大難點(diǎn)。本研究的基于無線同步技術(shù)的田徑計(jì)時(shí)系統(tǒng)，省財(cái)省力，實(shí)在解決了徑賽計(jì)時(shí)中的各種問題，并且保障了比賽的成績(jī)判定，對(duì)于沒有專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的裁判員操作也非常簡(jiǎn)單，特別適合在基層學(xué)校徑賽比賽中推廣。

[1]謝志堃.電子秒表自動(dòng)計(jì)時(shí)的研究[J].紹興文理學(xué)院學(xué)報(bào),2004,10:29-31

[2]馬向陽.簡(jiǎn)易實(shí)用的終點(diǎn)攝像裁判系統(tǒng)[J].中國(guó)學(xué)校體育,2014,6:49-50

[3]王磊.試論校級(jí)田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)裁判降低計(jì)時(shí)失誤率策略[J].當(dāng)代體育科技,2013,13:147-148

[4]汪濤.新型徑賽計(jì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].體育科技文獻(xiàn)通報(bào),2014,3:29-30

Anhui Broadcasting Movie and Television College

HU Jin-ping,WU Xue-shan
(Universtar Science&Technology(Shen Zhen)CO.,LTD AnHui HeFei 230001)

This paper describes a new timing system for track event.The system through the timer function to achieve the automation of the stopwatch with wireless synchronization technology,and provides accurate efficient and convenient means for primary school athletics track time.

stadium games; wireless synchronization technology; stopwatch

G87

：A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.062

1672–7304(2016)01–0133–02

（責(zé)任編輯：吳 芳）

胡金萍（1981-），女，安徽六安人，講師，研究方向：學(xué)校體育。