張猛

【摘 要】我國(guó)從上世紀(jì)八十年代推行素質(zhì)教育以來，中長(zhǎng)跑體能測(cè)試就是中小學(xué)和各大高校的重點(diǎn)考核項(xiàng)目，不合格者甚至不能升學(xué)或者畢業(yè)，并且考核也越來越規(guī)范嚴(yán)格。與之相應(yīng)，對(duì)該項(xiàng)目的計(jì)時(shí)方法與精度要求等也越來越嚴(yán)格。針對(duì)此問題，本文主要介紹射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）在中長(zhǎng)跑體能測(cè)試中的應(yīng)用及其優(yōu)缺點(diǎn)等。文章主要分三部分，首先簡(jiǎn)單介紹RFID的概念原理，其次介紹其在體能測(cè)試應(yīng)用上的可行性，最后將該技術(shù)與其他測(cè)量方法對(duì)比分析其優(yōu)缺點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】中長(zhǎng)跑體能測(cè)試；RFID；計(jì)時(shí)

一、前言

近年來，隨著人民生活水平的提高，肥胖人群規(guī)模日漸龐大。尤其是青少年，國(guó)家疾控中心的數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)18歲以下的肥胖人群已達(dá)l.2億。對(duì)此，體育運(yùn)動(dòng)越來越受到人們重視，由于中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)能合理反映受測(cè)試者身體素質(zhì)條件，并且方便快捷，對(duì)場(chǎng)地要求低，該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)一直是各教育機(jī)構(gòu)測(cè)試學(xué)生身體素質(zhì)的必要項(xiàng)目，也是各運(yùn)動(dòng)會(huì)的必備項(xiàng)目。尤其是中小學(xué)及高校學(xué)生，中長(zhǎng)跑體能測(cè)試是學(xué)生身體素質(zhì)考核的必備項(xiàng)目。

對(duì)于中長(zhǎng)跑的計(jì)時(shí)方法，目前主要有三種，分別是人工手動(dòng)計(jì)時(shí)，光電計(jì)時(shí)，射頻識(shí)別計(jì)時(shí)方法。其中最適合學(xué)校學(xué)生中長(zhǎng)跑體能測(cè)試的計(jì)時(shí)方法不外乎準(zhǔn)確、高效、公正三個(gè)特點(diǎn)。在上述三個(gè)計(jì)時(shí)方法中，中應(yīng)用最廣泛的是人工手動(dòng)計(jì)時(shí)，而規(guī)格較高的大型體育賽事往往用光學(xué)計(jì)時(shí)，射頻識(shí)別計(jì)時(shí)雖然并未普及，但是其在體育賽事上的應(yīng)用越來越廣泛。射頻識(shí)別技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如門禁、食品安全溯源等。其結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，在中長(zhǎng)跑體能測(cè)試上可行性極高。

二、射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）的概念及原理

RFID系統(tǒng)是利用無線射頻方式識(shí)別特定目標(biāo)并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，且無需與目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。簡(jiǎn)單來說，攜帶有目標(biāo)信息的標(biāo)簽被固定于目標(biāo)上，RFID專用的讀寫器可以通過頻率信號(hào)對(duì)目標(biāo)物上的標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作。

該系統(tǒng)主要由三部分組成，分別為應(yīng)答器、閱讀器、應(yīng)用軟件系統(tǒng)。應(yīng)答器一般由電子標(biāo)簽充當(dāng)，每個(gè)標(biāo)簽都有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。閱讀器為讀取或者寫入標(biāo)簽信息的設(shè)備，分為手持式和固定式兩種。應(yīng)用軟件系統(tǒng)是應(yīng)用層軟件，對(duì)所收集的信息進(jìn)行進(jìn)一步處理以供其他使用。

三、RFID在中長(zhǎng)跑體能測(cè)試中的應(yīng)用可行性分析

RFID在中長(zhǎng)跑體能測(cè)試中的計(jì)時(shí)方法大致如下：

①將存儲(chǔ)有受測(cè)試者身份信息的電子標(biāo)簽固定在受測(cè)試者合適位置。

②讀寫器1（主控單元）完成測(cè)試前的卡號(hào)登記和其他控制工作。

③讀寫器2完成終點(diǎn)的卡號(hào)識(shí)別！計(jì)時(shí)與上傳工作。

具體實(shí)現(xiàn)過程是，讀寫器1置于起點(diǎn)處，讀寫器2置于起點(diǎn)處之后200米（對(duì)于1000而言）。由讀寫器1掃描測(cè)試者信息后，發(fā)令并記錄圈數(shù)。同時(shí)讀寫器2開始計(jì)時(shí)并記錄圈數(shù)，只要測(cè)試者到達(dá)終點(diǎn)就會(huì)立即進(jìn)入天線區(qū)域，讀寫器2在周期性的掃描下就會(huì)采集到該標(biāo)簽信息（掃描周期0.1s），并記錄次數(shù)。當(dāng)測(cè)試者第二次到達(dá)讀寫器2時(shí)，讀寫器2掃描到標(biāo)簽，記錄此時(shí)間并寫入該測(cè)試者的標(biāo)簽。最后測(cè)試者到控制中心通過裁判員（或考官）由專用讀寫器讀取該測(cè)試者標(biāo)簽上存儲(chǔ)的時(shí)間并錄入計(jì)算機(jī)。

至于計(jì)時(shí)的精度分析：假設(shè)測(cè)試者以10米/秒的平均速度計(jì)算（普通人很難達(dá)到），在0.1s內(nèi)通過的距離為1米。對(duì)于讀寫器0.1s的掃描周期來講，標(biāo)簽的最初采集點(diǎn)可能為終點(diǎn)線前方1米距離的任何地方。所以，對(duì)于正常的奔跑速度，誤差范圍小于1米，在允許的范圍內(nèi)計(jì)時(shí)精度0.1s是可以達(dá)到的。

我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)田徑場(chǎng)的跑道設(shè)有6至8條分道，每條寬度約為1.22至1.25米，以8條跑道的田徑場(chǎng)為例，要求讀寫器的信號(hào)覆蓋半徑至少為10米，而目前的技術(shù)完全可以滿足這一要求。

四、中長(zhǎng)跑體能測(cè)試中RFID技術(shù)與其他幾種計(jì)時(shí)方法的比較

前言已經(jīng)提到過，目前用于體育項(xiàng)目的計(jì)時(shí)方法有人工手動(dòng)計(jì)時(shí)、光電計(jì)時(shí)、射頻識(shí)別（RFID）。以下對(duì)各種計(jì)時(shí)方法加以分析。

1.人工計(jì)時(shí)

優(yōu)點(diǎn)：使用設(shè)備較少，只需發(fā)令槍秒表

缺點(diǎn)：

①計(jì)時(shí)精度低

手動(dòng)計(jì)時(shí)受人體神經(jīng)反應(yīng)速度限制，計(jì)時(shí)精度較低。

②效率低下

手動(dòng)計(jì)時(shí)在比賽過程中只能采用手工填單，人工匯總成績(jī)方式，效率低下。

③人為因素影響大

手動(dòng)計(jì)時(shí)受人為因素影響，客觀公正性不能完全保證。

④可存儲(chǔ)性差

手動(dòng)計(jì)時(shí)比賽過程無法記錄和重復(fù)，當(dāng)比賽中出現(xiàn)申訴和爭(zhēng)議時(shí)，無法調(diào)用歷史記錄來判斷。

2.光電計(jì)時(shí)

優(yōu)點(diǎn)：光電計(jì)時(shí)系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)時(shí)精度高，以2002年鹽湖城冬奧會(huì)為例，在2月15那一天，美國(guó)的一對(duì)雙人雪橇選手憑借僅僅4毫秒的優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)勝了自己的隊(duì)友獲得了冠軍。這4毫秒正是通過改進(jìn)過的光電計(jì)時(shí)系統(tǒng)識(shí)別測(cè)量出的。除此之外，光電計(jì)時(shí)系統(tǒng)還具有高效、可重復(fù)性強(qiáng)、可存儲(chǔ)等諸多優(yōu)點(diǎn)，這里不一一贅述。

缺點(diǎn)：高昂的使用成本。光電計(jì)時(shí)系統(tǒng)需要用到大量的高科技產(chǎn)品，甚至包括衛(wèi)星等尖端技術(shù)，這也是光電計(jì)時(shí)只應(yīng)用與大型體育賽事而沒有普遍應(yīng)用的原因。

3.RFID

RFID技術(shù)在中長(zhǎng)跑計(jì)時(shí)應(yīng)用中最突出的特點(diǎn)是在保證精度的要求下能夠快速高效地完成對(duì)眾多受測(cè)者的計(jì)時(shí)工作。且受人為因素影響較小，能保證公平公正，這對(duì)防止入學(xué)升學(xué)考試中舞弊行為有重要作用。其次，記錄的結(jié)果可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中并存檔，能做到“有案可循”。雖然RFID技術(shù)也需要用到很多電子設(shè)備，但是由于科技及工藝水平的進(jìn)步，其各種電子元件的生產(chǎn)與使用成本均較為低廉。

以一個(gè)20000人左右的高校為例，使用傳統(tǒng)的人工手動(dòng)計(jì)時(shí)方法，每一個(gè)同學(xué)都要逐個(gè)手寫記錄，完成所有同學(xué)的體能測(cè)試大約需要一周左右的時(shí)間甚至更長(zhǎng)。且由于人員眾多，容易出現(xiàn)記錄結(jié)果混亂等問題。而如果采用RFID計(jì)時(shí)，無需停表計(jì)時(shí)，不用手寫記錄結(jié)果，完成同樣的測(cè)試，僅需三至五天便可完成。并且RFID計(jì)時(shí)的精度不受人的反應(yīng)時(shí)間影響，精度比人工計(jì)時(shí)更高。

五、結(jié)語

綜上所述，對(duì)于中長(zhǎng)跑體能測(cè)試的計(jì)時(shí)工作，RFID的應(yīng)用既避免了人工手動(dòng)計(jì)時(shí)的種種不足，又提高了計(jì)時(shí)精度，具有較強(qiáng)的可行性，可以推廣普及。

【參考文獻(xiàn)】

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