RFID在體能訓練項目中的應用

1、軍事體能訓練RFID項目方案書南京凱航科技有限公司二零一四年四月二十七日目 錄第一章 項目概述21.1. 項目背景21.2. 現(xiàn)狀與分析2第二章 RFID系統(tǒng)介紹32.1 系統(tǒng)概述32.2 RFID系統(tǒng)組成及工作原理32.3 RFID技術在體育領域的運用現(xiàn)狀5第三章 方案設計73.1 總體設計73.2 無源超高頻RFID標簽：73.2.1 產(chǎn)品參數(shù)83.2.2 產(chǎn)品特性83.2.3 包裝方式93.3 長跑93.3.1 產(chǎn)品參數(shù)103.3.2 產(chǎn)品特性103.4 俯臥撐113.4.1 系統(tǒng)主要功能123.4.2 產(chǎn)品特性123.5 仰臥起坐：133.5.1 系統(tǒng)主要功能133.5.2 產(chǎn)品特性1

2、33.6 引體向上：143.6.1 系統(tǒng)主要功能143.6.2 產(chǎn)品特性143.7 蛙跳：153.7.1 系統(tǒng)主要功能153.7.2 產(chǎn)品特性153.8 單腿深蹲：163.8.1 系統(tǒng)主要功能163.8.2 產(chǎn)品特性163.9 軟件功能模塊17第四章 產(chǎn)品報價184.1 Alien原廠設備報價18第一章 項目概述1.1. 項目背景軍事體能的訓練以及考核是不同軍兵種軍人的共同基本要求，同時也是完成本職工作的重要前提。但長期以來，多人訓練的組訓難與多人考核的繁瑣一直是個難以解決而又長期存在的問題。解放軍理工大學軍事體能訓練主要包括長跑、俯臥撐、仰臥起坐、引體向上、蛙跳和單腿深蹲。通過與RFID技術

3、相結(jié)合，架構(gòu)起一套先進的訓練管理平臺，能有效的解決多人訓練的組訓難與多人考核的繁瑣的問題。1.2. 現(xiàn)狀與分析因為國防的需要，戰(zhàn)爭的不可避免性，古往今來，士兵體能訓練都是軍隊發(fā)展中一項不可或缺的內(nèi)容。隨著軍種、兵種部隊的發(fā)展和全軍正規(guī)化訓練的開展，相繼組建了各種士兵訓練機構(gòu)，訓練內(nèi)容增多，專業(yè)性增強，難度增大，使士兵訓練不斷發(fā)展和完善，但是軍事體能的訓練是最基礎、最重要的。但隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭的發(fā)展都是信息化戰(zhàn)爭，高科技戰(zhàn)爭，現(xiàn)代科學技術不斷進步，軍隊的武器裝備不斷更新，傳統(tǒng)的士兵訓練方法已不能完全適應未來的戰(zhàn)爭，為提高士兵的整體作戰(zhàn)水平，軍隊的信息化建設也變得特尤為突出，隨著RFID技術的發(fā)展，如

4、何利用RFID技術提高對士兵的訓練效果和成績，已成為軍隊關注的一個熱門技術。第二章 RFID系統(tǒng)介紹2.1 系統(tǒng)概述北京在奧運會門票史上首次采用了芯片嵌入技術，持票者進入訓練場館時，只需在檢票儀器上刷一下手中的門票即可。其實這種芯片只是整個識別系統(tǒng)的一部分，這項技術的全稱為射頻識別技術，英文為RadioFrequencyIdentification，RFID是它的縮寫。一套完整的RFID系統(tǒng)是由讀寫器(Reader)、電子標簽(TAG)和應用軟件系統(tǒng)三個部分組成，是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)。RFID無線射頻識別系統(tǒng)被視為本世紀最重要的十大技術之一

5、，雖然此技術存在已久，但直到美國的大型連鎖超市Wal-Mart要求其各大供貨商必須將商品貼上RFID電子標簽后，一場RFID的風暴才就此展開。RFID技術在體育領域的應用早有先例，2006年的足球世界杯賽就使用了這種RFID門票，其在高爾夫、田徑等體育運動中的運用也取得了良好的效果。2.2 RFID系統(tǒng)組成及工作原理RFID系統(tǒng)組成電子標簽：電子標簽是RFID系統(tǒng)的真正的載體，標簽相當于條形碼技術中的條形碼符號，用來存儲需要識別和傳輸?shù)男畔?，每個電子標簽具有唯一的電子編碼。電子標簽由標簽專用芯片和標簽天線組成，標簽芯片用于存儲數(shù)據(jù)信息，標簽天線具有接收和傳輸標簽信息。依據(jù)電子標簽的供電方式的不

6、同，電子標簽可以分為有源電子標簽和無源電子標簽。從功能方面來分，可將電子標簽分為只讀標簽、可重寫標簽、帶微處理器標簽和配有傳感器的標簽。按調(diào)制方式來分，標簽還可以分為主動式標簽和被動式標簽。讀寫器：讀寫器是負責讀取或?qū)懭霕撕炐畔⒌脑O備。它可以單獨完成數(shù)據(jù)的讀寫、顯示和處理等功能，也可以與計算機或其他系統(tǒng)進行聯(lián)合，完成對電子標簽的操作。典型的讀寫器包含有控制模塊、射頻模塊、接口模塊以及讀寫器天線。此外，許多讀寫器還有附加的接口(RS232，RS485、以太網(wǎng)接El等)，以便將獲得的數(shù)據(jù)傳給應用系統(tǒng)或從應用系統(tǒng)接收命令。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)：數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)信息的存儲、管理、分析以及對電子標簽進行

7、讀寫控制。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可以是各種大小不一的數(shù)據(jù)庫或供應鏈系統(tǒng)。RFID技術系統(tǒng)工作原理RFID技術系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞的原理：電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現(xiàn)射頻信號的空間(無接觸)耦合。在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時序關系，實現(xiàn)能量的傳遞和數(shù)據(jù)的交換。發(fā)生在閱讀器和標簽之間的射頻信號的耦合類型有兩種：電感耦合和電磁反向散射耦合。電感耦合通過空間高頻交變磁場實現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應定律，電感耦合方式一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識別系統(tǒng)，識別作用距離小于一米，奧運會的門票識別系統(tǒng)就是運用這種耦合方式。電磁反向散射耦合按照雷達原理模型工作，即發(fā)射出去的電磁波，碰到目標后反射，同時攜帶回目標信息，依據(jù)的是

8、電磁波的空間傳播規(guī)律，電磁反向散射耦合方式一般適合于高頻、微波工作的遠距離射頻識別系統(tǒng)，識別作用距離大于一米，中國一家公司已經(jīng)按照美國的訂單生產(chǎn)了一種內(nèi)置電子標簽的高爾夫球，以方便球被打丟之后的尋找。RFID技術系統(tǒng)基本工作流程：讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當附著標簽的目標對象進入發(fā)射天線工作區(qū)域時會產(chǎn)生感應電流，電子標簽憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動發(fā)送某一頻率的信號，讀寫器對接收天線接收到電子標簽發(fā)送來的載波信號進行解調(diào)和解碼后，送到數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進行相關的處理。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該電子標簽的合法性，針對不同的設置做出相應的處理和控制

9、。2.3 RFID技術在體育領域的運用現(xiàn)狀RFID技術在門票系統(tǒng)中的應用：2006年德國世界杯是RFID技術門票在體育領域的第一次大面積運用，十二個訓練場、64場次的350萬張訓練門票全部采用了RFID技術門票。北京奧運會28個大項38個分項，訓練場次約2173場，700多萬張門票全部采用RFID識別技術。中國在2005年的上海網(wǎng)球大師杯已經(jīng)運用了這項技術。RFID技術門票的運用為訓練提供了安全保障，門票的電子標簽存儲了購票人的身份信息，進場觀看訓練的持票人必須與購票身份相同，從源頭上有效預防了安全問題的發(fā)生。RFID技術門票的運用還有效預防假票、“黃牛黨”倒票現(xiàn)象的發(fā)生，并能提高檢票的速度。

10、RFID技術在足球訓練中的應用：德國愛爾蘭根的一家夫瑯和費射線研究所早在2006年世界杯之前就已經(jīng)研制出一套應用于足球訓練的RFID技術系統(tǒng)。這套系統(tǒng)在足球內(nèi)部和球員身上都設置了RFID電子芯片，讀寫器以2000./min的速率對全場進行掃描，以全時相地確定球員和球在球場上的位置。這套系統(tǒng)不僅能夠幫助裁判員解決有爭議的進球和出界判罰，也為球隊教練分析場上隊員技戰(zhàn)術運用情況提供有力技術支持。RFID技術在競速訓練中的應用：1994年的柏林馬拉松訓練由ChampionChip開了RFID技術運用的先河，參賽學員身上粘貼了尋有個人信息的電子標簽，通過設置在訓練起點、終點及途中的讀寫器的信息采集，更為

11、精確地監(jiān)控了訓練的過程，對學員訓練成績的測定更加精確。從此之后，各種公路賽、越野滑雪、十項全能等訓練競相運用RFID技術，計時效率大幅提高，在2000年6月的Broloppet半程馬拉松訓練中，創(chuàng)紀錄的對79，837名參賽者進行了計時。RFID技術在摩托車場地賽、自行車場地賽等競速訓練中得到了廣泛運用。第三章 方案設計3.1 總體設計圖1 系統(tǒng)連接圖 RFID技術的興起，在各行各業(yè)引起了智慧化管理的新潮。其中軍校多人訓練的組訓難與多人考核的繁瑣一直是個難以解決而又長期存在的問題，通過RFID技術可以有效的解決這一問題。3.2 無源超高頻RFID標簽：圖2 長跑佩戴RFID腕帶給每人分配一張唯一

12、編碼的無源超高頻RFID電子標簽，標簽可根據(jù)需求定制（封裝成多種形式，以上是長跑使用的RFID腕帶）,方便在不同的體能訓練項目中佩戴和識別。3.2.1 產(chǎn)品參數(shù)加工定制是芯片讀寫卡感應距離2-10（cm）規(guī)格65-74（mm）存儲容量1/2/4K（bits）讀寫時間0.1（MS）擦寫壽命100000（次）載波頻率920925Mhz封裝材料硅膠、軟PVC、ABS供電方式無源卡3.2.2 產(chǎn)品特性材料：硅膠、尼龍顏色：藍色、紅色、黑色、白色、黃色、灰色、綠色、粉紅色等閉環(huán)式腕帶，富有彈性、易于佩帶、使用方便，可防水、防潮、防震，以及耐高溫可封裝超高頻芯片（860MHz-960MHz）：UCODE

13、GEN2、ALIEN H3、IMPINJ M3等工作溫度：-50210應用范圍：應用于游泳館、冷庫、野外作業(yè)、操場等極為潮濕的環(huán)境，甚至長時間浸泡在水中等惡劣情況下，均可正常使用3.2.3 包裝方式條重：12.8g/條包裝：100條入一個OOP袋，10個OPP袋入一個箱子，即1000條/箱箱規(guī)：460mm*300mm*340mm，箱重：1.5kg/個3.3 長跑圖3 通過RFID技術對學員訓練和考核400米標準跑道：在跑道的起點(終點)部署一臺四通道超高頻RFID讀寫器配4天線，當學員攜帶的RFID標簽通過超高頻RFID讀寫器時，超高頻RFID讀寫器將接收到的RFID標簽的響應信號發(fā)送到與其相

14、連的閱讀器，閱讀器記錄下當前的時間和標簽的相關信息，即完成計時、計圈、計數(shù)功能。長跑成績可以實時顯示，裁判或訓練組織者可以通過安裝在電腦上的計時系統(tǒng)軟件查看、編輯、打印成績。軍人長跑：沿用400米標準跑道，通過軟件計算規(guī)則作出計時統(tǒng)計。3.3.1 產(chǎn)品參數(shù)加工定制是型號計時系統(tǒng)測量范圍0.6米準確度0.001重量：30（kg）載波頻率920925Mhz3.3.2 產(chǎn)品特性先進技術與科學練兵緊密結(jié)合，又一科技練兵新亮點輕松解決多人組訓、考核計圈、計時或分組計時的難題提高成績的精確度，使訓練、考核更準確、更公平可以實時顯示訓練進展情況，迅速提供即時成績電子存檔、成績打印，一切輕松實現(xiàn)節(jié)約人力成本、

15、減少裁判人員數(shù)量操作簡單、使用方便、牢固耐用、性能穩(wěn)定 關鍵特性符合中國、美國、歐洲、澳洲和南非等多國的頻譜配置可靠的防沖突協(xié)議（最多可同時讀取100個標簽/秒）高強度人體工學外殼，防水設計實時時鐘有效標簽讀取和狀態(tài)指示燈電池電量、發(fā)射電平指示燈內(nèi)置充電電池，支持約8小時連續(xù)工作自動天線調(diào)諧功能可連接2個2.5 x 1.2米計時地毯讀取距離為0.6米至1.5米，與標簽類型有關以太網(wǎng)接口。S232調(diào)試接口以太網(wǎng)狀態(tài)和行為指示燈DSP增強型接收單元同步按鈕，可以加入數(shù)字標記3.4 俯臥撐圖4 俯臥撐RFID設備俯臥撐計時計數(shù)系統(tǒng)采用射頻識別系統(tǒng)和先進的超高頻穩(wěn)定的RFID技術、計算機信息處理等高新

16、技術與體育競賽相結(jié)合，便于學員攜帶而不影響其競技狀態(tài)，當學員帶著射頻識別卡做俯臥撐時，當臥下去時，學員攜帶的感應卡進入感應天線感應范圍，讀卡天線能夠立即檢測到該卡片信息，讀卡器再將讀到的卡號送到連接的計算機，計算機得到學員的有關信息，并使用專用軟件對信息作一系列處理。撐起來時，感應卡離開感應天線感應范圍，一次感應結(jié)束。感應距離可根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整，一般離地面10-50厘米即可。由系統(tǒng)軟件將采集到的卡片信息與相應學員信息對應，統(tǒng)計訓練情況，從而實現(xiàn)自動計時計數(shù)的目的。有效的解決了這項運動測試方面的難題，使俯臥撐這項體育運動的測試變的規(guī)范，準確，簡單。3.4.1 系統(tǒng)主要功能序號功能內(nèi)容1統(tǒng)計學

17、員成績訓練結(jié)束后，計算機即統(tǒng)計出各學員的起訖時刻、完成數(shù)量以及名次等成績，并打印成績單2可以定時計數(shù)在單位時間內(nèi)計算練習的次數(shù)，也可以單純計數(shù)3顯示訓練實況經(jīng)計算機處理后的信息，可以通過大屏幕或電視屏幕，即時、動態(tài)顯示訓練實況，一目了然4儲存訓練記錄由計算機記載的全部訓練記錄，可供隨時查看或打印，為組織管理者等提供如實的數(shù)據(jù)5載波頻率920925Mhz3.4.2 產(chǎn)品特性可外接多個天線, 具有1個單獨的輸出,安裝通道寬，單天線寬度范圍可達 5米，可容納10個人同時進行訓練多天線，最多可帶4個天線防沖突，單個天線速度可達20個人/秒高精度讀取，誤讀率低于一億分之一安裝方便，天線制作方法簡單卡片可

18、放置在衣服口袋或者背部同時提供 26/34 位 Wiegand, RS232 輸出3.5 仰臥起坐：圖5 仰臥起坐RFID設備每個人位部署1根天線，天線信號覆蓋范圍控制在地上30cm高度，標簽高于30cm讀到時認為完成一次動作。1臺四通道讀寫器可控制4個天線，即用1臺讀寫器構(gòu)建4個人位。3.5.1 系統(tǒng)主要功能序號功能內(nèi)容1統(tǒng)計學員成績訓練結(jié)束后，計算機即統(tǒng)計出各學員的起訖時刻、完成數(shù)量以及名次等成績，并打印成績單2可以定時計數(shù)在單位時間內(nèi)計算練習的次數(shù)，也可以單純計數(shù)3顯示訓練實況經(jīng)計算機處理后的信息，可以通過大屏幕或電視屏幕，即時、動態(tài)顯示訓練實況，一目了然4儲存訓練記錄由計算機記載的全部

19、訓練記錄，可供隨時查看或打印，為組織管理者等提供如實的數(shù)據(jù)5載波頻率920925Mhz3.5.2 產(chǎn)品特性可外接多個天線, 具有1個單獨的輸出,安裝通道寬，單天線寬度范圍可達 5米，可容納10個人同時進行訓練多天線，最多可帶4個天線防沖突，單個天線速度可達20個人/秒高精度讀取，誤讀率低于一億分之一安裝方便，天線制作方法簡單卡片可放置在衣服口袋或者背部同時提供 26/34 位 Wiegand, RS232 輸出3.6 引體向上：設定天線信號范圍在離地高度2米，讀寫器識別到標簽時認為完成一次動作。1臺四通道讀寫器可控制4個天線，即用1臺讀寫器構(gòu)建4個人位。3.6.1 系統(tǒng)主要功能序號功能內(nèi)容1統(tǒng)

20、計學員成績訓練結(jié)束后，計算機即統(tǒng)計出各學員的起訖時刻、完成數(shù)量以及名次等成績，并打印成績單2可以定時計數(shù)在單位時間內(nèi)計算練習的次數(shù)，也可以單純計數(shù)3顯示訓練實況經(jīng)計算機處理后的信息，可以通過大屏幕或電視屏幕，即時、動態(tài)顯示訓練實況，一目了然4儲存訓練記錄由計算機記載的全部訓練記錄，可供隨時查看或打印，為組織管理者等提供如實的數(shù)據(jù)5載波頻率920925Mhz3.6.2 產(chǎn)品特性可外接多個天線, 具有1個單獨的輸出,多天線，最多可帶4個天線防沖突，單個天線速度可達20個人/秒高精度讀取，誤讀率低于一億分之一安裝方便，天線制作方法簡單卡片可放置在衣服口袋或者背部同時提供 26/34 位 Wiegan

21、d, RS232 輸出3.7 蛙跳：在指定位置部署天線，識別到標簽時認為到達了指定位置。1臺四通道讀寫器可控制4個天線，即用1臺讀寫器構(gòu)建4個人位。3.7.1 系統(tǒng)主要功能序號功能內(nèi)容1統(tǒng)計學員成績訓練結(jié)束后，計算機即統(tǒng)計出各學員的起訖時刻、完成數(shù)量以及名次等成績，并打印成績單2可以定時計數(shù)在單位時間內(nèi)計算練習的次數(shù)，也可以單純計數(shù)3顯示訓練實況經(jīng)計算機處理后的信息，可以通過大屏幕或電視屏幕，即時、動態(tài)顯示訓練實況，一目了然4儲存訓練記錄由計算機記載的全部訓練記錄，可供隨時查看或打印，為組織管理者等提供如實的數(shù)據(jù)5載波頻率920925Mhz3.7.2 產(chǎn)品特性可外接多個天線，具有1個單獨的輸出

22、,多天線，最多可帶4個天線防沖突，單個天線速度可達20個人/秒高精度讀取，誤讀率低于一億分之一安裝方便，天線制作方法簡單同時提供 26/34 位 Wiegand, RS232 輸出3.8 單腿深蹲：天線信號覆蓋范圍約定在30cm高度，識別到標簽時認為完成一次動作。1臺四通道讀寫器可控制4個天線，即用1臺讀寫器構(gòu)建4個人位。3.8.1 系統(tǒng)主要功能序號功能內(nèi)容1統(tǒng)計學員成績訓練結(jié)束后，計算機即統(tǒng)計出各學員的起訖時刻、完成數(shù)量以及名次等成績，并打印成績單2可以定時計數(shù)在單位時間內(nèi)計算練習的次數(shù)，也可以單純計數(shù)3顯示訓練實況經(jīng)計算機處理后的信息，可以通過大屏幕或電視屏幕，即時、動態(tài)顯示訓練實況，一目了然4儲存訓練記錄由計算機記載的全部訓練記錄，可供隨時查看或打印，為組織管理者等提供如實的數(shù)據(jù)5載波頻率920925Mhz3.8.2 產(chǎn)品特性可外接多個天線, 具有1個單獨的輸出,多天線，最多可帶4個天線防沖突，單個天線速度可達20個人/秒高精度讀取，誤讀率低于一億分之一安裝方便，天線制作方法簡單同時提供 26/34 位 Wiegand, RS232 輸出每個訓練場：都采用前述的部