Rozwój systemów pomiaru czasu na zawodach

Rozwój systemów pomiaru czasu na zawodach biegowych
Żeby zrozumieć stan w jakim znajdują się obecnie systemy pomiaru czasu i przewidzieć ich
dalszy rozwój trzeba kilka słów poświęcić historii systemów pomiaru czasu. Bezpośrednio
po okresie, kiedy jedynym urządzeniem pomiarowym czasu był stoper, pojawiły się pierwsze
chronometry sprzężone z fotokomórką. Przecięcie przez zawodnika promienia świetlnego
pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem powodowało zarejestrowanie czasu, wydrukowanie go
na małej drukarce, a w nowszych wersjach przesłanie zmierzonego czasu kablem do
komputera. Zarejestrowany czas trzeba było nadal ręcznie powiązać z numerem startowym
zawodnika, co przy coraz liczniej startujących zawodnikach stanowiło problem i było
źródłem pomyłek.
Warto w tym miejscu wspomnieć o rozwiązaniu pośrednim, które było bardzo popularne w
Polsce i stosowane jest nadal, czyli o wykorzystaniu czytników kodów kreskowych do
identyfikacji zawodników na mecie. Numer startowy z nadrukowanym kodem kreskowym
czytany „pistoletem” na mecie, kojarzony był półautomatycznie z kolejno rejestrowanymi
fotokomórką (lub ręcznym przyciskiem) czasami. Przy bardzo starannym użytkowaniu tej
techniki i dużej wprawie osiągano bardzo zadawalające rezultaty, jednak bywały one
obarczone błędami zamiany kolejności odczytanych skanerem na mecie osób lub
przesunięciem w przyporządkowaniu czasów i numerów.
Pod koniec lat 90-tych pojawiły się pierwsze systemy oparte na technologii radiowej i
chipach. Najbardziej znane firmy ChampionChip, WinningTime i DAG zaproponowały
podobne rozwiązania. Chipy pasywne mniejszy od pudełka zapałek pracowały w zakresie
niskich częstotliwości, doskonale przenikały przez ciało ludzkie i różne materiały jednak nie
miały dużego zasięgu, dużej wydajności ani dużej szybkości. Chipy mocowane były do
sznurówek, co pewnej rzeszy zwłaszcza początkujących biegaczy nastręczało trudności.
Wysoki koszt chipów wymagał zbierania ich na mecie, co utrudniało organizację wielkich
imprez. Chipy pasywne Championchip były najpopularniejszym systemem pomiaru czasu na
Świecie i tak mocno zakorzeniły się w świecie biegaczy, że wiele firm mierzących czas
używa ich nadal.
W tym miejscu należy się kilka słów wyjaśnień trudnej kwestii technicznej mianowicie co to
znaczy pasywny chip RFID. Chip to w skrócie mówiąc szalenie małych rozmiarów radio i
antena. Kiedy chip znajdzie się w okolicy maty pomiarowej odbiera fale radiowe wysyłane
przez matę, a ponieważ fala radiowa jest bardzo małą, ale wciąż porcją energii, chip
odbierając fale z maty odbiera energię i ładuje swoje malutkie akumulatory. Kiedy już się
naładuje wysyła do maty swój numer (jako kolejna fala radiowa). Mata po odebraniu sygnału
od chipa zapamiętuje czas i numer wysłany w tym sygnale i przekazuje go kablem do
komputera. Cały proces ładowania się chipa przy macie i wysyłania swojego sygnału trwa
bardzo krótko (ułamki sekund). Dlatego chipy nazywamy pasywnymi bo nie mają swojej
baterii, żadnego własnego źródła zasilania. Po prostu obijają falę wysyłaną przez matę,
dodając do niej swoją wiadomość – numer startowy. Czasami chip pasywny nie zdąży się
naładować, czasami jego wysłany sygnał zostanie zakłócony sygnałem innego chipa i dlatego
systemy chipów pasywnych nie są całkowicie niezawodne. Ich skuteczność szacuje się na
99,5 – 99.9 %. Oznacza to, że na 1000 zawodników kilka chipów może nie zostać oczytanych
pomimo, że są sprawne i zawodnicy zamocowali je prawidłowo i jest to normalne
ograniczenie systemu i nic na to nie poradzimy.
Wraz z miniaturyzacją układów scalonych i spadkiem cen baterii i akumulatorków pojawiły
się nowe możliwości. Pokazały się na rynku systemy pomiaru czasu z chipami aktywnymi:
AMB, Jchip, WTA Winning Time, Tag Heuer. W przeciwieństwie do chipów pasywnych, te
posiadają własną bateryjkę dzięki czemu po wykryciu sygnału radiowego, oznaczającego że
znalazły się w pobliżu maty pomiarowej, natychmiast wysyłają bardzo silny i czasami
powtarzany wielokrotnie swój własny sygnał radiowy zasilany baterią do maty.
Chipy aktywne możemy traktować jako całkowicie niezawodne. Jeżeli chip jest sprawny,
prawidłowo zamocowany to nie ma możliwości aby nie został zarejestrowany. Dodatkową
cechą jest zmiana częstotliwości nadawania na wyższą co umożliwia stosowanie chipów
aktywnych do wysokich prędkości zawodników oraz przy bardzo dużych gęstościach. Chipy
aktywne mają jedyną wadę – wysoką cenę. Podczas gdy cena chipa pasywnego wahała się
między 1 a 2 Euro to cena chipa pasywnego waha się między 13 a 70 Euro za sztukę.
W roku 2005 rozpoczęła się ekspansja rozwoju technologii RFID w logistyce i transporcie.
Opracowano specyfikację technologii (wprowadzono ramy standardowe dla wszystkich
producentów) i rozpoczęła się masowa produkcja chipów RFID pierwszej generacji. Podjęto
próby zastosowania tej technologii do pomiaru czasu w zawodach. Powstało kilka prototypów
systemów jednak ich rezultaty nie były całkowicie zadawalające. Chipy pierwszej generacji
źle funkcjonowały w pobliżu ciała ludzkiego i materiału o dużej gęstości. Prawdziwy przełom
nastąpił dopiero w roku 2009 kiedy firma Chronotrack zaproponowała system pomiaru czasu
oparty o chipy pasywne RFID dopracowanej już, drugiej generacji i po wielu zabiegach
marketingowych zastosowała go w najbardziej prestiżowym na świecie maratonie biegowym
w Nowym Yorku. Chipy pasywne 2 generacji RFID zakładane jako papierowa pętla na
sznurowadle przy niskim koszcie samego chipa – u producenta wahającym się w granicach
10-ciu centów stał się już całkowicie jednorazowym rozwiązaniem, rewelacyjnie
usprawniającym organizacje dużych imprez biegowych. Ostatni rok to pokonywanie kolejnej
bariera postawionej przed chipami RFID – próba zastosowania ich w numerach startowych.
Pół roku testów, badań i wreszcie jest rozwiązanie. Firmy MyLaps, Chronotrack, RFID
Timing, Jaguar i inne zaproponowały użycie chipów drugiej generacji przyklejanych do
numeru startowego wraz z matami. Cechy najnowszych systemów to:
-niska cena chipa (od 10 centów) -łatwa dystrybucja z numerami startowymi i możliwość
jednorazowego użycia chipów,
-duża pojemność systemu, duża przepustowość (wysoka częstotliwość 900 MHz)
-niska wrażliwość na zakłócenia,
Podejścia marketingowe różnych firm są różne, jednak trzeba pamiętać, że wszystkie systemy
RFID 2 generacji są zbudowane na podobnych lub tych samych komponentach, spełniających
normy jednej międzynarodowej specyfikacji technicznej przez co ich działanie jest niemalże
jednakowe. Nie ma róży bez kolców – są to nadal chipy pasywne i zasada skuteczności w
granicach 99.7% obowiązywała nadal, jednak niska cena masowo produkowanych chipów
popycha producentów do wytężonych prac związanych z coraz szerszym zaprzęgnięciem
RFID do zawodów sportowych.
edycja 26.09.212
Rok 2012 był okresem gigantycznej ekspansji systemów UKF RFID z chipem RFID drugiej
generacji przyklejonym do numeru startowego. Łatwa, ogólnodostępna technologia zachęciła
wiele małych i lokalnych firm do rozpoczęcia swojej przygody z pomiarem czasu przy użyciu
tej technologii, i choć niestety wiele z nich zapominała, że oprócz technologii potrzebne jest
doświadczenie i dobre oprogramowanie, to można by rzec, że większość imprez w tym roku
została obsłużona tą metodą.
Powstało wiele alternatywnych metod do montażu chipa i zastosowanych anten co w
przypadku najtrafniejszych rozwiązań uzupełnione o zasadę dublowania chipa pozwoliło
systemowi osiągać sprawność 100%. i odnosić ogromne sukcesy organizacyjne wielu
świetnym imprezom sportowym.
Jaka będzie przyszłość?
Coraz bardziej zminiaturyzowana i tania technologia UKF pozwoli powiększyć zakres
zastosowania chipów w pomiarze czasu w wielu nowych alternatywnych metodach oraz
umożliwi rozwój nowych serwisów wprost zasypujących użytkowników swoimi nowymi
usługami.
Marek Zieliński