物联网感知技术在体育竞技中的应用分析

胡 琳

（陕西财经职业技术学院学生处，咸阳，712000）

物联网感知技术在体育竞技中的应用分析

胡 琳

（陕西财经职业技术学院学生处，咸阳，712000）

本文主要结合物联网发展的实际情况，基于物联网感知层RFID技术的实现原理，研究和分析感知物联网技术在体育竞技中的应用情况及实践案例等。

物联网；感知技术；RFID技术

在未来的发展中，强国战略必将引进信息化体育系统。早在2006年的足球世界杯中就已经应用了RFID技术，北京在奥运会门票上首次采用了RFID技术，持票者只要在检票仪器上刷一下门票就可以识别，在后来的高尔夫运动、田径项目中陆续使用，并取得了较好的效果。我国已经制定物联网相关政策，如2006年国家的科技部联合其他部委颁布的《中国射频识别(RFID)技术政策白皮书》，并且科技部将REID纳入了863计划，在资金和科研方面表示支持，高度重视物联网发展。

1 物联网技术

物联网技术就是将互联网与射频识别（RFID）装置、全球定位系统、激光扫描器、红外感应器等装置连接起来，从而进行智能化的管理和识别工作。简单来讲，它就是一种将物与物之间实现信息交流的技术。物联网应用中包含感知层，网络层、应用层三层，而物联网技术的实现主要依靠RFID、传感网、两化融合、M2M四大技术。其中，感知层的识别、采集信息的功能主要是通过RFID系统、GPS、传感器、M2M终端、传感器网关等技术实现的，而RFID系统是由读写器(Reader)、电子标签(TAG)和数据交换和管理系统三个部分组成。下文主要介绍RFID系统组成和工作原理。

2 物联网感知技术--射频识别(RFID)技术

2.1 RFID技术系统组成

RFID系统主要包含了读写器(Reader)、电子标签(TAG)和数据交换和管理系统三部分。如果是在无源系统中，阅读器通过耦合元件发送一定频率的射频信号，标签进入阅读器工作区域后通过耦合元件获取能量，进而驱动阅读器与后级芯片之间进行通信（如图1所示）。阅读器识别了标签编码等信息并解码之后，由数据交换和管理系统再进行处理，完成RFID系统的整个操作。如果是在有源系统中，标签进入这一区域后，以自身内嵌电池作为后级芯片获取能量实现与阅读器之间的通信。

图1 无源RFID系统原理图

2.1.1 电子标签

RFID系统的核心载体就是电子标签。标签就好比是条形码技术中的条形码符号，可以用来对需要识别和传输的信息进行识别，每个电子标签与其电子编码都是一一对应的，有且仅有一个电子编码。我们在研究中认识到电子标签由标签天线和专用芯片两部分构成，以及其接受、传输和存储的不同功能；从功能上来看，可分为只读标签、可重写标签、带微处理器标签和配有传感器的标签；从其供电方式来看又有无源电子标签和有源电子标签的区别；从调制方式来看，又包含了主动式标签和被动式标签两种。

2.1.2 阅读器

阅读器的功能主要是读取或写入标签信息（如图2）。它不仅能够与计算机或其他系统联合起来，共同实现对电子标签的操作，还能够独立的实现数据读写、显示和处理等功能。从其组成上来看，一般包括射读写器天线、射频模块、有控制模块、接口模块四部分，此外，为了能够更好的将获得的数据传输到应用系统或者是从应用系统接收信息，不少读写器还有RS232，RS485、以太网等附加接口。

图2 阅读器功能模块图

2.1.3 数据管理系统

数据管理系统可以是大小不同的供应链系统或者数据库。从其功能上来看，可以分为存储、管理、分析、读写控制电子标签。

2.2 RFID技术系统数据传递的原理

电子标签与阅读器之间射频信号的空间(无接触)耦合是通过耦合元件得以实现的，在耦合通道内，依据时序先后，进行能量传递和数据交换。我们在研究中发现阅读器和标签之间的射频信号有三种耦合类型，即：电感耦合、电容耦合和电磁耦合。电容耦合仅适用于工作距离小于1cm的密耦合系统中，在ISO10536中就规定了这种耦合的密耦合IC卡的电气和机械性能。电感耦合在中、低频工作的近距离射频识别系统中应用比较多，例如2008年奥运会的门票识别系统，这种耦合方式最典型的就是13.56MHz无源系统。电磁辐射是作用在距离大于1m的远距离RFID技术系统中的耦合方式，其工作频率主要在UHF频率甚至更高，这样阅读器阅读器与标签之间的元件就不再是复杂而庞大的金属平板，而成了简单的天线，例如半波振子天线。据调查了解，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，从而更加快速的寻找打丢的球。

3 物联网感知技术在体育竞技中的应用（以RFID技术为例）

3.1 应用环境分析

基于物联网感知层技术，通过RFID系统感知、测量、捕获体育信息不再受时间地点的局限，从而实现体育信息的传输、分析与体育资源的智能化管理。新一代信息感知技术具有对“物”的使能作用，有力地推动了物联网技术在体育领域的应用。RFID 技术能够快捷有效追踪、定位场馆器材，实现对于体育场馆、体育器材等的智能化管理。

3.2 应用实践案例

3.2.1 RFID技术在球类竞技比赛中的应用

德国曾研制出一套应用于足球比赛的RFID技术系统，在足球内部和球员身上粘贴RFID电子芯片，读写器以2000次／min的速率对全场进行扫描，精确测定场上球员和球的位置。从而有效地解决了裁判员有争议进球和出界判罚的问题。现在较高水准的田赛中主要是运用激光测距仪来进行距离的测定，要求裁判员能够在在球落地的第一时间找到落地点，这样难免会出现人为误差，如果在网球及排球等球体内部设置多个电子标签，也能够更好的了解和分析球的飞行线路及变化，精确判断球的落地点，同时还能够帮助教练员更好的分析球队和对手的战略战术。

3.2.2 物联网感知技术在体育竞技比赛中的管理作用

众所周知，在体育竞技比赛中难免会涉及到器材、设备的管理工作。经研究发现在器材的管理中利用RFID技术能够实现对其进行智能化的管理，出库入库流程全程监控。具体实现方式是将体育设备贴上电子标签，利用物联网感知技术对其发放、使用、存储、回收和报修过程进行全程跟踪。

4 结论

竞技体育比赛越来越激烈，人们越来越关注比赛的公平性，竞技体育的智能化趋势越来越明显，网联网感知技术在体育竞技中的应用已经成为不可逆转的趋势，无论是在维护体育竞技的精确、比赛的公平公正，还是在体育竞技水平的提高方面都将作出巨大的贡献，为体育科技研究把控方向。

[1] 乔克满，王归然等.感知体育.物联网技术在体育领域的应用体系架构.武汉体育学院学报 第 46 卷

[2] 韩佳岐.浅谈物联网时代下冬季运动项目的赛事管理［J］.计算机光盘软件与应用.2013(10)

胡琳，女，1980年1月8日，讲师，体育教育与训练

Things aware applications in analytical techniques in sports competition

Hu Lin
(The students of Shaanxi Vocational College of Finance and Economics，Xianyang，712000)

This paper combined with the actual situation of Things development,based on the principle of things perceived layer implementations of RFID technology,research and analysis application-aware networking technology and practice in cases in athletics and other sports.

Internet of Things;sensing technology;RFID technology