SportIduino — система электронной отметки на Arduino для спортивного ориентирования



Выбраться на природу всегда замечательно, но с картой в руках и с осознанной целью всегда интересней. Существуют такие виды активного отдыха, как ориентирование, рогейны, мультигонки, участвуя в которых можно хорошо провести время. Задача ориентировщика заключается в том, чтобы за минимальное время посетить обозначенные на карте контрольные пункты (КП). Для того, чтобы доказать факт их посещения, используются как т.н. «традиционные» системы отметки: цветные карандаши, кодовые символы, компостеры и т.д., так и электронные системы. Несмотря на удобство последних, в любительских соревнованиях по-прежнему широко используются традиционные способы. Связано это со стоимостью оборудования (от 3500 рублей за станцию отметки и от 450 рублей за один чип), с возможностью кражи станций, установленных в общедоступных местах, необходимостью брать залог за чип. Поэтому я поставил себе цель создать более доступную альтернативу. Ниже описана её реализация в среде Arduino.

Система электронной отметки, обычно, состоит из RFID-чипов и станций — специальных устройств их записи-считывания. Работает система следующим образом. На старте спортсмен-ориентировщик получает чип, берёт карту и стартует. Подбегая к КП, он прикладывает свой чип к станции отметки, она производит запись текущего времени на чип и подаёт сигнал, после чего спортсмен может продолжить путь. На финише, спортсмен сдаёт чип судье, который производит считывание информации с помощью станции сопряжения и оглашает результат спортсмену — его время на дистанции, число посещенных кп, соблюдение заданного направления. Также он может распечатать сплиты – временные отрезки, затраченные на путь между КП, что позволяет спортсмену проанализировать свой путь и сравнить себя с другими на том или ином отрезке дистанции.

Для работы с RFID чипами есть широкодоступный модуль RFID-RC522, для которого имеется отличная библиотека для ардуино, во многом этот факт и определил его использование. Модуль работает на частоте 13.56 МГц и поддерживает стандарт ISO 14443, работает с различными чипами, считывание и запись происходит с расстояния нескольких сантиметров, что хорошо подходит для наших целей.



Чипы

Для создания системы отметки я использовал чип Mifare Classic 1K (S50) из-за его широкой доступности в различных исполнениях и дешевизны (11 рублей за чип в виде брелка). Чип позволяет считывать и записывать информацию быстро и надежно. Память чипа разделена структурно на 16 секторов, в каждом из которых содержится по 4 блока по 16 байтов. 4-ый блок каждого сектора содержит ключи, с помощью которых возможна запись/чтение блоков в секторе. Кроме того, в нулевом секторе, нулевом блоке содержится UID и информация о производителе. Таким образом, для записи остаётся по 3 блока из 16 байтов в секторах с 1-го по 15-ый и два блока в 0-ом секторе. Структура записи представлена ниже в таблице, все данные записываются в трехкратной повторности для надёжности.



Данная система записи позволяет записывать в память 45 отметок, включая старт и финиш, для большинства соревнований этого вполне достаточно. Но если оптимизировать использование памяти и заложить несколько большее время на отметку, емкость можно существенно увеличить.



Станции отметки

Схема и монтаж

Основные компоненты станций отметки: микроконтроллер — Atmega328p-au, RFID-модуль RC522, часы DS3231. Питание от 3х батареек АА через линейный стабилизатор MCP1700T-33.



Монтаж компонентов я производил на печатной плате, все компоненты SMD, с платой RFID соединение осуществлял спайкой через штырьковый разъем. Платы изготавливал с помощью фоторезиста, дорожки 0.5 мм. Пока оттачивал метод наделал довольно много брака, наверное, целесообразнее сделать гербер-файлы и заказывать их изготовление на стороне, благо это не сильно дорого.



В качестве корпуса использую доступный g1020BF. В коробке для светодиода просверливал дырку и срезал лишний пластик, чтобы влез батарейный отсек. Отверстие для светодиода обрабатывал эпоксидкой, затем вставлял спаянную плату. После затвердевания эпоксидки, вливал 30 миллилитров компаунда ПК-68, этого как раз хватало, чтобы покрыть плату. В батарейный отсек вставлял батарейки и всё промазывал смазкой для гидроизоляции. После закручивания крышки станция готова для использования.



Стоимость компонентов станции и материалов для её изготовления составляет порядка 500 рублей. На изготовление и настройку одной станции у меня уходит около 1.5 часа чистого времени.

Прошивка станции

Во время работы станции возможны разного рода сбои, необходимо было реализовать работу watchdog, поэтому нужно использовать совместимый Bootloader, чтобы он корректно работал. Хороший вариант бутлоадера для Atmega328p и инструкции по его установке находятся здесь. Ещё следует изменить стандартную библиотеку wire на неблокирующую, чтобы станция продолжала работу при поломке линии i2c, а не уходила в бесконечный цикл. Загрузку бутлоадера я осуществлял с помощью другой ардуино через прошивку Arduino as isp, подключал контакты SPI через штырьки, ведущие к RFID модулю, которые после удачной загрузки откусывал. После чего устанавливал основную прошивку.

С основной прошивкой станция при подносе чипа считывает блок информации, из которой узнает номера последнего записанного блока и станции, на которой произошла отметка. Если номер станции отличается, то происходит обновление блока информации и запись в следующий свободный блок номера станции и текущего времени. Время и номер станции можно корректировать с помощью специальных чипов и станции сопряжения.

Питание

Один из важнейших вопросов, который стоило решить — как максимально продлить время службы станций от комплекта батареек. Особенно критично это для туристического ориентирования, когда бывает, что станции устанавливают задолго до соревнований и необходимо, чтобы они гарантированно функционировали больше месяца.

Чтобы уменьшить потребление используются режимы сна для контроллера, а также для RC522. В режиме сна станция потребляет всего 0.02 мА против 20 мА во время работы. Чтобы более экономно расходовать энергию, реализовано три режима работы станции с разными временными интервалами сна.

По умолчанию, станция запускается в режиме ожидания. При этом поиск чипа происходит раз в cекунду, объема батарей хватает на 160 дней. При подносе чипа (это делает судья-постановщик или первый прибежавший в пункт спортсмен) станция переходит в рабочий режим. В рабочем режиме реализован поиск чипа каждые 250 мс. Новых батарей хватит на 45 дней непрерывной работы. После 6 часов бездействия станция возвращается обратно в режим ожидания.

При подносе мастер–чипа сна (специального судейского чипа с настройками станции) станция переходит в режим хранения (поиск чипа раз в 25 секунд), пикает 3 раза и перезагружается. Новых батарей в таком режиме хватит на 5 лет. При подносе любого чипа станция переходит в режим ожидания, при этом происходит измерение оставшегося заряда батареи. Если напряжение упало ниже 3.1В, что свидетельствует о том, что осталось порядка 15% заряда, станция об этом сигнализирует.

Станция сопряжения и обработка данных

Для работы с чипами и станциями отметки предусмотрена станция сопряжения. С помощью станции сопряжения можно устанавливать и корректировать время и номера станций, с помощью специальных мастер-чипов. Также станция сопряжения производит предстартовую очистку и проверку чипов, заносит в них первоначальную информацию и индивидуальный номер. Ну и, конечно, считывает чипы и получает результаты.

К схеме я ещё дополнительно добавил SD-модуль для записи сплитов и модуль Bluetooth, чтобы можно было станцию подключать к телефону или к компьютеру для приема или передачи данных.



Пока схема и прошивка ещё не достаточно оптимизирована и реализована пока из модулей, на коленке. В дальнейшем планируется доработать для более удобного использования.



На данный момент обработка данных осуществляется полуручным способом путём сортировки получаемых CSV файлов. Система очень гибкая и её можно легко настроить под любые соревнования, реализовать предобработку данных в станции сопряжения удобным в разных случаях способом. На будущее есть планы написать ПО для автоматизации обработки данных.

Заключение

Я — новичок в области программирования и разработки электронных устройств и занимаюсь этим меньше года. Поэтому код и схемотехнические решения, вполне возможно, далеки от оптимальных или вовсе неверны. Буду весьма рад критике, весь проект свободно доступен на гитхабе.

Также хочу выразить благодарность тем, кто уже помог советами и заинтересовался разработкой.

Similar posts

AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

More
Ads

Comments 58

    0
    А был ли смысл делать все это «в железе»? Не проще ли развешивать NFC-метки и ставить на смартфоны участникам клиент-серверное приложение? Клиенты фиксируют номер метки и время, сервер собирает результаты и выдает судьям в красивом виде?
    Или есть какая-то хитрая специфика?
      +3
      Грязб, Дождь, Отсутствие интернета, Телефонов с NFC
        0
        Интернет не нужен вовсе, достаточно на финише Wi-Fi-локалку сделать. Чехлов сейчас тоже уйма. Проблема разве что в телефонах с NFC, но их процент неумолимо растет. При этом метка стоит копейки и можно написать любой сценарий игры, не нагружая судей.
        +3
        И бегать по лесу длинные ориентирования (на несколько дней, например) с мобильниками и внушительными комплектами повербанков?
        Да еще и мобильник покупать для соревнований, если в твоем нет NFC?
          0
          Для меня главной проблемой был бы дождь.
          Иногда, во время соревнований, хочется достать телефон и сделать интересный кадр, но под дождем это проблема. Мокрые руки и капли на экране сводят тачскрин с ума. Если бы это нужно было проделывать на каждом КП, то это было бы совсем плохо.

          Да и само расположение КП может быть очень неудобным для использования телефона.
          Например такое, на бревнышке
          image


            +1
            В моей юности одно КП было в центре болотистого озера расположенного на острове. В основном все тащили байдарку по острову и плыли к КП, мы же бросили байдарку на берегу острова и вплавь добрались к КП, на весу рисуя полимерным карандашём, но пока плавали с карточки стёрлись метки с других КП. Ну и в том же духе всю дистанцию, по порогу вверх заплыть умудрились, по камышам пару километров прошли, пришли первыми, с сильным отрывом, но несколько меток нам не засчитали. Второе место.
            Устройство должно гарантированно сохранять информацию даже в экстремальных условиях.
            +1
            Бегать со смартом, особенно новомодным порядка 5" — это шикарная идея. Болтающаяся в кармане гиря, которую ещё доставать нужно. Это не говоря о погоде, проблемах с интернетом, потных пальцах. И не говоря о том, что бывает не только беговое, а ещё и велоориентирование.

            Даже этот брелок из статьи не очень удобен. Настоящие спортивные чипы выглядят как маленький цилиндрик, который цепляется резинкой на палец, оставляя руки полностью свободными, а отметиться на КП можно мгновенно.
              +1
              От 50 рублей на али.
              image
              Хоть на грудь, хоть через плечо, хоть на пояс. Про интернет уже сказано выше — он не нужен. 150 грамм — далеко не гиря.
              Да, это не настоящий спортивный инвентарь™, но уходит проблема воровства баз, ограничения количества чекпойнтов. Да и банально не нужно ходить и собирать базы, метки можно оставлять на весь сезон.
                +1
                Да нормальная, нормальная идея про телефон. Со своими плюсами. Вполне подходящая для некоторых видов соревнований. Если бы были более-менее универсальные приложения и судейские системы, то она бы точно нашла применение. Например в разных городских играх, семейных парковых забегах, в соревнованиях с невысоким темпом и с не очень экстремальными условиями.

                Но именно в спортивной гонке, в сложном или длительном ориентировании, он будет неудобен. Бегуну или велосипедисту телефон придется нести в рюкзаке или в поясной сумке и каждый раз доставать его подбегая к КП. Если еще и в экран тыкаться надо — то вообще труба. Лишние секунды проведенные на КП ужасно напрягают, особенно когда скапливается очередь к станции. А десятки секунд несколько раз стоили мне призового места.

                  +1
                  Кстати, если уж мы заговорили про городские и парковые игры, то NFC метку на КП можно просто заменить QR кодом. Камеры то есть во всех смартфонах. Тогда участник в спокойном темпе фоткает метку и идет дальше. Проблема нарушения правил при передаче кодов КП от одного игрока к другому в таких играх стоит, наверное, менее остро, чем в спортивных соревнованиях.
                  0
                  Предлагаю проверить на практике — энергично побегать с этой штукой на груди или через плечо и засечь время, через которое её захочется выкинуть.
                    0
                    Кто ж вам мешает? Не забудьте купить кроссовки, предназначенные для бега по пересеченной местности, озадачиться правильной диетой накануне теста и обязательно оденьте налобную повязку.
                    Ваше претензия ровно того же уровня.
                    P.S.: Мой телефон весит чуть более 100 грамм, у него есть влагозащитный чехол и он ничуть мне не мешает — ни бегать, ни кататься на велосипеде. Но вы, конечно, сумеете придумать какой-то чрезвычайно редкий юзкейс, когда он может помешать.
                      0
                      Таки да, может вы удивитесь, но кроссовки спидкросы лучше чем тапки абибас, мембранная одежда лучше городского спортивного костюма, изотоник лучше чем вода, гели лучше чем бутерброды, налобная повязка — не знаю, не пользовался.

                      Тут привели много причин неудобности телефона и примеры мероприятий, где он был бы к месту. Ваш стёб «ровно того же уровня», что смеяться над автогонщиками, что они смешной шлем носят, хотя лично вам он при езде по городу (!) он ни разу не пригодился.

                      Сгоняйте разок на рогейн, там интересно.
                        0

                        Гиря. 100 грамм. Это вам подтвердит любой из первой сотни победителей.
                        PS сам я тоже в первой сотне, иногда в полтиннике. Мой телефон c Ali, "AIEK M5", Двадцать Восемь Грамм. Измерял.

                0
                Делал как-то задание для игры по типу «чек поинт».
                В здании в рандомных местах (и этажах) были развешаны пронумерованные NFC метки. Внутри метки прописан её ид и время, которое она (метка) даёт. Для андроида была написана программка, которая выдавала код для прохождения задания лишь в том случае, если участник прошёлся по всем меткам подряд. Аппликачка же отсчитывала обратный отсчёт времени, если время истекло и не были пройдены все метки, то нужно было начинать сначала с первой. Плюсом оказалось то, что было бы не жалко, если бы кто-то до игры снял/украл/повредил нфц метки.
                  0
                  Во, для игр такая система, наверно, подходит лучше.
                  И как прошла игра? Были ли какие просчеты именно в связи с использованием смартфонов? Ну несовместимость приложения с телефоном, или еще что. Понравилось ли участникам?
                    0
                    Технически всё сработало (лишь один аппарат не захотел считывать метки).
                    В связи с тем, что игра носит характер «хардкор», то командам приходилось передавать телефон из одного помещения в другое через узкие проёмы, спускать его по верёвке (кто-то просто скидывал) с одного этажа на другой и, конечно же, много бегать т.к. время уходило очень быстро. Так как время на выполнение было ограниченно, то полностью прошли задание только 2 команды, это очень плохой показатель, казалось бы — но, нет, ведь главное было получить фан нам- организаторам :)

                    Ещё один положительный момент метки: можно на месте определить как быстро можно добраться до следующй и исходя из этого вписать в неё разумное время, которое она должна накинуть
                      0
                      Как участник говорю — побольше бы таких заданий. Хотя иногда проблемы именно с телефонами. Когда на команду 1 телефон с НФЦ и именно у него в нужный момент садится баттарея.
                      З.Ы. Это случаем не в Эстонии проходило?
                        0
                        Именно там ;)
                  +1
                  В спорториентировании на отметку отводятся доли секунды. Чип закреплен на руке, и отмечаясь спортсмен уже мысленно просчитывает и бежит маршрут к следующему КП. Доставать а потом засовывать куда-то в карман этот смартфон просто нету ни времени ни умственных и психологических ресурсов. Нужно учитывать, что когда бегут на результат мозг у спортсмена работает на все предоставляемые организмом ресурсы, а их очень мало учитывая темп движения. Спорториентирование чем то похоже на биатлон, т.е. выкладываемся физически на полную, но при этом нужно иметь дополнительные ресурсы, только не на точный выстрел, а на работу по анализу карты, окружающей местности, привязку к местности, показания компаса, разработку наиболее быстрого маршрута. В этой ситуации мысли о смартфоне. как его достать и засунуть обратно, как не угробить ударом о дерево, совсем не к месту.
                  В мультигонках темп конечно намного ниже. Но число факторов неблагоприятно сказывающихся на здоровье смартфона намного выше. Его можно утопить, разбить, потерять, у него может сесть батарея и т.д. Кроме того в мультигонках организм чаще всего работает на пределах выносливости, в том числе и голова, и загружать ее мыслями о сохранности смартфона совсем не хочется.

                  PS А самое главное, дайте хоть в лесу отдахнуть от всяких смарт и других фонов :-)

                    0
                    Идея хорошая и отработанная, но должно быть всё наоборот :-) Развешиваем метки, а бегаем со считывателями.
                    1. метки не жалко потерять, не боятся воды/грязи, не требуют питания.
                    2. Считыватели у команды — не потеряются, не утащят.
                    3. Не нужно городить сеть/синхронизацию/согласователи и т.п.

                    Каждой команде выдаётся считыватель. Старт можно делать радио-командой на старт таймера. Финиш так же можно активной меткой.
                    Фиксация результатов — подключаем к компу, сливаем данные таймер-метка. Строится трек.
                    В дальнейшем можно в считыватель улучшать — GPS трек, радиосвязь и т.д.
                      0
                      Идея вполне здравая и подобная система отметки уже существует, правда на домофонных ключах, которые в сырости не совсем хорошо работают, — ibutton

                      Основную проблему я вижу в необходимости большого числа считывателей для участников. То есть, на средний старт штук 200-300, а это уже вполне серьезные затраты для организаторов. А если участник сойдет где-то далеко от старта, то нужно как-то возвращать считыватель.
                        0
                        А для крупных мероприятий соотношение станций и чипов получается такое:
                        ММБ — 1200 команд, около 2500 человек, 50 КП.
                        Bikeoffroad — 650 команд, около 1000 человек, 50 КП.

                        Так что носимые считыватели должны быть ну очень дешевыми.
                        Хотя, почему бы и нет.
                          0
                          Ну да, в таких случаях дешевле считыватели развесить :-)
                          На контроле территорий обычно наоборот — штук 100-500 КП и десяток обходчиков…

                          С другой стороны, партию в 1-2 тыс. штук уже на производстве можно заказать и выйдет по цене как 100 самодельных. ;-)
                        +1
                        Это ж у вас с ММБ, вроде, карта =)
                          0
                          Да, с прошлой осени, принимал участие в её отрисовке. Да и в принципе, вся это идея зародилась на фоне ММБ, где до сих пор используются компостеры. Может быть, моя система будет использована и там когда-нибудь.
                            0
                            Крайне маловероятно… Там очень много нюансов появляется.

                            Два самых больших — проблема заряда станций (они их там бывает за две, а то и три недели развешивают) и необходимое количество меток. Ну и куча побочных.

                            Всё возможно, конечно, но явно не на этих метках и не на этой схемотехнике.
                              0
                              Заряда станций в рабочем режиме хватит на 5 месяцев, можно смело вешать за месяц. А стоимость 1000 чипов (ограничение на число команд) составляет 10000р, что не так много на фоне общего бюджета соревнований.

                              А чем эта схемотехника и метка плоха?

                              Да, остаётся довольно много нюансов, с которыми, я надеюсь, справлюсь. И этой осенью, вероятно, удастся опробовать систему на ммб-подобном соревновании — Московском лайте
                                0
                                Заряда станций в рабочем режиме хватит на 5 месяцев

                                Как-то сомнительно.

                                10000р, что не так много на фоне общего бюджета соревнований.

                                У ММБ «бюджета» нет вообще, если что, они всё что собирают — деньги на печать карт, остальное делают добровольцы. Я пробовал примерно считать, по всякому получается, что там есть что и остаётся, копейки получаются. Эти 10к в любом случае придётся кому-то из своего кармана оплачивать. Плюс, посмотрите статистику, из всех команд ВСЕГДА не доходит треть. Они никуда чипы возвращать не будут, а это значит что 3к на каждые соревнования вообще придётся просто выкинуть.

                                А чем эта схемотехника и метка плоха?

                                Долгий и дискуссионный вопрос. Схемотехника плоха, в первую очередь, тем, что это — Arduino+шилд, т.е. она априори будет дороже чем разработанная под конкретную цель плата. В остальном косяки концепции. Это мы обсуждали долго и нудно с одним из ведущих организаторов рогейнов в Москве. Будущее за другими метками, проблема в том, что по ним крайне мало информации кроме самого стандарта и нужно делать систему полностью с нуля, а это целая эпопея.
                                  0
                                  Одна из станций на данный момент работает более 2 месяцев, и судя по напряжению на батареях, их как раз хватит на 5 месяцев.

                                  Про ММБ я наслышан не со стороны. Осенью я входил в число постановщиков и знаю про всю кухню изнутри. Бюджет ммб порядка 300К, из них большая часть уходит на карты, ещё часть на логистику. Дополнительные 3К из этого вполне можно найти. В конце концов, просто перед ммб насобирать пожертвований, на фонарики этой весной вот насобирали и бОльшую сумму.
                                  Организаторы в курсе моих разработок и, в общем-то, не против внедрения, но понятно, что чего-нибудь проверенного.

                                  Схемотехника плоха, в первую очередь, тем, что это — Arduino+шилд


                                  это не совсем ардуино+шилд всё-таки. Основная схема выполнена таки отдельной платой, модуль RC522 припаивается. Но, только отдельный чип RC522, если не покупать уж совсем оптом, стоит столько же как весь модуль, плюс он в формате QFN и обычным паяльником его уже не просто паять.

                                  В остальном косяки концепции.


                                  С этим спорить не буду. Лично мне нравится Si-air. Но на любительском уровне сделать что-то подобное будет уже посложней

                                    0
                                    Схемотехника плоха, в первую очередь, тем, что это — Arduino+шилд, т.е. она априори будет дороже чем разработанная под конкретную цель плата.

                                    Ой ли?
                                    Точнее, на серии какого объема?
                                      0
                                      Интересно, что за метки, за которыми будущее? Можно поподробнее.
                                        +1
                                        EPC Gen2, например
                                          0
                                          Понятно, метки диапазона UHF (860—960 МГц).
                                            0
                                            Да, хорошие технологии, жаль, что пока их использование оправдано больше для циклических видов спортов, когда станций нужно малое количество. Поискал доступные чипы для считывателя, пока самый дешевый вариант, что нашёл, стоит под 100 долларов. Но, надеюсь, со временем эта система станет более доступной.
                                +1
                                Я бы немного расширил систему
                                1. Перешел бы на 18650 — у них емкость побольше чем у АА, да и подзаряжать можно
                                2. Память на КТ, чтобы записывала отметившиеся на ней брелки (бэкап данных, да и сильно поможет в случае форсмажора определить на каком этапе потерялся участник)
                                3. Добавил бы нокиевский или oled дисплейчик для таймкодов (текущее время, отставание от предыдущего участника, время между КТ, уровень заряда батареи — чтобы следящие могли вовремя оповестить судей что КТ на издыхании) — это показывается полминуты после регистрации ключа
                                4. можно рассмотреть вариант с маленькой солнечной панелькой как у садовых фонариков — это еще больше продлит жизнь КТ
                                  0
                                  Во время разработки думал над частью Ваших предложений. Но избрал путь максимального упрощения, чтобы изготовление станций было проще и занимало меньшее время, а значит и доступнее для воспроизведения.

                                  1. Собственно начинал проектирование с использованием 18650 в качестве питания. Но затем удалось существенно сократить потребление батарей и от этой идеи я отказался в пользу обычных батареек. Это получилось проще — заряжать их не надо, комплект батареек стоит дешевле. И так при активном использовании станций хватит на год на обычных батарейках. Теперь вот думаю куда бы пристроить 30 аккумуляторов 18650, которые успел купить))
                                  2. Тоже подумывал над этим, даже прикупил несколько чипов флеш-памяти, но пришёл к выводу, что не так уж она и нужна. По крайней мере, случаев когда это понадобиться весьма мало. В той же популярной системе отметки SFR памяти нет и вроде обходятся.
                                  3. Дисплей тоже, пожалуй, усложняет систему не придавая ей каких-то существенно новых возможностей.
                                  4. С солнечной панелькой интересная идея. Так можно, если вставить какой-нибудь маломощный аккумулятор типа нокиевского BL-5C сделать жизнь станции равной времени эксплуатации аккумулятора, таки станция в рабочем режиме потребляет весьма малые токи, и даже небольшая панелька способна их дать в пасмурную погоду. Правда, наверняка это усложнит сборку и увеличит цену, зато вопрос герметизации отпадёт. Подумаю над этим.
                                    0
                                    В 2016 году на Vilnius Challenge организаторы потеряли все результаты на финише. По слухам на финише база вместо отметки очищала чип.
                                    Репутацию частично спасло, что Si базы сохранили отметки. Через несколько дней результаты были большей частью восстановлены. И хотя осадочек остался, вариант потерять все результаты соревнований с тысячей участников куда хуже.
                                    В прошлом году на мультигонках в Беларуси тестировали SFR, Пока большинство не в восторге. По сравнению с Si отметка не такая «четкая», да и не хватает средств для быстрой обработки результата.
                                      0
                                      Да, представляю каково было организаторам тех соревнований. Подумаю ещё над тем как избежать подобной ситуации.
                                      А SFR да, слышал, многим не нравится. Но они вроде тоже совершенствуются, выпустили недавно новые чипы, прошли сертификацию IOF.
                                      0
                                      2 — использовать внутренний или поставить внешний EEPROM?
                                        0
                                        Внутреннего 1 кб, пожалуй, будет маловато. Но если поставить внешний на 32кб, то должно бы и хватить. Схему это, пожалуй, не сильно усложнит. Подумаю над этим вариантом при развитии системы.
                                      0
                                      хорошие, годные предложения! особенно п. 2.
                                      0
                                      Вообще, здорово, что вы просто взяли и сделали. Ну пусть плата страшненькая, герметик висит, зато дешево.
                                      Я когда-то считал, почём будет сделать и подарить систему организаторам одних соревнований. Но я хотел всё красиво, ещё с прицелом поконкурировать с имеющимися системами. Получилось что-то под 120 тысяч за 50 станций. Так и забросил.
                                        0
                                        Спасибо!
                                        Да, если делать всё красиво тогда начинаешь понимать почему коммерческие доступные системы стоят так дорого.
                                        0
                                        А как решаются проблемы с GPS+онлайн картами? В наше время всего этого не было и там реально нужен был навык ориентирования.
                                          0
                                          На большинстве соревнований запрещено его использовать. Но когда карты хорошие, он и не нужен, на бегу дополнительно смотреть в прибор времязатратно. А там где разрешено он не даёт явное преимущество над теми, кто просто хорошо ориентируется, среди победителей того же ММБ есть те, кто его не использовал.
                                          Зато gps не даёт совсем потеряться тем, кто плохо или неуверенно ориентируется. Новичкам проще выбраться в лес, зная что они не заблудятся в случае чего.
                                            0
                                            На спорт ориентировании GPS не нужен, карта-компас-мозг просто быстрее. Лишний же канал информации просто будет сбивать с толку.
                                            На мультигонках он не запрещен, поскольку контролировать использование невозможно. Но новичок с GPS не имеет шансов против хорошего ориентировщика без GPS. Последнему же прибор хорошее подспорье, но не замена бумажной карте.
                                            ЗЫ Впрочем выше все уже сказано.
                                          0
                                          Вы все сделали наоборот.
                                          Надо было по природе развесить пассивные метки, стоимостью 20р/шт в розницу, а участникам раздать активные считыватели, совмещенные, например, с фонариком. Ну или просто коробочки с батарейкой и всеми делами.
                                          Куча проблем решается сразу (исполнение, сохранность, обслуживание итд)

                                          А в конце маршрута сливается отчет о пройденных чекпоинтах

                                          К слову сказать, так работают системы контроля охранного персонала, которому положено регулярно ходить по маршруту, а не спать перед телеком в сторожке
                                            0
                                            Предложенная Вами система хороша когда мало людей и много контрольных пунктов. На соревнованиях, обычно, ситуация противоположная — много людей (200-300 и более) и меньше контрольных пунктов (20-50).
                                            В таком случае носимых электронных устройств нужно значительно больше, да и требования к ним (компактность, вес, удароустойчивость) выше чем к стационарным станциям.
                                            0
                                            У «дешевых» станций SI есть известная проблема ухода часов при разряде батарейки, какой уход часов у вашего решения и как происходит синхронизация станций?

                                            Для хранения результатов в самой БС мне казалось логичным использовать microSD или SD карту, при вставке карат форматируется под FAT32 на ней создаётся единственный TXT файл в который потоком пишутся чипы и время отметки. Для считывания данных из БС можно достать карту и прочитать на любом устройстве.
                                            Так как самые дешевые карты SD имеют ёмкость в 2GB (от 200 рублей), то можно записать на карту не только факт этой отметки, но и все отметки из отмечающегося чипа. Для экономии можно использовать часть станций без памяти (в облаке КП), а часть станций с памятью линейной части (начало и конец обязательного участка), так можно не сильно увеличивая стоимость системы видеть места сходов участников.
                                              0
                                              У меня используются довольно хорошие часы ds3231, документированная погрешность — 5 секунд в месяц. Проблем с питанием быть не должно.
                                              Синхронизация происходит с помощью станции сопряжения и судейского мастер-чипа. Сначала чип подносится к станции сопряжения, а через три секунды по сигналу к станции отметки.

                                              С вынимаемыми карточками возникает проблема создания герметичного корпуса. Сейчас у меня вся схема заливается компаундом, с использованием вынимаемых карточек придётся думать об альтернативном пути — подбирать более дорогой герметичный корпус.

                                              Делать дамп всего чипа на станциях отметки точно не получится. Просто по времени это несколько секунд, что уже многовато для отметки.

                                              Но запись лога в станциях в будущем, возможно, реализую. Пока мне видется реализация этого с использованием i2c eeprom 24LC256 на 32кб за 10 руб, а передачу информации с помощью судейских чипов.
                                              0
                                              Вынимаемые карточки могут располагаться в батарейном отсеке.
                                              Уход 5 секунд в месяц это достаточно для ММБ, но недостаточно для коротких стартов (до 60 секунд за полгода между станциями, легко получить отрицательное время на коротких перегонах). Я не разбирался в возможностях RFID может быть там есть возможность одному считывателю имитировать метку, а в качестве данных передавать текущее время, тогда обновление времени на станциях будет проще?

                                              И ещё вопросы.

                                              Как поведёт себя предложенное решение если рядом со станцией окажется два и больше чипа?
                                              У SFR, судя по слухам, есть проблема при наличии двух чипов в радиусе действия. У SI это решается радиусом действия, все чипы, кроме AIR+, срабатывают только на таком расстоянии что два чипа одновременно на таком расстоянии оказаться не могут. AIR+ станция вообще не видит, результат пишется самим чипом в себя. Ещё в качестве защиты SI станция подаёт световой и звуковой сигнал только после того как станция удостоверилась что информация в чипе записана верно.
                                              Конечно ММБ это не ночной выбор Московского Меридиана с общим стартом и единым первым КП, но в ключевые часы (после стартов и перед закрытием финиша) бывает и очередь перед КП. Вполне может получится так, что некоторые участники, даже сейчас лезущие к компостеру вне очереди полезут с чипом вне очереди и будет несколько чипов у станции одновременно.

                                              Как я понимаю стирание предыдущей отметки с этой же станции сделано с целью экономии памяти, не знаю как в iButton или SFR, но у SI отметка ставится повторно если прошло больше некоторого времени или между предыдущей отметкой через станцию прошел другой чип.

                                              Это к предыдущему обсуждению.
                                                0
                                                Часы просто стоит поправлять перед стартом или раз в месяц. Если собрать все станции в кучу, то это можно сделать за несколько минут.

                                                Да, есть микросхемы NFC, которые могут эмулировать чипы, моя схема RC522 этого делать не может. Я уже купил с целью изучения данной возможности более дорогой PN532, но пока ещё руки до этого не дошли.

                                                Если в радиусе работы окажется два чипа, то сработает антиколлизия в микросхеме RC522, она выберет только один и будет работать с ним. То есть, запишет и сверит отметку, произведёт сигнал. Второй чип будет проигнорирован. Но радиус работы станции — 1 сантиметр, а сама отметка происходит весьма быстро — порядка 0.2 секунды, так что, думаю, особых проблем не возникнет с этим.

                                                Предыдущая отметка при нынешней системе записи не стирается. Станция считывает чип, получает информацию о номере станции последний отметки, если номер совпадает, то просто выдаёт сигнал и ничего не записывает. Если номер отличается, то производит запись в следующую пустую ячейку в чипе. Поэтому дистанцию вполне можно строить с повторением станций, например встраивать различного рода бабочки, one man relay и т.п.
                                                0
                                                Ну в принципе Вы до определенной степени повторили то как это реализовано в системах SFR и SportIdent.
                                                Предлагающие бегать с телефонами видимо не очень представляют специфику вида спорта. С телефоном по лесу бегать не может быть удобно. А вот система с активным чиком и пассивной станцией есть, используется в Финляндии называется Emit (https://www.suunnistajankauppa.fi/product_catalog.php?c=85)
                                                Система SFR (http://www.sportsystem.ru/) создавалась у нас на глазах и мы до сих пор живем с некоторыми косяками заложенными при создании.
                                                Слабые места системы:
                                                1) Наличие мастер-чипа. Ужас и смятение происходят на соревнованиях если мастер-чип случайно оказывается в ведре чипов для участников. Пару раз на эти грабли наступали, после этого мастер-чипы хранят с «превеликой осторожностью»
                                                2) Синхронизация станции (часов). В SFR это делается тоже мастер-чипом. Соответственно точность синхронизации не высокая. Как делается у Вас я не вполне осознал. Это важный момент, т.к. при большой плотности результатов и 2-х финишных станциях могут быть коллизии
                                                3) Номер станции. В SFR номер станции как раз и прошивается в нее мастер-чипом. Т.е. 2 станции стоящие например на 45-м КП обе имеют id=45, т.е. в сплитах неотличимы. Это порождает ряд проблем. Например в случае с финишной обнаружив рассинхрон нельзя впоследствии ввести корректировку т.к. неяско кто из участников на какой отметился и т.п. Вообще правильной видится идея, где станции имеют навсегда вшитый id, не уверен хватит ли тут 3-х байт.
                                                4) Да, SFR пишет id участников в себя. Были прецеденты разрешения спорных случаев при помощи просмотра логов станции.
                                                5) Важна скорость опроса. Я думаю что не все кто читает видели те «свалки» которые случаются на 1-м КП на масстарте когда там мало станций отметки. 250мс — это хорошо для тренировочных стартов своей и соседней команды. При большой нагрузке это важный параметр.

                                                GPS этой штуке не нужен, но вот идея синхронизации часов по нему привлекает, но дорого будет.
                                                До сих пор остается актуальной разработка системы КП с GSM модулем для передачи информации о прохождении КП в реальном времени.
                                                Важна компьютерная сторона. На крупных соревновниях (под 1000 человек) скорость считывания чипов у людей на финише становится очень важной. SFR например не позволяет подключения нескольких станций считывания.
                                                  0
                                                  Да, похоже и слабые места у меня те же, что и на SFR
                                                  1-2) Да, мастер чипы у меня в системе имеются. Синхронизация времени идёт с помощью мастер-чипа. Похоже настало время разобраться с возможностью эмуляции чипов с помощью электронных схем или телефона с NFC. Тогда эту проблему получится избежать.
                                                  3) Номер тоже у меня редактируется с помощью мастер чипа. Идея с вшитым id интересна.
                                                  4) Про это не знал, нигде у них в спецификации на это не натыкался. Но да, дополнительную память в схему вставить планирую, а пока попробую как-нибудь с имеющейся в каком-нибудь виде реализовать лог.
                                                  5) Это можно настроить. Например, для стартовых станций ставить 64мс.

                                                  Компьютерной стороной и удобством обработки результатов пока сильно не занимался. Сейчас у меня станция считывания посылает результаты по Bluetooth, наверное, можно настроить, чтобы работало сразу несколько устройств.

                                                  Спасибо за обстоятельный комментарий.
                                                    0
                                                    Из моего комментария может показаться что я ругаю SFR и Вашу систему. Это на самом деле не так. Я увидел SFR в 2004-м и тогда это было просто невероятно круто)
                                                    Ваша система вполне хороша и сможет обслужить тренировку команды и небольшие старты. Я вполне представляю что даже проект с небольшим функционалом довести до работоспособного состояния очень непросто)

                                                    В SportIdent насколько я знаю нет управляющего чипа и там прошивка станции осуществляется прикладыванием к ней управляющей станции.
                                                    Что касается электропитания, то насколько понимаю в погоне за неразборностью конструкции в SFR сделали какую-то крутую «батарейку» раз и на все время жизни станции.

                                                    Я все думаю про SFR, т.к. она выпускается серийно во-первых, и у нас в России во-вторых, так что есть возможность взаимодействовать с разработчиками. Мне видится перспектива в ее переработке с выпуском следующей версии, но не понятно как сохранить обратную совместимость. Система с жесткими и главное длинными id и в меньшей степени реализация нескольких точек считывания требует очень сильной переделки системы.
                                                    На серьезном уровне возникают вопросы импорта параметров дистанции и ИМХО важный аспект возможность принятия финиша именно на несколько компьютеров.
                                                    При мне был кстати курьезный случай когда парень считался на финише и отходя задел провод от ноутбука. Батарея у ноутбука видимо была мертва и он рубанулся сразу. Результат вроде не сохранился.
                                                    Со стороны компьютера тоже есть вопросы в духе:
                                                    Допустим мы привязываем чип к человеку на финише и ошиблись — зафиксирвоали результат участника номер 12 вписав номер 17. Потом прибегает номер 17 и его результат «затирает» результат номера 12. Не знаю точно как в последней версии софта от SFR это сделано. Пишу это чтобы продемонстрировать что тут довольно большое поле для обдумывания.
                                                    Думаю что логичным развитием статьи будет отчет о провдении тренировки с использованием системы.
                                                      0
                                                      Спасибо за интересные идеи. Постараюсь учесть эти ньюансы при доработке системы. У меня пока всё гибко и можно легко доработать в ту или иную сторону программную составляющую.
                                                      Спортивный лабиринт с помощью системы уже ставил, всё сработало как надо. Теперь буду тестировать на длинных дистанциях, приспосабливая к мультигонкам. А осенью, надеюсь, на нормальных соревнованиях получится опробовать. Так что да, продолжение будет.
                                                  0
                                                  Общая проблема, которая тут вроде не поднималась еще: станции время от времени тырят и ломают. А маршалов поставить на каждый пункт обычно не реально.
                                                  И чем высокотехнологичней на вид станция, с дисплеем, солнечной панелькой, прозрачным корпусом, сквозь который видны электронные потроха, тем выше вероятность ее потери.
                                                  Так что корпус нужен — монолитный невзрачный «кирпич» с отверстием под стальной трос (в зажим его под гайки). Или с отверстиями под саморезы и пришурупливаем к деревьям (но можно получить по шапке от лесника и экологов).

                                                  Only users with full accounts can post comments. Log in, please.