佟 贺，莫 军

（中国人民解放军陆军航空兵学院，北京 101123）

目前，在院校体能测试、大型体育比赛的长跑项目中，由于参加人数众多，在跑道上跑动圈数多，运动员跑动轨迹不确定等众多因素影响，经常导致计时计圈发生错误。因此，利用智能识别技术，开发新型的计时计圈设备有着十分重要的意义，这项技术不仅可以减少裁判人员数量，还可以有效降低裁判人员工作强度和人为失误，提高测试比赛水平。

1 RFID技术

RFID技术（Radio Frequency Identi fi cation），即射频识别技术，由电子标签、阅读器、天线三部分组成，电子标签由耦合元件和芯片组成，每个标签具有唯一电子编码，也就是附着在物体上标识目标对象；阅读器是读取或写入标签信息的设备；天线是在标签和读写器间传递射频信号的设备。当标签进入磁场后从天线发送的电磁波中获得能量，发送出自身编码等信息让读取器读取并解码，从而达到自动识别目标体的目的。本文所研制的系统分由硬件部分和软件部分组成。

2 硬件设计

硬件部分主要由LJYZN-403超高频电子标签固定式读写器和902-928MHz 12DB板状定向天线组成。LJYZN-403是一款高性能的超高频电子标签固定式读写器，结合高效信号处理算法，在保持高识别率的同时，实现对电子标签的快速读写处理。该读写器主要由控制模块、射频模块、接口模块以及RS485、以太网接口组成。902-928MHz 12DB状定向天线，利用天线转接线（N转SMA）将天线与LJYZN-403相连，使天线接收到的信号可以实时传送到读写器。定向天线（Directional antenna）是在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强，而在其他的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。

3 软件设计

软件部分主要由串口连接、窗口显示、文本保存、数据库的连接与访问四部分组成。其中，串口连接、窗口显示、文本保存利用C#.NET平台完成，数据库的连接与访问串口利用Visual Studio 2013平台完成。串口连接功能是整个系统软件中的重要功能，是阅读器与上位机信息交互的基础，主要用到控件SerialPort实现。窗口显示功能，即系统检测到标签后，通过窗口将每个标签的编号、总时间、已完成圈数显示出来。主要由datagridview控件实现。文本保存功能，即计时结束后，将DataGridView中的表格中的数据保存，主要由SaveFileDialog控件实现成。数据库设计，主要用MS SQLServer创建一个数据源“TNKH”，其中包含一个表“Table_1.mdb”。表中的列由卡号和每圈成绩组成，软件界面如下图所示。

图1 软件界面

4 系统测试

在完成软硬件设计的基础上，将软硬件连接，进行了防碰撞能力、响应速度和稳定性测试。多次测试结果表明，在运动员正常跑动的情况下，系统完全能实现左右方向上的防碰撞，即可容纳多人并排经过。对长距离计时比赛中运动员的速度，本系统完全可以及时响应并采集其所佩戴的电子标签ID，而不会遗漏。在硬件连接正常的情况下，系统的稳定性能够满足长跑测试需求，系统的读写标签、记录成绩、文本保存和数据库读写等功能均能有效完成。实验证明，系统各方面都达到了比较好的性能。