中长跑体能测试上RFID的应用

张猛

【摘 要】我国从上世纪八十年代推行素质教育以来，中长跑体能测试就是中小学和各大高校的重点考核项目，不合格者甚至不能升学或者毕业，并且考核也越来越规范严格。与之相应，对该项目的计时方法与精度要求等也越来越严格。针对此问题，本文主要介绍射频识别技术（RFID）在中长跑体能测试中的应用及其优缺点等。文章主要分三部分，首先简单介绍RFID的概念原理，其次介绍其在体能测试应用上的可行性，最后将该技术与其他测量方法对比分析其优缺点。

【关键词】中长跑体能测试；RFID；计时

一、前言

近年来，随着人民生活水平的提高，肥胖人群规模日渐庞大。尤其是青少年，国家疾控中心的数据显示，我国18岁以下的肥胖人群已达l.2亿。对此，体育运动越来越受到人们重视，由于中长跑运动能合理反映受测试者身体素质条件，并且方便快捷，对场地要求低，该项运动一直是各教育机构测试学生身体素质的必要项目，也是各运动会的必备项目。尤其是中小学及高校学生，中长跑体能测试是学生身体素质考核的必备项目。

对于中长跑的计时方法，目前主要有三种，分别是人工手动计时，光电计时，射频识别计时方法。其中最适合学校学生中长跑体能测试的计时方法不外乎准确、高效、公正三个特点。在上述三个计时方法中，中应用最广泛的是人工手动计时，而规格较高的大型体育赛事往往用光学计时，射频识别计时虽然并未普及，但是其在体育赛事上的应用越来越广泛。射频识别技术已经在很多领域得到广泛应用，如门禁、食品安全溯源等。其结构原理简单，在中长跑体能测试上可行性极高。

二、射频识别技术（RFID）的概念及原理

RFID系统是利用无线射频方式识别特定目标并进行数据交换，且无需与目标之间建立机械或光学接触。简单来说，携带有目标信息的标签被固定于目标上，RFID专用的读写器可以通过频率信号对目标物上的标签进行读写操作。

该系统主要由三部分组成，分别为应答器、阅读器、应用软件系统。应答器一般由电子标签充当，每个标签都有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。阅读器为读取或者写入标签信息的设备，分为手持式和固定式两种。应用软件系统是应用层软件，对所收集的信息进行进一步处理以供其他使用。

三、RFID在中长跑体能测试中的应用可行性分析

RFID在中长跑体能测试中的计时方法大致如下：

①将存储有受测试者身份信息的电子标签固定在受测试者合适位置。

②读写器1（主控单元）完成测试前的卡号登记和其他控制工作。

③读写器2完成终点的卡号识别！计时与上传工作。

具体实现过程是，读写器1置于起点处，读写器2置于起点处之后200米（对于1000而言）。由读写器1扫描测试者信息后，发令并记录圈数。同时读写器2开始计时并记录圈数，只要测试者到达终点就会立即进入天线区域，读写器2在周期性的扫描下就会采集到该标签信息（扫描周期0.1s），并记录次数。当测试者第二次到达读写器2时，读写器2扫描到标签，记录此时间并写入该测试者的标签。最后测试者到控制中心通过裁判员（或考官）由专用读写器读取该测试者标签上存储的时间并录入计算机。

至于计时的精度分析：假设测试者以10米/秒的平均速度计算（普通人很难达到），在0.1s内通过的距离为1米。对于读写器0.1s的扫描周期来讲，标签的最初采集点可能为终点线前方1米距离的任何地方。所以，对于正常的奔跑速度，误差范围小于1米，在允许的范围内计时精度0.1s是可以达到的。

我国标准田径场的跑道设有6至8条分道，每条宽度约为1.22至1.25米，以8条跑道的田径场为例，要求读写器的信号覆盖半径至少为10米，而目前的技术完全可以满足这一要求。

四、中长跑体能测试中RFID技术与其他几种计时方法的比较

前言已经提到过，目前用于体育项目的计时方法有人工手动计时、光电计时、射频识别（RFID）。以下对各种计时方法加以分析。

1.人工计时

优点：使用设备较少，只需发令枪秒表

缺点：

①计时精度低

手动计时受人体神经反应速度限制，计时精度较低。

②效率低下

手动计时在比赛过程中只能采用手工填单，人工汇总成绩方式，效率低下。

③人为因素影响大

手动计时受人为因素影响，客观公正性不能完全保证。

④可存储性差

手动计时比赛过程无法记录和重复，当比赛中出现申诉和争议时，无法调用历史记录来判断。

2.光电计时

优点：光电计时系统最大的优点是计时精度高，以2002年盐湖城冬奥会为例，在2月15那一天，美国的一对双人雪橇选手凭借仅仅4毫秒的优势战胜了自己的队友获得了冠军。这4毫秒正是通过改进过的光电计时系统识别测量出的。除此之外，光电计时系统还具有高效、可重复性强、可存储等诸多优点，这里不一一赘述。

缺点：高昂的使用成本。光电计时系统需要用到大量的高科技产品，甚至包括卫星等尖端技术，这也是光电计时只应用与大型体育赛事而没有普遍应用的原因。

3.RFID

RFID技术在中长跑计时应用中最突出的特点是在保证精度的要求下能够快速高效地完成对众多受测者的计时工作。且受人为因素影响较小，能保证公平公正，这对防止入学升学考试中舞弊行為有重要作用。其次，记录的结果可以存储于计算机中并存档，能做到“有案可循”。虽然RFID技术也需要用到很多电子设备，但是由于科技及工艺水平的进步，其各种电子元件的生产与使用成本均较为低廉。

以一个20000人左右的高校为例，使用传统的人工手动计时方法，每一个同学都要逐个手写记录，完成所有同学的体能测试大约需要一周左右的时间甚至更长。且由于人员众多，容易出现记录结果混乱等问题。而如果采用RFID计时，无需停表计时，不用手写记录结果，完成同样的测试，仅需三至五天便可完成。并且RFID计时的精度不受人的反应时间影响，精度比人工计时更高。

五、结语

综上所述，对于中长跑体能测试的计时工作，RFID的应用既避免了人工手动计时的种种不足，又提高了计时精度，具有较强的可行性，可以推广普及。

【参考文献】

[1]吴泳.无线射频识别技术（RFID）及应用[J].长沙通信职业技术学院学报，2010（01）

[2]孙海霞，薛茹.RFID系统的组成及工作原理[J].西藏科技，2012（09）