1 前言
北京在奧運會門票史上首次采用了芯片嵌入技術(shù),，持票者進入比賽場館時，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(shù)的全稱為射頻識別技術(shù)，英文為 Radio Frequency Identification,，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(shù),，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(shù)之一,，雖然此技術(shù)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(shù)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,，本文旨在通過對RFID技術(shù)原理的介紹，分析其在體育領域的運用現(xiàn)狀和開發(fā)前景,，引起國內(nèi)體育學界對這項技術(shù)的認識和進一步研究運用的開展,。
2 RFID技術(shù)系統(tǒng)組成及工作原理
2．1 RFID技術(shù)系統(tǒng)組成
2．1．1 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(shù)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,。
2．1．2 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13(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,。
2．1．3 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)。
2．2 RFID技術(shù)系統(tǒng)工作原理
2．2．1 RFID技術(shù)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。
2．2．2 RFID 技術(shù)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,。
3 RFID技術(shù)在體育領域的運用現(xiàn)狀
3．1 RFID技術(shù)在門票系統(tǒng)中的應用
2006年德國世界杯是RFID技術(shù)門票在體育領域的第一次大面積運用，十二個比賽場,、64場次的350萬張比賽門票全部采用了RFID技術(shù)門票,。北京奧運會28個大項38個分項，比賽場次約2173場,，700多萬張門票全部采用RFID識別技術(shù),。中國在2005年的上海網(wǎng)球大師杯已經(jīng)運用了這項技術(shù)。 RFID技術(shù)門票的運用為比賽提供了安全保障,，門票的電子標簽存儲了購票人的身份信息,，進場觀看比賽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(shù)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,。
3．2 RFID技術(shù)在足球比賽中的應用
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比賽的RFID技術(shù)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(shù)運用情況提供有力技術(shù)支持,。
3．3 RFID技術(shù)在競速比賽中的應用
1994年的柏林馬拉松比賽由Champion Chip開了RFID技術(shù)運用的先河,，參賽運動員身上粘貼了尋有個人信息的電子標簽，通過設置在比賽起點、終點及途中的讀寫器的信息采集,，更為精確地監(jiān)控了比賽的過程,，對運動員比賽成績的測定更加精確。從此之后,，各種公路賽,、越野滑雪、十項全能等比賽競相運用RFID技術(shù),，汁時效率大幅提高,，在2000年 6月的Broloppet半程馬拉松比賽中，創(chuàng)紀錄的對79,，837名參賽者進行了計時,。RFID技術(shù)在摩托車場地賽、自行車場地賽等競速比賽中得到了廣泛運用,。
4 RFID技術(shù)在體育領域中的運用前景
4．1 RFID技術(shù)在田徑比賽成績測定中的運用
目前高水平田徑比賽田賽項目的距離測定通常采用激光測距儀,，需要裁判員在運動員投擲器械后迅速找到第一落點，用測定標桿測量比賽成績,，仍會出現(xiàn)人為誤差,。如果運用RFID技術(shù)，在鉛球,、標槍等投擲器械中內(nèi)置電子標簽,，由讀寫系統(tǒng)采集器械的第一落點與丈量起點之間的距離，可以在第一時間內(nèi)獲取比賽成績,，提高工作效率,，并可有效減少裁判員尋找落點的人為誤差。也如前文所述,，在徑賽項目中運用射頻識別技術(shù),，可以準確快速地測定大數(shù)量參賽運動員的比賽成績。
4．2 RFID技術(shù)在球類比賽中的運用
雖然RFID技術(shù)在高爾夫和足球等球類比賽中得到運用,，但其仍然處于一種嘗試階段,，并存在著一定的技術(shù)難題。在網(wǎng)球比賽中運用的鷹眼系統(tǒng)已經(jīng)逐步受到觀眾的接受和認可,，對傳統(tǒng)的裁判系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn),，也給體育觀眾帶來全新的欣賞體驗。鷹眼系統(tǒng)是通過在場上設置多部高速攝像機捕捉網(wǎng)球的飛行軌跡來實現(xiàn)其飛行線路和落點的模擬,。如果在網(wǎng)球及排球等球體內(nèi)部設置多個電子標簽,，也完全可以探測到球的飛行線路及球體的變化，實現(xiàn)對球的落點的準確判斷,，提高裁判執(zhí)法的準確性,，也有助于教練員對自己球隊和對手的戰(zhàn)術(shù)進行深度分析。
5 結(jié)束語
競技體育比賽的激烈程度越來越高，并逐漸成為大眾傳媒關注的重要對象,，比賽的公平性備受人們關注,。在競技運動中運用現(xiàn)代科技，使其部分地擔當裁判角色,，雖然會使現(xiàn)場裁判的壓力驟然增大,，他們的每個判罰都可能遭到強烈的質(zhì)疑，從體育倫理的角度來說,，也許與傳統(tǒng)有一定的差異,。但鷹眼系統(tǒng)在網(wǎng)球比賽中的運用從技術(shù)層面上來講是成功的，一套鷹眼系統(tǒng)需耗資幾百萬美元,，而射頻識別技術(shù)操作成本相對較低，應該成為體育科技研究應用的一個重要發(fā)展方向,。