RFID在体能训练项目中的应用

1、军事体能训练RFID项目方案书南京凯航科技有限公司二零一四年四月二十七日目 录第一章 项目概述21.1. 项目背景21.2. 现状与分析2第二章 RFID系统介绍32.1 系统概述32.2 RFID系统组成及工作原理32.3 RFID技术在体育领域的运用现状5第三章 方案设计73.1 总体设计73.2 无源超高频RFID标签：73.2.1 产品参数83.2.2 产品特性83.2.3 包装方式93.3 长跑93.3.1 产品参数103.3.2 产品特性103.4 俯卧撑113.4.1 系统主要功能123.4.2 产品特性123.5 仰卧起坐：133.5.1 系统主要功能133.5.2 产品特性1

2、33.6 引体向上：143.6.1 系统主要功能143.6.2 产品特性143.7 蛙跳：153.7.1 系统主要功能153.7.2 产品特性153.8 单腿深蹲：163.8.1 系统主要功能163.8.2 产品特性163.9 软件功能模块17第四章 产品报价184.1 Alien原厂设备报价18第一章 项目概述1.1. 项目背景军事体能的训练以及考核是不同军兵种军人的共同基本要求，同时也是完成本职工作的重要前提。但长期以来，多人训练的组训难与多人考核的繁琐一直是个难以解决而又长期存在的问题。解放军理工大学军事体能训练主要包括长跑、俯卧撑、仰卧起坐、引体向上、蛙跳和单腿深蹲。通过与RFID技术

3、相结合，架构起一套先进的训练管理平台，能有效的解决多人训练的组训难与多人考核的繁琐的问题。1.2. 现状与分析因为国防的需要，战争的不可避免性，古往今来，士兵体能训练都是军队发展中一项不可或缺的内容。随着军种、兵种部队的发展和全军正规化训练的开展，相继组建了各种士兵训练机构，训练内容增多，专业性增强，难度增大，使士兵训练不断发展和完善，但是军事体能的训练是最基础、最重要的。但随着现代战争的发展都是信息化战争，高科技战争，现代科学技术不断进步，军队的武器装备不断更新，传统的士兵训练方法已不能完全适应未来的战争，为提高士兵的整体作战水平，军队的信息化建设也变得特尤为突出，随着RFID技术的发展，如

4、何利用RFID技术提高对士兵的训练效果和成绩，已成为军队关注的一个热门技术。第二章 RFID系统介绍2.1 系统概述北京在奥运会门票史上首次采用了芯片嵌入技术，持票者进入训练场馆时，只需在检票仪器上刷一下手中的门票即可。其实这种芯片只是整个识别系统的一部分，这项技术的全称为射频识别技术，英文为RadioFrequencyIdentification，RFID是它的缩写。一套完整的RFID系统是由读写器(Reader)、电子标签(TAG)和应用软件系统三个部分组成，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID无线射频识别系统被视为本世纪最重要的十大技术之一

5、，虽然此技术存在已久，但直到美国的大型连锁超市Wal-Mart要求其各大供货商必须将商品贴上RFID电子标签后，一场RFID的风暴才就此展开。RFID技术在体育领域的应用早有先例，2006年的足球世界杯赛就使用了这种RFID门票，其在高尔夫、田径等体育运动中的运用也取得了良好的效果。2.2 RFID系统组成及工作原理RFID系统组成电子标签：电子标签是RFID系统的真正的载体，标签相当于条形码技术中的条形码符号，用来存储需要识别和传输的信息，每个电子标签具有唯一的电子编码。电子标签由标签专用芯片和标签天线组成，标签芯片用于存储数据信息，标签天线具有接收和传输标签信息。依据电子标签的供电方式的不

6、同，电子标签可以分为有源电子标签和无源电子标签。从功能方面来分，可将电子标签分为只读标签、可重写标签、带微处理器标签和配有传感器的标签。按调制方式来分，标签还可以分为主动式标签和被动式标签。读写器：读写器是负责读取或写入标签信息的设备。它可以单独完成数据的读写、显示和处理等功能，也可以与计算机或其他系统进行联合，完成对电子标签的操作。典型的读写器包含有控制模块、射频模块、接口模块以及读写器天线。此外，许多读写器还有附加的接口(RS232，RS485、以太网接El等)，以便将获得的数据传给应用系统或从应用系统接收命令。数据管理系统：数据管理系统主要完成数据信息的存储、管理、分析以及对电子标签进行

7、读写控制。数据管理系统可以是各种大小不一的数据库或供应链系统。RFID技术系统工作原理RFID技术系统数据传递的原理：电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合。在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据的交换。发生在阅读器和标签之间的射频信号的耦合类型有两种：电感耦合和电磁反向散射耦合。电感耦合通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律，电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统，识别作用距离小于一米，奥运会的门票识别系统就是运用这种耦合方式。电磁反向散射耦合按照雷达原理模型工作，即发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是

8、电磁波的空间传播规律，电磁反向散射耦合方式一般适合于高频、微波工作的远距离射频识别系统，识别作用距离大于一米，中国一家公司已经按照美国的订单生产了一种内置电子标签的高尔夫球，以方便球被打丢之后的寻找。RFID技术系统基本工作流程：读写器通过发射天线发送出一定频率的射频信号，当附着标签的目标对象进入发射天线工作区域时会产生感应电流，电子标签凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，读写器对接收天线接收到电子标签发送来的载波信号进行解调和解码后，送到数据管理系统进行相关的处理。数据管理系统根据逻辑运算判断该电子标签的合法性，针对不同的设置做出相应的处理和控制

9、。2.3 RFID技术在体育领域的运用现状RFID技术在门票系统中的应用：2006年德国世界杯是RFID技术门票在体育领域的第一次大面积运用，十二个训练场、64场次的350万张训练门票全部采用了RFID技术门票。北京奥运会28个大项38个分项，训练场次约2173场，700多万张门票全部采用RFID识别技术。中国在2005年的上海网球大师杯已经运用了这项技术。RFID技术门票的运用为训练提供了安全保障，门票的电子标签存储了购票人的身份信息，进场观看训练的持票人必须与购票身份相同，从源头上有效预防了安全问题的发生。RFID技术门票的运用还有效预防假票、“黄牛党”倒票现象的发生，并能提高检票的速度。

10、RFID技术在足球训练中的应用：德国爱尔兰根的一家夫琅和费射线研究所早在2006年世界杯之前就已经研制出一套应用于足球训练的RFID技术系统。这套系统在足球内部和球员身上都设置了RFID电子芯片，读写器以2000./min的速率对全场进行扫描，以全时相地确定球员和球在球场上的位置。这套系统不仅能够帮助裁判员解决有争议的进球和出界判罚，也为球队教练分析场上队员技战术运用情况提供有力技术支持。RFID技术在竞速训练中的应用：1994年的柏林马拉松训练由ChampionChip开了RFID技术运用的先河，参赛学员身上粘贴了寻有个人信息的电子标签，通过设置在训练起点、终点及途中的读写器的信息采集，更为

11、精确地监控了训练的过程，对学员训练成绩的测定更加精确。从此之后，各种公路赛、越野滑雪、十项全能等训练竞相运用RFID技术，计时效率大幅提高，在2000年6月的Broloppet半程马拉松训练中，创纪录的对79，837名参赛者进行了计时。RFID技术在摩托车场地赛、自行车场地赛等竞速训练中得到了广泛运用。第三章 方案设计3.1 总体设计图1 系统连接图 RFID技术的兴起，在各行各业引起了智慧化管理的新潮。其中军校多人训练的组训难与多人考核的繁琐一直是个难以解决而又长期存在的问题，通过RFID技术可以有效的解决这一问题。3.2 无源超高频RFID标签：图2 长跑佩戴RFID腕带给每人分配一张唯一

12、编码的无源超高频RFID电子标签，标签可根据需求定制（封装成多种形式，以上是长跑使用的RFID腕带）,方便在不同的体能训练项目中佩戴和识别。3.2.1 产品参数加工定制是芯片读写卡感应距离2-10（cm）规格65-74（mm）存储容量1/2/4K（bits）读写时间0.1（MS）擦写寿命100000（次）载波频率920925Mhz封装材料硅胶、软PVC、ABS供电方式无源卡3.2.2 产品特性材料：硅胶、尼龙颜色：蓝色、红色、黑色、白色、黄色、灰色、绿色、粉红色等闭环式腕带，富有弹性、易于佩带、使用方便，可防水、防潮、防震，以及耐高温可封装超高频芯片（860MHz-960MHz）：UCODE

13、GEN2、ALIEN H3、IMPINJ M3等工作温度：-50210应用范围：应用于游泳馆、冷库、野外作业、操场等极为潮湿的环境，甚至长时间浸泡在水中等恶劣情况下，均可正常使用3.2.3 包装方式条重：12.8g/条包装：100条入一个OOP袋，10个OPP袋入一个箱子，即1000条/箱箱规：460mm*300mm*340mm，箱重：1.5kg/个3.3 长跑图3 通过RFID技术对学员训练和考核400米标准跑道：在跑道的起点(终点)部署一台四通道超高频RFID读写器配4天线，当学员携带的RFID标签通过超高频RFID读写器时，超高频RFID读写器将接收到的RFID标签的响应信号发送到与其相

14、连的阅读器，阅读器记录下当前的时间和标签的相关信息，即完成计时、计圈、计数功能。长跑成绩可以实时显示，裁判或训练组织者可以通过安装在电脑上的计时系统软件查看、编辑、打印成绩。军人长跑：沿用400米标准跑道，通过软件计算规则作出计时统计。3.3.1 产品参数加工定制是型号计时系统测量范围0.6米准确度0.001重量：30（kg）载波频率920925Mhz3.3.2 产品特性先进技术与科学练兵紧密结合，又一科技练兵新亮点轻松解决多人组训、考核计圈、计时或分组计时的难题提高成绩的精确度，使训练、考核更准确、更公平可以实时显示训练进展情况，迅速提供即时成绩电子存档、成绩打印，一切轻松实现节约人力成本、

15、减少裁判人员数量操作简单、使用方便、牢固耐用、性能稳定 关键特性符合中国、美国、欧洲、澳洲和南非等多国的频谱配置可靠的防冲突协议（最多可同时读取100个标签/秒）高强度人体工学外壳，防水设计实时时钟有效标签读取和状态指示灯电池电量、发射电平指示灯内置充电电池，支持约8小时连续工作自动天线调谐功能可连接2个2.5 x 1.2米计时地毯读取距离为0.6米至1.5米，与标签类型有关以太网接口。S232调试接口以太网状态和行为指示灯DSP增强型接收单元同步按钮，可以加入数字标记3.4 俯卧撑图4 俯卧撑RFID设备俯卧撑计时计数系统采用射频识别系统和先进的超高频稳定的RFID技术、计算机信息处理等高新

16、技术与体育竞赛相结合，便于学员携带而不影响其竞技状态，当学员带着射频识别卡做俯卧撑时，当卧下去时，学员携带的感应卡进入感应天线感应范围，读卡天线能够立即检测到该卡片信息，读卡器再将读到的卡号送到连接的计算机，计算机得到学员的有关信息，并使用专用软件对信息作一系列处理。撑起来时，感应卡离开感应天线感应范围，一次感应结束。感应距离可根据现场实际情况调整，一般离地面10-50厘米即可。由系统软件将采集到的卡片信息与相应学员信息对应，统计训练情况，从而实现自动计时计数的目的。有效的解决了这项运动测试方面的难题，使俯卧撑这项体育运动的测试变的规范，准确，简单。3.4.1 系统主要功能序号功能内容1统计学

17、员成绩训练结束后，计算机即统计出各学员的起讫时刻、完成数量以及名次等成绩，并打印成绩单2可以定时计数在单位时间内计算练习的次数，也可以单纯计数3显示训练实况经计算机处理后的信息，可以通过大屏幕或电视屏幕，即时、动态显示训练实况，一目了然4储存训练记录由计算机记载的全部训练记录，可供随时查看或打印，为组织管理者等提供如实的数据5载波频率920925Mhz3.4.2 产品特性可外接多个天线, 具有1个单独的输出,安装通道宽，单天线宽度范围可达 5米，可容纳10个人同时进行训练多天线，最多可带4个天线防冲突，单个天线速度可达20个人/秒高精度读取，误读率低于一亿分之一安装方便，天线制作方法简单卡片可

18、放置在衣服口袋或者背部同时提供 26/34 位 Wiegand, RS232 输出3.5 仰卧起坐：图5 仰卧起坐RFID设备每个人位部署1根天线，天线信号覆盖范围控制在地上30cm高度，标签高于30cm读到时认为完成一次动作。1台四通道读写器可控制4个天线，即用1台读写器构建4个人位。3.5.1 系统主要功能序号功能内容1统计学员成绩训练结束后，计算机即统计出各学员的起讫时刻、完成数量以及名次等成绩，并打印成绩单2可以定时计数在单位时间内计算练习的次数，也可以单纯计数3显示训练实况经计算机处理后的信息，可以通过大屏幕或电视屏幕，即时、动态显示训练实况，一目了然4储存训练记录由计算机记载的全部

19、训练记录，可供随时查看或打印，为组织管理者等提供如实的数据5载波频率920925Mhz3.5.2 产品特性可外接多个天线, 具有1个单独的输出,安装通道宽，单天线宽度范围可达 5米，可容纳10个人同时进行训练多天线，最多可带4个天线防冲突，单个天线速度可达20个人/秒高精度读取，误读率低于一亿分之一安装方便，天线制作方法简单卡片可放置在衣服口袋或者背部同时提供 26/34 位 Wiegand, RS232 输出3.6 引体向上：设定天线信号范围在离地高度2米，读写器识别到标签时认为完成一次动作。1台四通道读写器可控制4个天线，即用1台读写器构建4个人位。3.6.1 系统主要功能序号功能内容1统

20、计学员成绩训练结束后，计算机即统计出各学员的起讫时刻、完成数量以及名次等成绩，并打印成绩单2可以定时计数在单位时间内计算练习的次数，也可以单纯计数3显示训练实况经计算机处理后的信息，可以通过大屏幕或电视屏幕，即时、动态显示训练实况，一目了然4储存训练记录由计算机记载的全部训练记录，可供随时查看或打印，为组织管理者等提供如实的数据5载波频率920925Mhz3.6.2 产品特性可外接多个天线, 具有1个单独的输出,多天线，最多可带4个天线防冲突，单个天线速度可达20个人/秒高精度读取，误读率低于一亿分之一安装方便，天线制作方法简单卡片可放置在衣服口袋或者背部同时提供 26/34 位 Wiegan

21、d, RS232 输出3.7 蛙跳：在指定位置部署天线，识别到标签时认为到达了指定位置。1台四通道读写器可控制4个天线，即用1台读写器构建4个人位。3.7.1 系统主要功能序号功能内容1统计学员成绩训练结束后，计算机即统计出各学员的起讫时刻、完成数量以及名次等成绩，并打印成绩单2可以定时计数在单位时间内计算练习的次数，也可以单纯计数3显示训练实况经计算机处理后的信息，可以通过大屏幕或电视屏幕，即时、动态显示训练实况，一目了然4储存训练记录由计算机记载的全部训练记录，可供随时查看或打印，为组织管理者等提供如实的数据5载波频率920925Mhz3.7.2 产品特性可外接多个天线，具有1个单独的输出

22、,多天线，最多可带4个天线防冲突，单个天线速度可达20个人/秒高精度读取，误读率低于一亿分之一安装方便，天线制作方法简单同时提供 26/34 位 Wiegand, RS232 输出3.8 单腿深蹲：天线信号覆盖范围约定在30cm高度，识别到标签时认为完成一次动作。1台四通道读写器可控制4个天线，即用1台读写器构建4个人位。3.8.1 系统主要功能序号功能内容1统计学员成绩训练结束后，计算机即统计出各学员的起讫时刻、完成数量以及名次等成绩，并打印成绩单2可以定时计数在单位时间内计算练习的次数，也可以单纯计数3显示训练实况经计算机处理后的信息，可以通过大屏幕或电视屏幕，即时、动态显示训练实况，一目了然4储存训练记录由计算机记载的全部训练记录，可供随时查看或打印，为组织管理者等提供如实的数据5载波频率920925Mhz3.8.2 产品特性可外接多个天线, 具有1个单独的输出,多天线，最多可带4个天线防冲突，单个天线速度可达20个人/秒高精度读取，误读率低于一亿分之一安装方便，天线制作方法简单同时提供 26/34 位 Wiegand, RS232 输出每个训练场：都采用前述的部