基于无线同步技术的田径计时系统开发

胡金萍，吴学山

（1.安徽广播影视职业技术学院，安徽 合肥 230001；2.宇星科技发展(深圳)有限公司，安徽 合肥 230001）

基于无线同步技术的田径计时系统开发

胡金萍1，吴学山2

（1.安徽广播影视职业技术学院，安徽 合肥 230001；2.宇星科技发展(深圳)有限公司，安徽 合肥 230001）

本文阐述了一种用于田径比赛中径赛新型计时系统。该系统通过采用无线同步技术、实现秒表的自动化计时功能，为基层学校田径比赛的径赛计时提供了准确高效便利的手段。

田径比赛；无线同步技术；秒表

1 技术领域

本研究属于田径竞赛计时系统领域，目的在于提供一种基于无线同步技术的田径秒表计时系统，有效提高田径径赛时间统计准确性和便利性。

2 研发背景

在基层学校田径会和省市级田径运动会中，由于精力和财力有限，径赛项目一律采用人工秒表计时。计时裁判员通过眼睛观察发令员的烟雾，开始启动秒表计时仪器。特别在烟雨天气和傍晚时分，发令枪的烟雾受到极大干扰，再加上部分计时裁判员的视力差距，导致计时误差是有发生。在短跑项目中，预赛组别多，计时所产生的毫秒微秒错误，就能极大的干扰参赛运动员的晋级。在众多的基层运动会中，特别是学校进行田径运动会时，对裁判的专业培训比较困难，大部分比赛都需要安排专门的技术人员和体育教师进行辅助，从而才能保证运动会比赛的进行，加之很多学校由于硬件设备不足，不能保证终点摄影摄像进行准确的名次判定，计时裁判的成绩判定就显示出尤为重要的作用[1]。另外市场上精准的田径计时系统，购置费用又远远超出举办方的经费承受能力，研究出一种实用、新型、价廉物美的田径秒表计时系统，将为基层体育运动开展提供方便、快捷、稳定的服务。

3 研发内容

3.1 系统框架

包括终端部件和秒表部件，其特征是，所述终端部件包括终端主控电路以及与所述终端主控电路相连的声音检测电路和终端无线通信电路，所述秒表部件包括秒表主控电路、与所述秒表主控电路相连的秒表无线通信电路和显示驱动电路、以及与所述显示驱动电路相连的显示模块。

3.2 创新点

本研发目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种基于无线同步技术的田径计时系统，该田径计时系统能有效提高田径竞赛时间统计的准确性和便利性。

本系统包括终端部件和秒表部件。终端部件包括终端主控电路以及与所述终端主控电路相连的声音检测电路和终端无线通信电路，秒表部件包括秒表主控电路、与秒表主控电路相连的秒表无线通信电路和显示驱动电路、以及与所述显示驱动电路相连的显示模块。秒表部件还包括与所述秒表主控电路相连的按键模块。终端无线通信电路和所述秒表无线通信电路采用433MHz的无线通信方式。声音检测电路采用声音分贝强度检测方式检测声音[2]。

与现有的田径计时系统相比，本研发系统基于无线同步技术的田径计时具有两方面的有益技术效果：第一是该田径计时系统通过终端部件的声音分贝等级的检测来判定发令枪是否发令，再以无线同步数据包的形式通知秒表部件工作，因此，其不受人为因素的影响，能有效提高田径竞赛时间统计的准确性和便利性。第二是与现有的田径计时系统相比，该田径计时系统结构简单，所采用的都是市场可买到的便宜芯片，因此，造价低，能为基层体育运动开展提供方便、快捷、稳定的服务。

3.3 具体实施方式

本研发的基于无线同步技术的田径计时系统的结构，基于无线同步技术的田径计时系统包括终端部件和秒表部件。其中，终端部件用于检测发令枪的发声，并将检测结果以无线通信的方式发送给所述秒表部件。秒表部件接收所述终端部件1以无线通信的方式发送过来的信号，并在显示器上显示计时时间[3]。

终端部件的结构包括终端主控电路以及与所述终端主控电路相连的声音检测电路和终端无线通信电路。

在本研发中声音检测电路为采用声音分贝强度检测方式检测声音的电路，其电路图如图4所示。采用这种声音检测电路，便于更好地检测发令枪的发声。

终端无线通信电路可以采用任何市场上可买到的无线通信电路。在本研发中终端无线通信电路为基于德州仪器公司的CC1101芯片的无线通信电路。这种无线通信电路采用433MHz的无线通信方式，信号传输距离远，信号稳定。

声音检测电路通过实时检测环境声音分贝等级判定发令枪是否发令，并通过电信号通知所述终端主控电路。终端主控电路接到所述声音检测电路的电信号之后，通过电信号的方式通知所述终端无线通信电路向外发送同步数据包。

秒表部件的结构包括秒表主控电路与秒表主控电路相连的秒表无线通信电路和显示驱动电路、以及与所述显示驱动电路相连的显示模块[4]。

秒表无线通信电路可以采用任何市场上可买到的无线通信电路。在本研发中所述秒表无线通信电路为基于德州仪器公司的CC1101芯片的无线通信电路。这种无线通信电路采用433MHz的无线通信方式，信号传输距离远，信号稳定。

驱动显示电路可以采用任何市场上可买到的驱动显示电路。在本研发中驱动显示电路为基于ST7920芯片的驱动显示电路。显示模块可以采用任何市场上可买到的显示模块。在本研发中显示模块为液晶显示模块。

秒表无线通信电路检测到所述终端无线通信电路向外发送的同步数据包之后，通过电信号的方式通知所述秒表主控电路。秒表主控电路通过电信号的方式控制所述显示驱动电路。显示驱动电路再通过电信号的方式控制所述显示模块，由所述显示模块负责显示时间等相关信息。

此外，在本研发中秒表部件还包括与所述秒表主控电路相连的按键模块。按键模块用于检测用户的按键，并在检测到用户按键后用电信号的方式通知所述秒表主控电路，由秒表主控电路负责完成计圈、计次、重置等相关操作。

可以理解，本研发基于无线同步技术的田径计时系统的核心是通过终端部件的声音分贝等级的检测来判定发令枪是否发令，再以无线同步数据包的形式通知秒表部件工作。该秒表计时系统中采用的各器件的具体型号、封装及设备；各电路之间的连接形状、材质等均无具体限制，可根据实际情况合理选择。

4 结束语

目前对于体育比赛的径赛计时研究多集中于大型体育比赛，大都实现的是自动采集，即通过对终点的的图像采集，进行实时分析，最终判断出是否有人正在通过终点线。在计时仪器上采用电动计时。但是这些研究成果对于基层学校田径运动会的开展来说，经费的解决是一大难点。本研究的基于无线同步技术的田径计时系统，省财省力，实在解决了径赛计时中的各种问题，并且保障了比赛的成绩判定，对于没有专业经验的裁判员操作也非常简单，特别适合在基层学校径赛比赛中推广。

[1]谢志堃.电子秒表自动计时的研究[J].绍兴文理学院学报,2004,10:29-31

[2]马向阳.简易实用的终点摄像裁判系统[J].中国学校体育,2014,6:49-50

[3]王磊.试论校级田径运动会裁判降低计时失误率策略[J].当代体育科技,2013,13:147-148

[4]汪涛.新型径赛计时系统设计[J].体育科技文献通报,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

（责任编辑：吴 芳）

胡金萍（1981-），女，安徽六安人，讲师，研究方向：学校体育。