本發(fā)明涉及運動計時，并且具體地涉及可穿戴運動計時標(biāo)簽、包括運動計時標(biāo)簽的可穿戴帶、從運動計時標(biāo)簽獲得數(shù)據(jù)的RFID讀取器中的方法以及對運動計時標(biāo)簽進(jìn)行編程的方法。

背景技術(shù)：

射頻識別(RFID)是為了自動識別和跟蹤附接至對象的標(biāo)簽使用射頻電磁(EM)場傳遞數(shù)據(jù)的無線技術(shù)。通常稱為無源標(biāo)簽的無電池標(biāo)簽沒有其自己的電源而是從源自RFID讀取器的檢測天線的詢問EM場收集能量。標(biāo)簽充當(dāng)向檢測天線發(fā)射微波或者超高頻(UHF)信號的無源應(yīng)答器。制造無源標(biāo)簽相對較便宜并且其可以用作可棄式標(biāo)簽。

一個問題涉及當(dāng)用于運動計時應(yīng)用時UHF標(biāo)簽在非常接近身體的范圍內(nèi)，身體具有相對較高介電常數(shù)的電介質(zhì)這樣的事實。身體的接近度改變標(biāo)簽天線的阻抗，從而使標(biāo)簽遠(yuǎn)離其最優(yōu)工作點而“失諧”。由于該失諧效應(yīng)，由標(biāo)簽生成的經(jīng)調(diào)制反向散射信號將非常小并且因此很難檢測到。失諧在潮濕環(huán)境(例如運動員潮濕和汗?jié)竦囊路?或身體)中更差。這樣，信號可能進(jìn)一步劣化，從而增大穿越或者經(jīng)過檢測天線的參與者沒有被計時系統(tǒng)記錄或者至少沒有被計時系統(tǒng)正確記錄的風(fēng)險。

另一個問題涉及當(dāng)運動員經(jīng)過終點時UHF運動計時標(biāo)簽關(guān)于檢測天線的移動。由于在穿越終點期間的移動和/或旋轉(zhuǎn)，標(biāo)簽可能在朝向檢測天線的非最優(yōu)取向上。這可能引起標(biāo)簽與讀取器之間的錯誤通信，當(dāng)穿越檢測天線時引起對參與者的不可靠計時或者記錄。

尤其存在這兩個問題的體育賽事的示例是三項全能運動賽事。最普遍形式的三項全能運動涉及在各種距離上緊密連續(xù)地進(jìn)行游泳、騎車和賽跑。三項全能運動員競爭最快的總過程完成時間，包括單個游泳、騎車和賽跑部分之間的計時“轉(zhuǎn)換”。三項全能運動員可以在身體上某處(例如在胸上、圍繞腳踝或者圍繞手腕)穿戴運動計時標(biāo)簽以用于在檢測點處的精確時間記錄。

為了能夠讀取由運動計時標(biāo)簽生成的小反向散射信號，檢測天線可以被優(yōu)化用于讀取弱信號。例如，EP2009595 A1公開了用于使用與終點線平行布置的天線墊提高運動計時標(biāo)簽的可檢測性的解決方案。EP2009595 A1提出通過優(yōu)化天線墊的輻射場使得在整個終點線上生成均質(zhì)的詢問和檢測電磁(EM)場以減少錯過(即，穿越終點但沒有被天線檢測到的標(biāo)簽)的數(shù)量。然而，該解決方案不解決由于標(biāo)簽與檢測墊之間的錯誤取向引起的錯過問題。即使在生成均質(zhì)EM場時，反向散射信號也可能由于錯誤取向而非常微弱。此外，在現(xiàn)有計時系統(tǒng)中實現(xiàn)改進(jìn)的天線墊將需要更換墊，從而使得未優(yōu)化(遺留)的檢測天線廢棄，這在成本和環(huán)境問題方面并不期望。

因此，從以上得出，在本領(lǐng)域中需要對上面確定的與運動計時標(biāo)簽相關(guān)聯(lián)的問題具有成本效率的解決方案。特別地，在本領(lǐng)域中需要可以在體育賽事(包括三項全能運動或者類似賽事)期間基于遺留檢測天線可靠使用的運動計時標(biāo)簽組件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目標(biāo)是減少或者消除現(xiàn)有技術(shù)中已知的缺陷中的至少一個。在第一方面中，本發(fā)明可以涉及可穿戴運動計時標(biāo)簽組件，包括用于將與標(biāo)簽組件的穿戴者相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街辽僖粋€檢測天線的至少第一標(biāo)簽和第二標(biāo)簽，優(yōu)選為UHF標(biāo)簽，更優(yōu)選為包括單極天線、偶極天線或者四極天線的UHF標(biāo)簽，其中標(biāo)簽組件包括用于使標(biāo)簽組件附著至穿戴者的至少身體部分或者衣服的工具，其中當(dāng)附著到所述身體或者衣服時，所述第一標(biāo)簽的主信號傳輸方向在第一方向中；以及，所述第二標(biāo)簽的主信號傳輸方向在不同于所述第一方向的第二方向中。

從而，當(dāng)使用常規(guī)運動計時標(biāo)簽時，與非常小的反向散射信號和由于參與者身體的存在引起的強失諧結(jié)合的標(biāo)簽的方向靈敏度增大了經(jīng)過或者穿越RFID讀取器的參與者沒有被檢測天線檢測到的風(fēng)險。運動計時標(biāo)簽組件通過以下方式提升了該問題：將多個UHF標(biāo)簽安置在預(yù)定間隔物厚度的柔性襯底(例如可穿戴或者可附著帶)上使得當(dāng)由運動員穿戴時反向散射信號的主傳輸方向?qū)τ诓煌瑯?biāo)簽的至少一部分不同。運動計時標(biāo)簽組件確保在錯過經(jīng)過的機會很高的特別艱難環(huán)境中檢測參與者，例如在馬拉松開始期間或者在諸如三項全能運動等等的更復(fù)雜運動賽事期間。

在經(jīng)過或者穿越RFID讀取器期間，標(biāo)簽組件的標(biāo)簽中的至少一個朝RFID讀取器的RF場取向，使得無論運動員相對于RFID檢測器的取向和/或運動員的移動如何，反向散射信號的幅度對于RFID讀取器的檢測都足夠大。此外，運動計時組件使得錯過數(shù)量大量減少而不需要修改或者更換RFID讀取器。

在實施例中，所述第一標(biāo)簽和所述第二標(biāo)簽設(shè)置在柔性支撐襯底上，所述柔性支撐襯底優(yōu)選為細(xì)長柔性支撐襯底。在實施例中，所述至少第一標(biāo)簽和第二標(biāo)簽沿所述支撐襯底的縱向方向均勻分布。在實施例中，所述第一標(biāo)簽和第二標(biāo)簽的縱向軸平行于所述支撐襯底的縱向軸。在實施例中，所述第一標(biāo)簽的縱向軸與所述第二標(biāo)簽的縱向軸成角度。在實施例中，所述第一標(biāo)簽和第二標(biāo)簽沿所述支撐襯底的縱向方向安置成一排。

可以將多個標(biāo)簽安置在載體襯底上使得標(biāo)簽之間的干擾和/或耦合效應(yīng)最小化。

在實施例中，所述支撐襯底的厚度具有在2mm與15mm之間選擇的厚度，優(yōu)選地在4mm與8mm之間。在實施例中，所述柔性支撐襯底包括低介電(介電常數(shù)在1與10之間)柔性材料，優(yōu)選為彈性聚合物，更優(yōu)選為氯丁橡膠或者EPDM泡沫材料或者它們的等效物。從而，襯底有效地起用于保持天線遠(yuǎn)離運動員身體的間隔物的作用，從而避免或者至少最小化由于身體的高電(在20攝氏度，水的介電常數(shù)為大約80,4)引起的失諧。

在實施例中，至少第一標(biāo)簽和第二標(biāo)簽各自包括用于存儲與穿戴者相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符的存儲器，其中所述第一標(biāo)簽中存儲的標(biāo)識符與所述第二標(biāo)簽中的標(biāo)識符相同。

在實施例中，至少第一標(biāo)簽和第二標(biāo)簽各自包括用于存儲與穿戴者相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符的存儲器，其中所述第一標(biāo)簽中存儲的標(biāo)識符與所述第二標(biāo)簽中的標(biāo)識符相同。

在實施例中，所述運動計時標(biāo)簽組件被配置為圍繞身體部分的至少一部分穿戴的帶，優(yōu)選地所述運動計時標(biāo)簽組件被配置為腕帶或者踝帶。

在實施例中，所述帶包括柔性間隔物層、貼附至所述間隔物層用于支撐所述標(biāo)簽的柔性支撐襯底以及在所述柔性支撐襯底上用于保護(hù)所述標(biāo)簽的頂層。

根據(jù)保護(hù)范圍12所述的運動計時標(biāo)簽組件，其中頂層由基本上不可撕破的材料和/或防水材料制成和/或可印刷為包括圖形和/或文本。

在實施例中，所述間隔物層的材料是低介電柔性材料，優(yōu)選為彈性聚合物，更優(yōu)選為氯丁橡膠或者EPDM泡沫材料或者它們的等效物。

在實施例中，頂層或者間隔物層的至少一個端部包括延長部分，用于在帶圍繞身體部分的至少一部分適配時使延長部分固定至帶的另一個端部。

在實施例中，延長部分包括粘合劑，用于在可穿戴帶圍繞身體部分的至少一部分適配時使延長部分在可穿戴帶的另一個端部處固定至頂層。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出從如上所述的運動計時標(biāo)簽組件或者從如上所述包括運動計時標(biāo)簽組件的可穿戴帶獲得數(shù)據(jù)的RFID讀取器中的方法。方法可以包括將來自RFID讀取器的檢測天線的信號傳輸?shù)竭\動計時標(biāo)簽組件的至少第一標(biāo)簽和第二標(biāo)簽中的至少一個。信號可以為所述標(biāo)簽供電并且激活所述標(biāo)簽以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑z測天線。方法還可以包括在RFID讀取器中從所述標(biāo)簽接收數(shù)據(jù)。方法還可以包括將所述數(shù)據(jù)存儲在通信地連接至RFID讀取器的存儲裝置中。

因此，可以使用運動計時標(biāo)簽組件或者可穿戴帶用于運動計時。

根據(jù)保護(hù)范圍17所述的實施例有利地使得利用不同數(shù)據(jù)編程的標(biāo)簽?zāi)軌蛴糜谶\動計時標(biāo)簽組件。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了對如上所述的運動計時標(biāo)簽組件或者如上所述的可穿戴帶中的至少第一標(biāo)簽和第二標(biāo)簽進(jìn)行編程的方法。方法可以包括將包括第一命令的信號從編程設(shè)備傳輸?shù)竭\動計時標(biāo)簽組件以用于從標(biāo)簽組件的每個標(biāo)簽獲得標(biāo)簽標(biāo)識符。方法還可以包括在編程設(shè)備中從每個標(biāo)簽接收標(biāo)簽標(biāo)識符。方法還可以包括使用所接收的標(biāo)簽標(biāo)識符對標(biāo)簽尋址以將來自編程設(shè)備的第二命令傳輸?shù)矫總€標(biāo)簽。第二命令可以包括要寫入每個標(biāo)簽的可編程存儲器中的數(shù)據(jù)。方法還可以包括通過向可穿戴帶發(fā)送信號以向每個標(biāo)簽供電并激活每個標(biāo)簽以及從每個標(biāo)簽的可編程存儲器獲得數(shù)據(jù)以驗證每個標(biāo)簽的可編程存儲器中存儲的數(shù)據(jù)，并且將所獲得的每個標(biāo)簽的數(shù)據(jù)與傳輸?shù)綐?biāo)簽用于對標(biāo)簽進(jìn)行編程的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

因此，提供了對可穿戴帶中的標(biāo)簽進(jìn)行編程的有效方式，其中可以在一個編程操作中對標(biāo)簽進(jìn)行編程以及可以驗證編程的結(jié)果。

在下文中，將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，這些實施例不能解釋為限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

附圖說明

將參照附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的各方面，在附圖中：

圖1A和圖1B描繪了根據(jù)本發(fā)明實施例的運動計時標(biāo)簽組件；

圖2A和圖2B圖示了與本發(fā)明實施例的運動計時標(biāo)簽組件一起使用的RFID系統(tǒng)的操作；

圖3描繪了RFID偶極天線的電磁場的橫截面視圖；

圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明實施例檢測穿戴標(biāo)簽組件的運動員；

圖5描繪了根據(jù)本發(fā)明實施例的運動計時標(biāo)簽組件；

圖6A和圖6B描繪了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的運動計時標(biāo)簽組件；

圖7描繪了根據(jù)本發(fā)明實施例的運動計時標(biāo)簽組件；

圖8A和圖8B描繪了根據(jù)本發(fā)明實施例供運動計時標(biāo)簽組件使用的可穿戴帶；

圖9描繪了供RFID標(biāo)簽使用的微處理器的示意圖；

圖10圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的RFID系統(tǒng)；以及

圖11描繪了根據(jù)本發(fā)明實施例對運動計時標(biāo)簽中的標(biāo)簽進(jìn)行編程的過程流程圖。

具體實施方式

圖1A和圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的運動計時標(biāo)簽組件的示例性實施例。在圖1A中，示出了穿戴之前(即，在基本上平坦的取向中)的運動計時標(biāo)簽組件100的俯視圖。標(biāo)簽組件可以包括安置在預(yù)定寬度和長度的柔性支撐襯底104上的多個(即，至少兩個)RFID標(biāo)簽102_1,2。標(biāo)簽可以包括天線106_1,2(例如，偶極天線)和微處理器108_1,2(例如，專用集成電路(ASIC)芯片)。典型地，由于天線長度是需要檢測的波長的大約一半的事實，UHF標(biāo)簽具有細(xì)長形狀。在該特定示例中，標(biāo)簽被相鄰地安置以使得它們的縱向軸基本上排成一行并且與柔性襯底的縱向軸平行。在該配置中，標(biāo)簽之間沒有電磁耦合或者有最小電磁耦合。建議圖1A中描繪的配置是非限制性示例。許多變型是可能的并且在下文中進(jìn)行了更詳細(xì)的描述。在實施例中，標(biāo)簽可以是(無源)UHF RFID標(biāo)簽。標(biāo)簽可以是任何合適的商用標(biāo)簽。

圖1B描繪了當(dāng)圍繞身體部分的至少一部分(諸如運動員的腳踝或者手腕)穿戴時圖1A的計時標(biāo)簽組件的三維視圖。如圖1B所示，襯底可以具有厚度t。在實施例中，可以在2mm與15mm之間的范圍內(nèi)選擇襯底的厚度，優(yōu)選地在4mm與8mm之間。在另一個實施例中，間隔物材料可以是低介電柔性材料，優(yōu)選為例如泡沫橡膠的彈性聚合物(諸如氯丁橡膠或者EPDM泡沫材料或者它們的等效物)。在這里，低介電柔性材料可以解釋為介電常數(shù)基本上低于身體的介電常數(shù)(主要地，具有大約80的介電常數(shù)的水)的任何柔性材料。因此，優(yōu)選地，低介電材料具有在1與10之間的電介質(zhì)。例如，EPDM泡沫具有在2.6與2.8之間的介電常數(shù)以及氯丁橡膠具有大約6.7的介電常數(shù)。

這樣，襯底有效地起用于保持天線遠(yuǎn)離運動員身體的間隔物的作用，從而避免或者至少最小化由于身體的高電(在20攝氏度，水的介電常數(shù)為大約80,4)引起的失諧。此外，如圖1B所示，標(biāo)簽安置在柔性襯底處，使得當(dāng)由運動員穿戴時，在標(biāo)簽的主信號傳輸方向(即，傳輸信號108_1,2最大的方向)之間存在角θ。取決于標(biāo)簽組件的設(shè)計，可以選擇不同角θ。在實施例中，可以在10度與180度之間選擇θ。

如將在下文更詳細(xì)描述的，當(dāng)使用平面偶極天線時，RF信號的傳輸方向垂直于天線表面并且在偶極的兩個天線部分連接至微處理器芯片的位置處最大。通過將多個標(biāo)簽安置在間隔物襯底上，當(dāng)由運動員或者參與者穿戴時標(biāo)簽組件將在不同方向上進(jìn)行傳輸，從而增大標(biāo)簽中的至少一個在相對于檢測天線最優(yōu)或者足夠大的方向上輻射的機會，使得由標(biāo)簽傳輸?shù)男⌒盘枦]有被RFID系統(tǒng)檢測到的機會最小化。例如，在圖1B中，RFID讀取器(未示出)的RF信號激活標(biāo)簽106₁、106₂兩者。然而，由于第一標(biāo)簽106₁相對于讀取器的取向比第二標(biāo)簽106₂的取向好的事實，第一信號的反向散射信號將比第二反向散射信號強，該第二反向散射信號可能微弱到無法被RFID讀取器檢測到。標(biāo)簽組件的另外優(yōu)點是其可以連同現(xiàn)有RFID讀取器一起使用。從而，運動計時組件使得錯過數(shù)量大量減少而不需要修改或者更換RFID讀取器。

圖2A示意性地圖示了包括RFID讀取器204的RFID系統(tǒng)與根據(jù)圖1A和1B的標(biāo)簽組件的RFID標(biāo)簽202的操作。標(biāo)簽包括天線206(例如偶極天線)和微處理器208。微處理器可以從由RFID讀取器通過其天線212傳輸?shù)腞F信號210接收電力?？梢允褂肦FID讀取器中的基帶處理器214和發(fā)射器模塊218生成RF信號。

標(biāo)簽可以使用在近似860MHz與960MHz之間的UHF頻帶中選擇的頻率。UHF RFID系統(tǒng)在北美洲在902MHz與928MHz之間工作，在歐洲在868MHz工作以及在亞洲(日本)在920MHz工作。UHF標(biāo)簽相對便宜(使得它們可以被用作一次性使用的可棄式標(biāo)簽)、重量相對較輕并且當(dāng)與較低頻率標(biāo)簽(諸如高頻(HF)標(biāo)簽)相比較時可以在較大距離上被更快速地讀取。

標(biāo)簽可以被配置(例如編程)以將數(shù)據(jù)(例如，用于標(biāo)識穿戴標(biāo)簽組件的運動員的(唯一)值)傳輸回RFID讀取器?？梢酝ㄟ^使用開關(guān)216使標(biāo)簽的輸入阻抗在兩個狀態(tài)之間切換從而調(diào)制反向散射信號218以傳輸數(shù)據(jù)。在每個阻抗?fàn)顟B(tài)處，RFID標(biāo)簽呈現(xiàn)一定的雷達(dá)截面。阻抗?fàn)顟B(tài)中的一個通常為高并且另一個為低以提供反向散射信號的顯著差異?？梢栽赗FID讀取器的接收器模塊220中處理經(jīng)調(diào)制的反向散射信號218。循環(huán)器222可以使RFID讀取器在傳輸模式與接收(檢測)模式之間切換。

圖2B描繪了表示由RFID讀取器接收的作為時間t的函數(shù)的信號強度R的圖表。在RFID讀取器204與標(biāo)簽202之間的數(shù)據(jù)交換可以采用各種調(diào)制和編碼方案(例如幅度調(diào)制和曼徹斯特編碼)。如圖2所示，在正向鏈路上傳輸?shù)腞F信號210可以包含連續(xù)波(CW)224a和經(jīng)調(diào)制的命令224b兩者。在反向鏈路上，當(dāng)標(biāo)簽阻抗調(diào)制反向散射信號時可以在CW周期期間將數(shù)據(jù)發(fā)送回來。如圖2B所示，經(jīng)調(diào)制的反向散射信號218的強度與載波信號CW 224a、224b相比非常小。

基于單極或者偶極的RFID標(biāo)簽的信號輻射圖案是全方向的。例如，RFID標(biāo)簽的偶極天線可以產(chǎn)生如圖3的橫截面視圖中圖示的以天線軸302為中心的基本上環(huán)形形狀的電磁場304。電磁場以及因此反向散射信號304的信號強度在相對偶極天線的直角處最大，在天線軸上下降到零。因此，經(jīng)調(diào)制的反向散射信號的信號輻射圖案典型地在垂直于標(biāo)簽天線的平面的方向上(即，在與標(biāo)簽天線的平面正交的方向上)最大。該方向可以被稱為主信號傳輸方向。因此，為了最優(yōu)檢測，標(biāo)簽天線的平面優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)面向RFID讀取器的檢測天線(或者天線平面的法線指向RFID讀取器)。

從而，當(dāng)使用常規(guī)運動計時標(biāo)簽時，與非常小的反向散射信號和由于參與者身體的存在引起的強失諧結(jié)合的標(biāo)簽的方向靈敏度增大了經(jīng)過或者穿越RFID讀取器的參與者沒有被檢測天線檢測到的風(fēng)險。運動計時標(biāo)簽組件通過以下方式提升了該問題：將多個UHF標(biāo)簽安置在預(yù)定間隔物厚度的柔性襯底(例如可穿戴或者可附著帶)上使得當(dāng)由運動員穿戴時反向散射信號的主傳輸方向?qū)τ诓煌瑯?biāo)簽的至少一部分不同。運動計時標(biāo)簽組件確保在錯過經(jīng)過的機會很高的特別艱難環(huán)境中檢測參與者，例如在馬拉松開始期間或者在諸如三項全能運動等等的更復(fù)雜運動賽事期間。

圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明實施例檢測穿戴運動計時標(biāo)簽組件的運動員?？梢砸圆煌绞?例如以可穿戴腕帶402或者踝扎410的形式)實現(xiàn)運動計時標(biāo)簽組件。替換地，運動計時標(biāo)簽組件可以附著到例如衣服、身體部分、跑步護(hù)兜、鞋、(運動)器械(諸如自行車、船或者輪椅)。標(biāo)簽組件可以是帶、皮帶、扎帶、貼紙、衣服等等的部分。在經(jīng)過或者穿越RFID讀取器(例如，天線墊406、垂直側(cè)面天線408或者架空天線(未示出))期間，標(biāo)簽組件的標(biāo)簽中的至少一個朝RFID讀取器的RF場410₁、412₁、414₁取向，使得無論運動員相對于RFID檢測器的取向和/或運動員的移動如何，反向散射信號410₂、412₂、414₂的幅度對于RFID讀取器的檢測都足夠大。

優(yōu)選地，標(biāo)簽組件中的RFID標(biāo)簽可以是包括半波偶極天線或者四分之一波單極天線的(無源)UHF標(biāo)簽。適用于標(biāo)簽組件的商用標(biāo)簽的示例包括UPM^TM或者SMARTRAC^TMRaflatac DogBone^TM UHF偶極標(biāo)簽。該標(biāo)簽具有93x 23mm的天線大小、97x 27mm的模切大小和100mm的總長度，從而確定了標(biāo)簽組件的最小尺寸(例如寬度)。

響應(yīng)于RFID讀取器的RF信號(經(jīng)調(diào)制的觸發(fā)信號)，運動計時標(biāo)簽組件的一個或者多個標(biāo)簽可以基于經(jīng)調(diào)制的反向散射信號(即，標(biāo)簽信號)將標(biāo)簽芯片的存儲器中存儲的信息傳輸回檢測天線。這樣，標(biāo)簽組件可以開始發(fā)出消息，包括例如標(biāo)識(一個或者多個)標(biāo)簽的唯一ID和/或標(biāo)簽芯片的存儲器中編程的任何其它數(shù)據(jù)。檢測天線可以拾取所傳輸?shù)南ⅰο⑦M(jìn)行時間戳標(biāo)記并將它們傳遞到處理器。處理器可以執(zhí)行用于基于檢測時間和所接收消息的信號強度確定與標(biāo)簽相關(guān)聯(lián)的時間的算法。隨后可以將經(jīng)處理的數(shù)據(jù)存儲在存儲介質(zhì)(例如數(shù)據(jù)庫)中以用于進(jìn)一步使用。對于每個讀取操作，可以記錄所交換的信息和時間戳。這些記錄可以用于計算每個參與者的賽事完成時間。完成時間隨后用于對參與者進(jìn)行排名。

向運動計時標(biāo)簽組件添加更多標(biāo)簽可以增大使標(biāo)簽中的至少一個在標(biāo)簽讀取器的可讀位置中的機會。此外，可以改變標(biāo)簽組件中的每個單個標(biāo)簽的取向以進(jìn)一步優(yōu)化可讀性機會。例如，在實施例中，可以將標(biāo)簽安置在支撐襯底上，其中第一標(biāo)簽的縱向軸與第二標(biāo)簽的縱向軸形成角度。例如，圖5描繪了根據(jù)本發(fā)明實施例的運動計時標(biāo)簽組件502的示意圖的俯視圖。標(biāo)簽組件可以包括不同取向的三個標(biāo)簽504、506、508，其中襯底與標(biāo)簽的縱向軸之間的角度是零度504、45度506和90度508。圖5中的標(biāo)簽的取向?qū)⒈焕斫鉃槭纠缘?；可以在襯底上的任何角度處安置標(biāo)簽并且標(biāo)簽的數(shù)量可以變化。

圖6A和圖6B描繪了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的運動計時標(biāo)簽組件。在該配置中，運動計時標(biāo)簽組件602可以包括使它們的縱向軸在相對支撐襯底的縱向軸的基本上平行取向中的三個或者更多個標(biāo)簽604_1-3。在一個實施例中，可以在第一縱向軸610上安置第一標(biāo)簽和第二標(biāo)簽，其中長度L的間隙606限定了第一標(biāo)簽與第二標(biāo)簽之間的距離?？梢栽陂g隙的高度處將至少第三標(biāo)簽安置在平行于所述第一縱向軸的第二縱向軸612上。這樣，關(guān)于所述第一標(biāo)簽和第二標(biāo)簽安置第三標(biāo)簽，使得第三標(biāo)簽的輻射場在所述間隙的位置處最大。從而，以這種方式，使標(biāo)簽之間的干擾和/或耦合效應(yīng)最小化。這樣，可以將多個標(biāo)簽安置在載體襯底上而沒有在操作期間標(biāo)簽失諧的風(fēng)險。如圖6A中描繪的分布方案可以容易地擴展至多排標(biāo)簽。

圖6B描繪了當(dāng)圍繞運動員腳踝或者手腕穿戴時運動計時標(biāo)簽組件的示意圖。在使用時，運動計時標(biāo)簽組件602彎曲以圍繞運動員的身體部分或者衣服的至少一部分適配。因此，標(biāo)簽組件中的不同標(biāo)簽面向不同方向。面向不同方向的多個標(biāo)簽的存在大大降低了運動員沒被檢測到的風(fēng)險。

類似于圖1B的示例，當(dāng)彎曲時，每個(偶極)標(biāo)簽天線生成以天線軸為中心基本上環(huán)形形狀的電磁場。箭頭608_1-3描繪了可能的反向散射信號的方向。標(biāo)簽組件相對于檢測天線的取向確定觸發(fā)標(biāo)簽中的哪一個以生成反向散射信號。在一些情況下，可以觸發(fā)兩個標(biāo)簽以生成反向散射信號。在該情況下，RFID可以接收源自相同標(biāo)簽組件的兩個反向散射信號。在該情況下，RFID讀取器中的已知沖突機制可以確定處理來自標(biāo)簽組件的哪個信號(例如具有最高信號強度的信號)。

從而，在使用時，可穿戴運動計時標(biāo)簽組件與對應(yīng)身體部分的移動一起移動和/或圍繞身體部分旋轉(zhuǎn)，在使用期間以及在這些移動和/或旋轉(zhuǎn)期間，標(biāo)簽組件的標(biāo)簽中的至少一個在與RFID讀取器的適當(dāng)取向中以使得向讀取器傳輸足夠強的反向散射信號。

圖7描繪了根據(jù)本發(fā)明實施例的可穿戴運動計時標(biāo)簽組件?？梢詫⑦\動計時標(biāo)簽組件的尺寸設(shè)計為圍繞例如腳踝或者手腕適配。更一般地，可以將可穿戴帶的尺寸設(shè)計以用于任何適當(dāng)使用。如圖7所示，可穿戴運動計時標(biāo)簽組件可以具有多層結(jié)構(gòu)，包括(至少)柔性縱向間隔物層702、包括兩個或者更多個標(biāo)簽708_1-3的柔性縱向薄襯底層704和縱向頂層706。當(dāng)層壓在一起時，這些層可以以嵌入標(biāo)簽的腕帶或者踝帶的形式形成可穿戴標(biāo)簽組件。

在該示例中，標(biāo)簽組件可以包括三個標(biāo)簽704_1-3，沿縱向方向安置在薄柔性襯底702(諸如薄塑料薄片或者(無)紡布片狀材料)上。在實施例中，可以根據(jù)如參考圖6A和圖6B描述的分布使標(biāo)簽分布在薄襯底上。因此，當(dāng)穿戴時，在踝帶相對于讀取器天線的基本上任何取向上標(biāo)簽中的至少一個可以能夠與RFID讀取器進(jìn)行通信。

當(dāng)實現(xiàn)為踝帶時，帶可以具有在20cm與30cm之間的范圍中的長度以圍繞成年人腳踝適配。表面平坦的UHF偶極天線典型地可以具有80mm與12mm之間的長度。一個UHF標(biāo)簽(包括天線和具有處理器和存儲器的集成電路)的總長度可以是大約100mm長。從而，為了將三個或者更多個標(biāo)簽最優(yōu)地容納在標(biāo)簽組件中，可以根據(jù)如參照圖6A和圖6B詳細(xì)描述的分布方案使標(biāo)簽分布在帶上。

頂層706是當(dāng)穿戴踝帶時可見的最外層。頂層31優(yōu)選地由不可撕破材料和/或防水材料(諸如Tyvex^TM)制成。頂層還可以包括諸如標(biāo)志的圖形和/或諸如參與者的唯一標(biāo)識號碼(也稱為“比賽號碼”)的文本和/或任何其它文本。

間隔物702是當(dāng)穿戴帶時最靠近運動員身體或者衣服或者與運動員身體或者衣服接觸的最內(nèi)層。間隔物被配置為在標(biāo)簽組件與運動員身體之間創(chuàng)建間距。間隔物消除或者至少減小由于運動計時標(biāo)簽組件穿戴者的身體的緊密存在引起的標(biāo)簽的失諧。可以取決于運動計時標(biāo)簽組件穿戴在身體/衣服上的位置和/或運動計時標(biāo)簽組件的環(huán)境濕度在近似2mm與15mm之間選擇間隔物的厚度t。當(dāng)是踝帶的部分時，可以在4mm與8mm之間選擇間隔物層的厚度，優(yōu)選為6mm。在實施例中，間隔物層可以被配置為取決于周圍濕度改變其厚度。間隔物層可以由具有低介電常數(shù)的柔軟但堅固的材料制成。例如，在實施例中，為了舒適的穿戴，可以選擇諸如EPDM橡膠泡沫的泡沫材料作為間隔物材料。

用于支撐標(biāo)簽的支撐襯底位于間隔物層與頂層之間。襯底層和標(biāo)簽可以是柔性的以使標(biāo)簽組件能夠彎曲用于圍繞身體部分(諸如腳踝)穿戴。標(biāo)簽可以包括一個或者多個單極標(biāo)簽、一個或者多個偶極標(biāo)簽或者它們的組合。標(biāo)簽可以是UHF標(biāo)簽。

為了提高穿戴舒適度，可以使可穿戴帶的寬度最小化至襯底上不同排標(biāo)簽中的標(biāo)簽的組合寬度。另外，可以使具有標(biāo)簽的排的數(shù)量最小化，同時沿縱向方向用標(biāo)簽覆蓋標(biāo)簽組件的總長度。如果可穿戴帶足夠長(例如在胸帶的情況下)，可以將標(biāo)簽安置在單個排或者單個排的一部分中，允許帶具有等于標(biāo)簽寬度的最小寬度。

形成可穿戴帶的各層可以被選擇為具有不同長度。在圖7的示例中，用于標(biāo)簽的支撐襯底的長度可以限定踝帶的最小直徑。間隔物層可以被選擇為比支撐襯底長(長度“d”)。在間隔物層端部處具有長度“d”的區(qū)域703₂可以用于將間隔物的厚度逐漸地減小到厚度“f”?？梢栽陂g隔物另一個端部處的長度“c”的區(qū)域703₁處實現(xiàn)類似的厚度減小。

在實施例中，長度“c”和“d”的傾斜區(qū)域703_1,2可以用于延長帶的長度。具體地，間隔物兩個端部處的傾斜區(qū)域可以用于在圍繞腳踝使帶附著時通過使這些傾斜區(qū)域重疊以調(diào)節(jié)踝帶的直徑。重疊區(qū)域可以取決于腳踝的直徑。

為了創(chuàng)建固定區(qū)域，頂層的長度可以被選擇為比承載標(biāo)簽的支撐襯底長(長度“b”)。在層壓在一起時，頂層的延長部分可以用于使帶圍繞腳踝固定。至此，頂層的延長部分可以包含用于在圍繞腳踝放置時將頂層固定至頂層另一個端部的粘合劑。在粘合劑上可以存在要在使用之前剝離的保護(hù)層。

在圖7中，間隔物層的兩個端部處的傾斜區(qū)域基本上在相同方向上。在另一個實施例中，如圖8A(其僅描繪了間隔物層)所示可以沿相反方向限定間隔物層804的傾斜區(qū)域802_1,2的斜面。

圖8B示出了替換實施例的具有間隔物的層。在該示例中，利用踝帶的第二端部處的長度g的區(qū)域806可使間隔物層的長度延長。該延長區(qū)域可以設(shè)有用于使帶圍繞腳踝固定的粘合劑。

代替使用粘合劑，建議可以使用任何其它已知固定工具使可穿戴標(biāo)簽組件圍繞身體部分固定。例如Velcro^TM，作為替代，可以使用帶扣和扎帶或者系帶。此外，可以通過例如彈性帶將可穿戴帶的兩個端部接合在一起。此外，還建議無論出于何種原因可以包括另外的層(例如，為帶提供額外強度以防破裂的紡布層)。此外，一個或者多個標(biāo)簽還可以位于可穿戴帶內(nèi)部的不同層中?？纱┐鬟\動計時標(biāo)簽組件和/或包括運動計時標(biāo)簽組件的可穿戴帶可以用于一次性使用或者可以是可一次或者多次重復(fù)使用的。

圖9描繪了UHF標(biāo)簽的微處理器的示意圖。微處理器可以包括模擬前端部分902和數(shù)字控制部分904。一個或者兩個天線可以連接至天線端口906和908。微處理器還可以包括接地端口910?？梢酝ㄟ^接近讀取器的RF信號激活標(biāo)簽。當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入讀取器的RF場時，電源管理塊912將感應(yīng)的電磁場轉(zhuǎn)換為向芯片供電的DC電壓。為了轉(zhuǎn)移靜電放電(ESD)能量，當(dāng)輸入兩端存在高電壓時，ESD保護(hù)塊914使來自正源和負(fù)源的電荷分流，從而保護(hù)芯片免受損壞。

調(diào)制器/解調(diào)器916對來自讀取器的信號進(jìn)行解調(diào)?？梢允褂貌煌囊阎{(diào)制格式，諸如DSB-ASK、SSB-ASK或者PR-ASK?？梢酝ㄟ^使標(biāo)簽的(一個或者多個)天線的反射系數(shù)在反射狀態(tài)與吸收狀態(tài)之間切換使標(biāo)簽通過反向散射入射RF波形與讀取器進(jìn)行通信。反向散射的數(shù)據(jù)被典型地編碼為FM0或者M(jìn)iller副載波調(diào)制。讀取器可以向微處理器指示編碼類型和數(shù)據(jù)速率，這由振蕩器918控制。數(shù)字控制部分中的標(biāo)簽控制器塊920包括實施命令序列的有限狀態(tài)機邏輯。

存儲器塊922可以用于存儲信息。在實施例中，存儲器塊可以包括用于存儲高達(dá)96位數(shù)據(jù)的可編程電子產(chǎn)品代碼(EPC)存儲器部分924。在實施例中，EPC可以用于存儲可以用于將標(biāo)簽鏈接至穿戴標(biāo)簽組件的運動員的標(biāo)簽標(biāo)識符。在實施例中，標(biāo)簽組件中的標(biāo)簽的EPC可以包括相同的標(biāo)簽標(biāo)識符。在另一個實施例中，存儲器塊可以包括保留存儲器部分，其包括用于重置存儲器的關(guān)閉和訪問密碼以及用于對存儲器進(jìn)行編程的訪問控制裝置。在又另一個實施例中，存儲器塊可以包括用于存儲標(biāo)簽標(biāo)識符(TID)的保留存儲器部分926(例如ROM)。當(dāng)激活時，標(biāo)簽可以在經(jīng)調(diào)制的反向散射信號中將EPC和/或TID傳輸?shù)絉FID讀取器。

讀取器可以被配置為使EPC和/或TID的接收與時鐘時間(例如時間戳)相關(guān)聯(lián)以及將EPC和/或TID鏈接至運動員?？梢曰隗w育賽事中的運動員完成賽程花費的時間對他們進(jìn)行排名。具有大量參與者的賽事通常使用RFID系統(tǒng)標(biāo)識參與者。RFID系統(tǒng)還可以用于隨著參與者前進(jìn)通過跑道在某些位置處跟蹤參與者。運動時間標(biāo)簽組件中的標(biāo)簽可以與一個或者多個RFID讀取器結(jié)合使用以用于參與者的自動時間和/或位置記錄。典型地，運動時間標(biāo)簽組件中的標(biāo)簽可以與參與者的姓名和/或地址相關(guān)聯(lián)(使用標(biāo)簽的EPC和/或TID)。

標(biāo)簽讀取器典型地不對單個可穿戴運動計時標(biāo)簽組件中的不同標(biāo)簽以及不同可穿戴運動計時標(biāo)簽組件中的標(biāo)簽進(jìn)行區(qū)分?？梢允褂靡阎猂FID通信和沖突協(xié)議與標(biāo)簽進(jìn)行通信而與其位置(即，在單個標(biāo)簽組件內(nèi)或者在不同標(biāo)簽組件中)無關(guān)。類似于僅具有當(dāng)經(jīng)過檢測天線時可能多次讀取的一個標(biāo)簽的已知可穿戴帶，標(biāo)簽組件中的一個或者多個標(biāo)簽可以在經(jīng)過檢測天線時一次或者多次被讀取。

圖10示意性地圖示了可以用于在體育賽事開始之前將參與者的比賽號碼編程到運動計時標(biāo)簽組件的每個標(biāo)簽的存儲器(例如，EPC存儲器部分)中的RFID系統(tǒng)的操作。標(biāo)簽組件1006和RFID讀取器1002可以類似于如參考圖1A和圖1B描述的RFID讀取器。比賽號碼典型地用于在體育賽事期間唯一地標(biāo)識參與者或者運動員。可以用相同的唯一比賽號碼對可穿戴帶中的所有標(biāo)簽1008_1-3進(jìn)行編程，從而將單個比賽號碼分配至標(biāo)簽組件。在該情況下，在比賽期間由檢測天線讀取標(biāo)簽組件的哪個標(biāo)簽或者哪些標(biāo)簽都無所謂。在這些情況中的任何一個中，讀取操作的結(jié)果都將是比賽標(biāo)識符。

替換地，可以用不同比賽號碼或者不同數(shù)據(jù)對標(biāo)簽組件中的一個或者多個標(biāo)簽進(jìn)行編程，從而將多個比賽號碼或者多個數(shù)據(jù)值分配至標(biāo)簽組件。在該情況下，在讀取標(biāo)簽組件的標(biāo)簽之后可能需要進(jìn)行后處理以使所讀取的比賽號碼或者數(shù)據(jù)與例如參與者的單一身份匹配。

可以在一個或者多個編程操作中對標(biāo)簽組件中的標(biāo)簽進(jìn)行編程。在要用相同比賽號碼(或者其它數(shù)據(jù))對所有標(biāo)簽進(jìn)行編程的情況下，RFID讀取器可以從存儲裝置1004獲得需要寫入到標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。接著，可以將單個編程消息(包括數(shù)據(jù))(無線地)傳輸?shù)椒秶鷥?nèi)的所有標(biāo)簽，使得數(shù)據(jù)被編程在標(biāo)簽組件的多個標(biāo)簽的EPC存儲器中。

在要用不同比賽號碼或者不同數(shù)據(jù)對標(biāo)簽進(jìn)行編程的情況下，RFID讀取器可以從存儲裝置獲得需要寫入到標(biāo)簽的存儲器中的數(shù)據(jù)。用于從標(biāo)簽的ROM獲得標(biāo)簽標(biāo)識符的命令被(無線地)傳輸?shù)椒秶鷥?nèi)的所有標(biāo)簽，使得標(biāo)簽將它們的ROM標(biāo)識符反向散射到RFID讀取器。接著，編程消息(包括數(shù)據(jù)和標(biāo)簽標(biāo)識符)可以被(無線地)傳輸?shù)椒秶鷥?nèi)的標(biāo)簽。這樣，數(shù)據(jù)被編程在存儲器中，優(yōu)選為在標(biāo)簽組件的標(biāo)簽的EPC中。在編程之后，可以再次讀取標(biāo)簽以驗證存儲器的編程。存儲裝置1004或者通信地連接至RFID讀取器的另一個存儲裝置可以用于存儲從運動計時標(biāo)簽組件接收到的數(shù)據(jù)。

圖11表示運動計時標(biāo)簽組件中的標(biāo)簽的編程設(shè)備(諸如RFID讀取器)的編程操作的流程圖。在該示例中，標(biāo)簽接收相同數(shù)據(jù)，例如參與者的比賽號碼。在第一步驟1102中，編程設(shè)備可以向標(biāo)簽發(fā)送包括命令的信號以用于讀取例如基于ROM的標(biāo)簽標(biāo)識符存儲器。標(biāo)簽由來自編程設(shè)備的信號供電和激活并且每個標(biāo)簽可以通過將它們的標(biāo)簽標(biāo)識符傳輸?shù)骄幊淘O(shè)備進(jìn)行響應(yīng)(步驟1104)。

接著，包括編程命令的信號被傳輸?shù)綐?biāo)簽(步驟1106)。編程命令可以限定為使得僅目標(biāo)標(biāo)簽執(zhí)行命令。至此，標(biāo)簽標(biāo)識符可以包括編程命令中，其與具有它自己的標(biāo)簽標(biāo)識符的標(biāo)簽匹配。當(dāng)執(zhí)行編程命令時，可以用可以指示比賽號碼的數(shù)據(jù)寫入存儲器(例如，EPC存儲器部分)(步驟1108)。接著，可以在步驟1110中驗證編程操作。驗證可以包括好像在體育賽事期間的使用中一樣讀取運動計時標(biāo)簽組件。編程設(shè)備可以向標(biāo)簽組件發(fā)送信號以向標(biāo)簽組件的標(biāo)簽供電并且激活它們以及從EPC存儲器讀取數(shù)據(jù)。連同來自EPC存儲器的數(shù)據(jù)一起，可以獲得標(biāo)簽標(biāo)識符。編程設(shè)備隨后驗證所接收的每個標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，其中標(biāo)簽可以由標(biāo)簽標(biāo)識符標(biāo)識。至此，將所接收的數(shù)據(jù)與先前傳輸?shù)綐?biāo)簽用于對標(biāo)簽進(jìn)行編程的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

代替比賽號碼，可以將任何其它數(shù)據(jù)編程到標(biāo)簽中。典型地，編程到標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)與運動計時標(biāo)簽組件或者可穿戴帶的穿戴者相關(guān)并且用于直接地或者在對讀取器中接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理之后標(biāo)識參與者。

本發(fā)明的一個實施例可以實現(xiàn)為與計算機系統(tǒng)一起使用的程序產(chǎn)品。程序產(chǎn)品的(一個或者多個)程序限定實施例的功能(包括此處描述的方法)并且可以包括在各種計算機可讀存儲介質(zhì)上。例示性計算機可讀存儲介質(zhì)包括，但不限于：(i)信息永久存儲在其上的不可寫存儲介質(zhì)(例如，計算機內(nèi)的只讀存儲器設(shè)備，諸如可由CD-ROM驅(qū)動器讀取的CD-ROM磁盤、ROM芯片或者任何類型的固態(tài)非易失性半導(dǎo)體存儲器)；以及(ii)存儲可更改信息在其上的可寫存儲介質(zhì)(例如，軟磁盤驅(qū)動器或者硬盤驅(qū)動器內(nèi)的軟盤或者任何類型的固態(tài)隨機存取半導(dǎo)體存儲器或者閃速存儲器)。另外，本發(fā)明不限于上面描述的實施例，可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)改變上面描述的實施例。