基于無線同步技術的田徑計時系統開發

胡金萍，吳學山

（1.安徽廣播影視職業技術學院，安徽 合肥 230001；2.宇星科技發展(深圳)有限公司，安徽 合肥 230001）

基于無線同步技術的田徑計時系統開發

胡金萍1，吳學山2

（1.安徽廣播影視職業技術學院，安徽 合肥 230001；2.宇星科技發展(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時系統。該系統通過采用無線同步技術、實現秒表的自動化計時功能，為基層學校田徑比賽的徑賽計時提供了準確高效便利的手段。

田徑比賽；無線同步技術；秒表

1 技術領域

本研究屬于田徑競賽計時系統領域，目的在于提供一種基于無線同步技術的田徑秒表計時系統，有效提高田徑徑賽時間統計準確性和便利性。

2 研發背景

在基層學校田徑會和省市級田徑運動會中，由于精力和財力有限，徑賽項目一律采用人工秒表計時。計時裁判員通過眼睛觀察發令員的煙霧，開始啟動秒表計時儀器。特別在煙雨天氣和傍晚時分，發令槍的煙霧受到極大干擾，再加上部分計時裁判員的視力差距，導致計時誤差是有發生。在短跑項目中，預賽組別多，計時所產生的毫秒微秒錯誤，就能極大的干擾參賽運動員的晉級。在眾多的基層運動會中，特別是學校進行田徑運動會時，對裁判的專業培訓比較困難，大部分比賽都需要安排專門的技術人員和體育教師進行輔助，從而才能保證運動會比賽的進行，加之很多學校由于硬件設備不足，不能保證終點攝影攝像進行準確的名次判定，計時裁判的成績判定就顯示出尤為重要的作用[1]。另外市場上精準的田徑計時系統，購置費用又遠遠超出舉辦方的經費承受能力，研究出一種實用、新型、價廉物美的田徑秒表計時系統，將為基層體育運動開展提供方便、快捷、穩定的服務。

3 研發內容

3.1 系統框架

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動電路、以及與所述顯示驅動電路相連的顯示模塊。

3.2 創新點

本研發目的在于克服現有技術中存在的缺點，提供一種基于無線同步技術的田徑計時系統，該田徑計時系統能有效提高田徑競賽時間統計的準確性和便利性。

本系統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動電路、以及與所述顯示驅動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。聲音檢測電路采用聲音分貝強度檢測方式檢測聲音[2]。

與現有的田徑計時系統相比，本研發系統基于無線同步技術的田徑計時具有兩方面的有益技術效果：第一是該田徑計時系統通過終端部件的聲音分貝等級的檢測來判定發令槍是否發令，再以無線同步數據包的形式通知秒表部件工作，因此，其不受人為因素的影響，能有效提高田徑競賽時間統計的準確性和便利性。第二是與現有的田徑計時系統相比，該田徑計時系統結構簡單，所采用的都是市場可買到的便宜芯片，因此，造價低，能為基層體育運動開展提供方便、快捷、穩定的服務。

3.3 具體實施方式

本研發的基于無線同步技術的田徑計時系統的結構，基于無線同步技術的田徑計時系統包括終端部件和秒表部件。其中，終端部件用于檢測發令槍的發聲，并將檢測結果以無線通信的方式發送給所述秒表部件。秒表部件接收所述終端部件1以無線通信的方式發送過來的信號，并在顯示器上顯示計時時間[3]。

終端部件的結構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電路和終端無線通信電路。

在本研發中聲音檢測電路為采用聲音分貝強度檢測方式檢測聲音的電路，其電路圖如圖4所示。采用這種聲音檢測電路，便于更好地檢測發令槍的發聲。

終端無線通信電路可以采用任何市場上可買到的無線通信電路。在本研發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，信號傳輸距離遠，信號穩定。

聲音檢測電路通過實時檢測環境聲音分貝等級判定發令槍是否發令，并通過電信號通知所述終端主控電路。終端主控電路接到所述聲音檢測電路的電信號之后，通過電信號的方式通知所述終端無線通信電路向外發送同步數據包。

秒表部件的結構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動電路、以及與所述顯示驅動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上可買到的無線通信電路。在本研發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，信號傳輸距離遠，信號穩定。

驅動顯示電路可以采用任何市場上可買到的驅動顯示電路。在本研發中驅動顯示電路為基于ST7920芯片的驅動顯示電路。顯示模塊可以采用任何市場上可買到的顯示模塊。在本研發中顯示模塊為液晶顯示模塊。

秒表無線通信電路檢測到所述終端無線通信電路向外發送的同步數據包之后，通過電信號的方式通知所述秒表主控電路。秒表主控電路通過電信號的方式控制所述顯示驅動電路。顯示驅動電路再通過電信號的方式控制所述顯示模塊，由所述顯示模塊負責顯示時間等相關信息。

此外，在本研發中秒表部件還包括與所述秒表主控電路相連的按鍵模塊。按鍵模塊用于檢測用戶的按鍵，并在檢測到用戶按鍵后用電信號的方式通知所述秒表主控電路，由秒表主控電路負責完成計圈、計次、重置等相關操作。

可以理解，本研發基于無線同步技術的田徑計時系統的核心是通過終端部件的聲音分貝等級的檢測來判定發令槍是否發令，再以無線同步數據包的形式通知秒表部件工作。該秒表計時系統中采用的各器件的具體型號、封裝及設備；各電路之間的連接形狀、材質等均無具體限制，可根據實際情況合理選擇。

4 結束語

目前對于體育比賽的徑賽計時研究多集中于大型體育比賽，大都實現的是自動采集，即通過對終點的的圖像采集，進行實時分析，最終判斷出是否有人正在通過終點線。在計時儀器上采用電動計時。但是這些研究成果對于基層學校田徑運動會的開展來說，經費的解決是一大難點。本研究的基于無線同步技術的田徑計時系統，省財省力，實在解決了徑賽計時中的各種問題，并且保障了比賽的成績判定，對于沒有專業經驗的裁判員操作也非常簡單，特別適合在基層學校徑賽比賽中推廣。

[1]謝志堃.電子秒表自動計時的研究[J].紹興文理學院學報,2004,10:29-31

[2]馬向陽.簡易實用的終點攝像裁判系統[J].中國學校體育,2014,6:49-50

[3]王磊.試論校級田徑運動會裁判降低計時失誤率策略[J].當代體育科技,2013,13:147-148

[4]汪濤.新型徑賽計時系統設計[J].體育科技文獻通報,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

（責任編輯：吳 芳）

胡金萍（1981-），女，安徽六安人，講師，研究方向：學校體育。