Czas chipa
Taktowanie transpondera (zwane także czasem chipowym lub czasem RFID ) to technika pomiaru wyników w imprezach sportowych . Transponder działający na zasadzie identyfikacji radiowej (RFID) jest przymocowany do sportowca i emituje unikalny kod, który jest wykrywany przez odbiorniki radiowe umieszczone w strategicznych punktach zawodów.
Przed zastosowaniem tej technologii wyścigi były mierzone ręcznie (z operatorami naciskającymi stoper ) lub za pomocą systemów kamer wideo.
Systemy transponderów
Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa rodzaje systemów synchronizacji transponderów; aktywne i pasywne. Aktywny transponder składa się z odbiornika zasilanego baterią , podłączonego do sportowca, który emituje swój unikalny kod, gdy jest przesłuchiwany.
Pasywny transponder nie zawiera źródła zasilania wewnątrz transpondera. Zamiast tego transponder przechwytuje energię elektromagnetyczną wytwarzaną przez pobliski wzbudnik i wykorzystuje tę energię do wyemitowania unikalnego kodu.
W obu systemach antena jest umieszczana na początku, na końcu, aw niektórych przypadkach w punktach pośrednich i jest połączona z dekoderem. Ten dekoder identyfikuje unikalny kod transpondera i oblicza dokładny czas, kiedy transponder mija punkt czasowy. Niektóre implementacje systemów pomiaru czasu wymagają użycia maty na ziemi w punktach pomiaru czasu, podczas gdy inne systemy wdrażają punkty pomiaru czasu z portalami zorientowanymi pionowo.
Historia
Technologia RFID została po raz pierwszy zastosowana pod koniec lat 80. XX wieku, głównie w wyścigach samochodowych, a w połowie lat 90. XX wieku została szerzej zastosowana w imprezach sportowych po wypuszczeniu tanich transponderów i czytników 134 kHz firmy Texas Instruments . Technologia ta stanowiła podstawę elektronicznego pomiaru czasu podczas największych światowych imprez biegowych, a także kolarstwa, triathlonu i narciarstwa. Niektórzy producenci dokonali ulepszeń technologii, aby obsługiwać większą liczbę transponderów w polu odczytu lub poprawić tolerancję swoich systemów na szum o niskiej częstotliwości. Te systemy o niskiej częstotliwości są nadal często używane. Inni producenci opracowali własne, zastrzeżone systemy RFID, zwykle jako pochodną bardziej przemysłowych zastosowań. Te ostatnie systemy próbowały obejść problem odczytu dużej liczby transponderów w polu odczytu, stosując metodologię RFID o wysokiej częstotliwości 13,56 MHz, która umożliwiała transponderom stosowanie algorytmów antykolizyjnych w celu uniknięcia wzajemnego zakłócania przez znaczniki sygnału podczas łącza w dół między transponderem a czytnikiem. Aktywne systemy transponderów nadal dojrzewały i pomimo znacznie wyższych kosztów utrzymały udział w rynku w sportach szybkich, takich jak wyścigi samochodowe, kolarstwo i łyżwiarstwo. Aktywne systemy są również używane podczas ważnych wydarzeń, takich jak igrzyska olimpijskie, ze względu na bardzo wysokie wskaźniki odczytu i precyzję znaczników czasu. Do roku 2005 nowsza technologia RFID stawała się dostępna, głównie do zastosowań przemysłowych. Transpondery i czytniki pierwszej i drugiej generacji (UHF), które były opracowywane, były zgodne ze ścisłym protokołem, aby zapewnić możliwość używania wielu transponderów i czytników przez różnych producentów. Podobnie jak tagi HF, tagi UHF były znacznie tańsze w produkcji w dużych ilościach i stanowiły podstawę kolejnej rewolucji w chronometrażu sportowym. Obecnie wiele największych imprez lekkoatletycznych mierzy się za pomocą jednorazowych transponderów umieszczonych z tyłu numeru startowego lub na bucie biegacza. Niski koszt sprawił, że transpondery były teraz w pełni jednorazowe i nie trzeba ich było zwracać organizatorom po imprezie.
Stosowanie
Bardzo duże imprezy biegowe (ponad 10 000) i triathlony były pierwszymi imprezami, w których pomiar czasu odbywał się za pomocą transpondera (lub chipa), ponieważ ręczne mierzenie czasu jest prawie niemożliwe. Również w przypadku dużych biegów występują opóźnienia w dotarciu uczestników do linii startu, co wpływa negatywnie na ich wyniki. Niektóre wyścigi umieszczają anteny lub maty do pomiaru czasu zarówno na linii startu, jak i na mecie, co umożliwia obliczenie dokładnego czasu netto. Nagrody w wyścigu są generalnie oparte na „czasie pistoletu” (który ignoruje wszelkie opóźnienia na starcie) zgodnie z zasadami lekkoatletyki IAAF i USA. Jednak niektóre wyścigi wykorzystują „czas netto” do wręczania nagród dla grup wiekowych.
W przeszłości transponder był prawie zawsze noszony na butach do biegania sportowców lub na opasce na kostkę. Umożliwiło to najlepszy odczyt transpondera na matach antenowych, ponieważ odległość między transponderem a anteną czytnika jest zminimalizowana, co zapewnia najlepszą szybkość przechwytywania. Transpondery mogą być nawleczone na sznurowadła do butów do biegania. W przypadku triathlonu miękka, elastyczna opaska na kostkę utrzymuje transponder na nodze i dba się o to, aby transponder znajdował się we właściwej orientacji lub polaryzacji w celu uzyskania maksymalnej wydajności odczytu. Transpondery zostały również umieszczone na numerze startowym. W ciągu ostatnich 5 lat [ kiedy? ] nowsze systemy UHF wykorzystują transpondery umieszczane na sznurowadłach butów lub przyklejane do numeru startowego. W obu przypadkach należy uważać, aby tag UHF nie dotykał bezpośrednio dużej części skóry, ponieważ wpływa to na wydajność odczytu. Mimo to systemy UHF charakteryzują się równie dobrą (jeśli nie lepszą) wydajnością odczytu niż konwencjonalne systemy o niskiej i wysokiej częstotliwości. Ponieważ te znaczniki UHF są produkowane w ogromnych ilościach do zastosowań przemysłowych, ich cena jest znacznie niższa niż w przypadku konwencjonalnych transponderów wielokrotnego użytku, a wyścig nie zawraca sobie głowy ich późniejszym zbieraniem. Od 2015 r. Wiele timerów UHF wykorzystuje kombinację anten naziemnych z antenami panelowymi zamontowanymi na statywie z boku toru wyścigowego.
Wszystkie systemy pomiaru czasu RFID zawierają obudowę, w której znajduje się czytnik(i) z urządzeniami peryferyjnymi, takimi jak mikroprocesor, komunikacja szeregowa lub ethernetowa oraz źródło zasilania (bateria). Czytniki są dołączone do jednej lub kilku anten, które są przeznaczone dla określonej częstotliwości roboczej. W przypadku niskich lub średnich częstotliwości składają się one z drucianych pętli umieszczonych w matach, które pokrywają całą szerokość punktu pomiaru czasu. W przypadku systemów UHF anteny składają się z anten krosowych, które są chronione w systemie mat. Anteny łatowe można również umieścić na stojakach lub bramce mety skierowanej w stronę nadjeżdżającego zawodnika. W większości przypadków odległość między czytnikiem a antenami jest ograniczona. Potrzebne jest również więcej sprzętu do wydarzeń, które wymagają wielu punktów pomiaru czasu. Szersze punkty czasowe wymagają większej liczby czytników i anten. W przypadku systemów aktywnych wystarczy zwykła pętla przewodowa, ponieważ transponder ma własne źródło zasilania, a pętla służy jako wyzwalacz do włączenia transpondera, a następnie odebrania stosunkowo silnego sygnału z transpondera. Dlatego aktywne systemy potrzebują mniej czytników (lub dekoderów) na szerokość punktu synchronizacji.
Wszystkie systemy wykorzystują specjalistyczne oprogramowanie do obliczania wyników i podziałów. Oprogramowanie to zwykle znajduje się na oddzielnym komputerze PC, który jest podłączony do czytników za pośrednictwem komunikacji szeregowej lub Ethernet. Oprogramowanie łączy nieprzetworzony kod transpondera i dane znacznika czasu z każdym uczestnikiem w bazie danych i oblicza czasy z pistoletu i netto biegaczy lub podziały triathlonisty. W zaawansowanych systemach wyniki te są natychmiast obliczane i publikowane w Internecie, dzięki czemu sportowcy i widzowie mają dostęp do wyników za pośrednictwem dowolnego urządzenia z dostępem do sieci.
- ^ Standard protokołu interfejsu radiowego UHF klasy 1 generacji 2 „Gen 2”
- ^ „Anteny” (PDF) . Źródło 2019-08-08 .
- ^ Fister, I. Jr., Fister, I., Mernik, M., Brest, J. Projektowanie i wdrażanie języka specyficznego dla domeny Easytime. Języki komputerowe, systemy i struktury, 37 (4), 151-167, 2011. doi : 10.1016/j.cl.2011.04.001
- ^ Fister, I. Jr., Mernik, M., Fister, I., Hrnčič, D. Implementacja formalnej semantyki EasyTime przy użyciu generatora kompilatora LISA, Comput. nauka Inf. Syst., tom. 9, nie. 3, s. 1019-1044, 2012. doi : 10.2298/CSIS111110021F