1 前言

北京在奧運會門票史上首次采用了芯片嵌入技術，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的一部分，這項技術的全稱為射頻識別技術，英文為 Radio Frequency Identification，RFID是它的縮寫。一套完整的RFID系統是由讀寫器（Reader）、電子標簽 （TAG）和應用軟件系統三個部分組成，是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。

RFID 無線射頻識別系統被視為本世紀最重要的十大技術之一，雖然此技術存在已久，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技術原理的介紹，分析其在體育領域的運用現狀和開發前景，引起國內體育學界對這項技術的認識和進一步研究運用的開展。

2 RFID技術系統組成及工作原理

2．1 RFID技術系統組成

2．1．1 電子標簽

電子標簽是RFID系統的真正的載體，標簽相當于條形碼技術中的條形碼符號，用來存儲需要識別和傳輸的信息，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據信息，標簽天線具有接收和傳輸標簽信息。依據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寫入標簽信息的設備。它可以單獨完成數據的讀寫、顯示和處理等功能，也可以與計算機或其他系統進行聯合，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、以太網接El等），以便將獲得的數據傳給應用系統或從應用系統接收命令。

2．1．3 數據管理系統

數據管理系統主要完成數據信息的存儲、管理、分析以及對電子標簽進行讀寫控制。數據管理系統可以是各種大小不一的數據庫或供應鏈系統。

2．2 RFID技術系統工作原理

2．2．1 RFID技術系統數據傳遞的原理

電子標簽與閱讀器之間通過耦合元件實現射頻信號的空間（無接觸）耦合。在耦合通道內，根據時序關系，實現能量的傳遞和數據的交換。發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耦合，依據的是電磁感應定律，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，識別作用距離小于一米，奧運會的門票識別系統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，依據的是電磁波的空間傳播規律，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，識別作用距離大于一米，中國一家公司已經按照美國的訂單生產了一種內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 技術系統基本工作流程

讀寫器通過發射天線發送出一定頻率的射頻信號，當附著標簽的目標對象進入發射天線工作區域時會產生感應電流，電子標簽憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息，或者主動發送某一頻率的信號，讀寫器對接收天線接收到電子標簽發送來的載波信號進行解調和解碼后，送到數據管理系統進行相關的處理。數據管理系統根據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技術在體育領域的運用現狀

3．1 RFID技術在門票系統中的應用

2006年德國世界杯是RFID技術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。中國在2005年的上海網球大師杯已經運用了這項技術。 RFID技術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生。RFID技術門票的運用還有效預防假票、“黃牛黨”倒票現象的發生，并能提高檢票的速度。

3．2 RFID技術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研制出一套應用于足球比賽的RFID技術系統。這套系統在足球內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術運用情況提供有力技術支持。

3．3 RFID技術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，汁時效率大幅提高，在2000年 6月的Broloppet半程馬拉松比賽中，創紀錄的對79，837名參賽者進行了計時。RFID技術在摩托車場地賽、自行車場地賽等競速比賽中得到了廣泛運用。

4 RFID技術在體育領域中的運用前景

4．1 RFID技術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，仍會出現人為誤差。如果運用RFID技術，在鉛球、標槍等投擲器械中內置電子標簽，由讀寫系統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，可以準確快速地測定大數量參賽運動員的比賽成績。

4．2 RFID技術在球類比賽中的運用

雖然RFID技術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難題。在網球比賽中運用的鷹眼系統已經逐步受到觀眾的接受和認可，對傳統的裁判系統提出了新的挑戰，也給體育觀眾帶來全新的欣賞體驗。鷹眼系統是通過在場上設置多部高速攝像機捕捉網球的飛行軌跡來實現其飛行線路和落點的模擬。如果在網球及排球等球體內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，實現對球的落點的準確判斷，提高裁判執法的準確性，也有助于教練員對自己球隊和對手的戰術進行深度分析。

5 結束語

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代科技，使其部分地擔當裁判角色，雖然會使現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疑，從體育倫理的角度來說，也許與傳統有一定的差異。但鷹眼系統在網球比賽中的運用從技術層面上來講是成功的，一套鷹眼系統需耗資幾百萬美元，而射頻識別技術操作成本相對較低，應該成為體育科技研究應用的一個重要發展方向。