本课题将RFID(Radio Frequency Identification)技术、信息技术等高新技术与体育竞赛相结合,以RFID技术为核心设计信号接收处理设备,研制了适合于运动场内长距离比赛的自动计圈及计时系统。在比赛中,佩戴上无线感应器的运动员在经过信号接收器时,其感应器发送的ID码被接收器接收,该数据经过数据处理系统记录和处理,从而实现自动计圈和对长距离项目计时的目的。本系统主要运用工程实验的方法进行研究设计。系统设计过程中,首先调研了国际上的比较成熟的相关计时设备及有关标准,拟定了本系统应实现的功能和需要达到的性能指标。接着对RFID技术原理进行了较为深入的研究,选择了TI公司的低频RFID模块产品作为本系统的核心部件。然后,主要运用工程实验的手段,对射频天线的设计进行了研究分析,对影响天线性能的各种因素进行了分析和实验,在此基础上设计了多个适用于运动比赛计时、与TI低频RFID射频模块相配套的天线。随后,通过大量的实验尝试及深入的分析研究,设计出了适用于本系统的RFID天线阵列,该天线阵列采用特殊的组合形式,能够在有效地覆盖了一定跑道面积的同时,成功地解决了RFID的防碰撞难题;同时,通过天线的合理布置,解决了多个天线之间电磁场偶合所造成的“镜像阅读”现象。为达到快速有效的检测,经过三种通信控制方案的设计实验和比较,最终采用自行设计的通信控制器可靠地实现了本系统所需要的高重复速率的数据采集。最后,设计完善了界面友好、功能完整且操作简洁的主机软件,该软件完整的实现了运动员信息管理和比赛过程中数据采集处理两大功能。在成功构建系统的基础上,我们对系统进行了多种条件下的性能测试,通过综合实验,证明本系统的主要性能基本达到国际成熟设备的水平,完全能够胜任运动场内各种中长跑田径比赛的计圈计时,并可在扩展后用于马拉松等运动员密度更大的比赛。