无线电频率识别技术触发的个人运动装置的制作方法

专利名称：无线电频率识别技术触发的个人运动装置的制作方法
技术领域：
本申请通常设计一种用在体育活动中的个人装置，更具体地，涉及一种 净皮诸如跑步者这样的运动者佩戴的装置，其中，该装置具有通过RFID源触 发的功能。
背景技术：
跑步是一项很受欢迎的健身形式。结合一般的跑步活动，跑步者通常在 诸如马拉松、5英里、10英里或其它各种距离的赛跑这样的赛跑中进行练习。 为了判断健身的水平和进程，跑步者通常要记录完成赛跑所花费的时间。跑 步者通常利用并入到传统腕式手表中的秒表来记录花费的时间。在跑步者沿 跑道前进时通过手动按下手表上的圈/分段按钮，这种表可具有储存分开时间 段的能力。技术上的进步已经提出了更精确的时间保持手段，它特别是用在 上百甚至上千跑步者进行锻炼的情况下的赛跑活动。例如， 一种系统提供了 利用无线电频率识别(RFID)技术的自动计时系统。在该系统中，具有并入 到其中的天线的垫(mat)被放在跑道的起点、终点和其它计时位置。跑步 者佩戴微型应答器，在跑步者沿跑道前进时其与垫相互作用。当跑步者进行 比赛时，时间自动地经由应答器与垫之间的相互作用而4皮保留。时间数据被 发送到竟赛工作人员可以监视竟赛过程以及每个参与者的时间的中央单元。
这些类型的竟赛系统通常被竟赛组织者管理。因而，时间数据被竟赛组 织者控制。使用与该系统关联的官方竟赛应答器，跑步者对时间数据有受限 制的控制且不能容易地获得以进一步使用该时间数据。此外，装置通常会退 回给竟赛组织者。在应答器可以独立购买的某些情况下，应答器通常不会具 有可用于其它利用同类计时系统的竟赛的功能。因而，尽管某些竟赛装置提

发明内容
本发明披露一种个人运动装置，具有被RFID源触发的功能。在一个示
例性实施例中，个人运动装置与自动计时系统一起使用，该系统利用了 RFID技术。
根据本发明的一个方面，个人运动装置在赛跑中被跑步者佩戴。跑道设 置有沿跑道的多个垫。该垫具有天线且产生磁场。个人运动装置具有芯片系
统，该芯片系统具有RFID标签和显示器。当跑步者沿跑道前进时，RFID 终点在每个垫处被触发，且在显示装置10上显示分段时间以及总的经历时 间。
根据本发明的另一方面，目标分段时间可被上载到该个人运动装置。在 跑步者沿跑道前进时，实际的分段时间显示在目标分段时间附近，以让跑步 者进行比较。额外的功能可以设置在该装置中，以为跑步者提供额外的步速
4 5息。
根据本发明的另一方面，装置配^^有显示器，其为双稳态显示器。该双 稳态显示器设计为永久地显示跑步者在赛跑中的结束时间。该装置用作赛跑 的纪念品或收藏品。
这些或其它目的和优点可从附图的随后说明以及本发明的详细描述中 得到更好的理解


图1显示了示例环境中佩戴本发明的个人运动装置的运动员；
图2是与本发明的个人运动装置一起使用的芯片系统的示意性方框图3是与本发明一起使用的跑道和计时系统的示意图4是图1所示的个人运动装置的前透视图；和
图5是本发明的个人运动装置的替换实施例的前透视图。
具体实施例方式
尽管本发明可以具有许多不同形式的可能实施例，但是在附图中显示且在本文详细描述的是本发明的优选实施例，应理解，本公开内容应被认为是 本发明原理的例子且不应用于将本发明的范围限制到所示的实施例。
一种个人运动装置显示于图1中且通常标记为附图标记10。在后文将更
详细描述的一个示例性实施例中，个人运动装置IO是手镯IO的形式，且在
诸如马拉松或其它计时赛事这样的跑步运动中^皮运动员佩戴。个人运动装置
10利用通常可并入到计时赛事中的计时系统12。通常随着个人运动装置10 的更详细描述而会对该计时系统12及其增强的功能性进行描述。
计时系统通常包括多个垫14和控制器16。图1显示了垫14的侧视图且 图3显示了多个垫14的示意性平面图。垫14通常是平坦构件，具有嵌入在 垫14中的天线18 (示意性地显示)。在某些示例性实施例中，多个天线18 可嵌入在垫14中。垫14的尺寸为易于适应期望参与赛事的跑步者的数量。 控制器16可操作地连接到垫14(一个或多个)且具有读取器12以及相关的 操作性部件，如公知的电源、显示器和其它信号部。应理解，控制器16可 包括多个控制器16,其中控制器16与每个垫14关联，且其中，控制器16 包括用于收集和管理时间数据的中央单元(central location )。
如图3进一步示意性示出的，多个垫14沿跑道22放置。例如，垫14 放在跑道起点24以及终点线26处。此外，多个垫14沿跑道22》文在中间位 置。对于马拉松赛事，例如，垫14可定位在跑道的每英里标记处。如后文 详细描述的，个人运动装置IO在赛事中与计时系统12相互作用。应理解， 运动员可利用其它诸如应答器形式的芯片这样的其它装置，该应答器通常佩 戴在运动员的鞋上。但是，这些类型的芯片仅具有有限的相互作用能力。
如图1、 2、 4和5所示，个人运动装置10通常包括附接构件32、和与 之附接的芯片系统34。芯片系统34通常是小型数据和信号接收/发射装置34 的形式。
在本发明的一个示例性形式中，附接构件34采取带子36的形式，其适 于绕跑步者的手腕佩戴。带子36可以用回弹的、弹性类型的材料制造，具 有结实的环的形式，其中，带子38可以容易地在手上伸展并以通常的贴身 方式佩戴在手腕上。在替换的形式中，附接构件32可以包括不同类型的附 接结构，如带扣、卡扣、钩环紧固件或其它类型的紧固件，如果需要的话。
部(break)。附接构件32还可在其上包括其它所需的标记，以及各种不同的颜色。附接构件32还构造为和设定尺寸为盛装并支承芯片系统34。
如图2所示，芯片系统34能"f妄收和发射信号及凄t据并通常包括应答器 38、微处理器40和显示器42。应理解，该芯片系统部件可操作地连接，以 提供本文所述的功能和相互作用。
在本发明的示例性形式中，应答器38是主动或被动RFID芯片或标签 (tag) 38。 RFID标签38能接收诸如来自垫14的》兹信号这样的初始信号并 响应该初始信号发射应答。微处理器40可采取许多不同的形式且通常是能 处理或控制与装置IO和计时系统12之间相互作用有关的步骤、动作和命令 的单元。4鼓处理器40具体包括单个计时器44,用于准确记录时间。当描述 与计时系统12 —起使用的装置10的操作时，与微处理器40有关的具体功 能性特点将在后文详细描述。
微处理器40还包括存储器46。存储器46可以是诸如EEPROM这样的 小型闪存，且约lk的容量，尽管存^f渚器的容量可以变化。微处理器40还包 括电源48，如电池48。电池48可采用各种形式，且在示例性实施例中，电 池48可以是纸电池或类似的用在助听器中的电池。最后，显示器42可以是 诸如柔性、塑性LED或LCD这样的简单显示器。显示器42可以是柔性的 以贴附手腕的轮廓。显示器42安装在跑步者能容易地观察显示器42的位置。 此外，芯片系统34还包括使用者输入模块45，其中，运动员可以按需要输 入信息。如在后文详细描述的，芯片系统34还可具有用于无线通信的通信 元件49。应理解，芯片系统34的各种部件可以容纳在小型壳体中，该壳体 被附接构件32支承。应进一步理解，芯片系统34能与其它类型的装置进行 无线发送和总体无线通信，以及如果需要配备有数据发送端口 。
以马拉松赛事为例来描述个人运动装置10的操作。如上所述，垫14沿 指定的跑道22定位(图3 )。垫14定位在跑道22的起点24处以及在限定了 终点线26的跑道终点处。此外，多个其它垫14沿跑道22定位在中间位置， 如在每英里标记处，从1号英里标记到26号英里标记。例如，配备有适当 天线等的垫14将产生来自垫14的^兹场F (图1 )。
参加马拉松比赛的跑步者在其手腕撒花姑娘佩戴装置10,其中装置10 可被简单地当做手镯。当跑步者开始赛跑时，在起点线24处的垫14经由所 产生的it场F触发RFID标签38,这又起动了微处理器40的计时器。所经 过的赛跑时间也显示在显示器42上。沿跑道的每个相继的垫14类似地触发RFID标签38并在显示器42上显示英里分段时间。芯片系统34祐:设计为在 显示器42上将分段时间显示数秒并随后将显示器42改变为继续显示经过的 赛跑时间。装置IO还具有振动信号、声音信号或其它类型的信号，来指示 跑步者观察显示器42以查看分^:时间。应进一步理解，当RFID标签38在 英里标记处^^皮触发时，分段时间也被保存在存储器46中。在终点26处，在 终点线处的垫14触发RFID标签38，以记录并显示最终的赛跑时间并停止 计时器44。在典型的构造中，跑步者使用手表并在沿跑道到达每英里标记时 按下手表上的圏/分段按钮。个人运动装置IO可被认为是一种简单的跑步者 计时器，其中圏/分段按钮被在英里标记处作出提示的RFID以及装置10和 计时系统12之间的相互作用而替代。分段时间和结束时间随后可自动地被 每个跑步者个人记录，消除了跑步者需要手动处理的需要。此外，该信息可 立即显示给跑步者，而不是仅被受到竟赛组织者管理的计时系统12的控制 器保存。直到现在，这种凄t据都不能通过显示在显示器42上而立即被使用 者获得。
个人运动装置10还可具有增强的计时能力。例如，跑步者可以设计具 有所需目标分段时间的赛跑计划。在赛跑之前，使用者上载目标分段时间并 将该时间存储在装置10的存储器46中。上载可以从诸如个人电脑、属于赛 跑组织者或其它有权单位的信息站这样的各种地点进行，并进一步通过数据 端口连接或无线传输来完成。相对于具体的马拉松比赛，信息站可以按需要 计算校正的英里分段时间并将时间放在装置10上的存储器46中。在赛跑过 程中，在每英里标记处，显示器42显示如上所述的真实分段时间以及预先 输入到装置10中的目标分段时间，以让跑步者比较。微处理器40可具有额 外的通信能力，以给跑步者指示跑步者是否如跑步者预设的那样处于合适步 速、步速超前、或步速落后。
在另一示例性实施例中，个人运动装置19可采用功能性上更简单的形 式且仅显示赛跑的结束时间。因而，个人运动装置IO在跑步者经过起点线 时激活且计时器44在跑步者沿跑道22前进时保存时间。在跨过终点线26 时，最终的时间被显示在显示器34上，如图5所示。在该实施例中，显示 器42优选是双稳态显示器42A,其中结束时间永久地显示在显示器42上。 当显示器42是双稳态显示器时，显示器42不需要电力来持续显示该结束时 间。如此，个人运动装置10可以用作赛跑的纪念品或收藏品以放置在书架或壁炉架上。
如所讨论的，个人运动装置IO可以具有无线传输功能。装置IO可以将 跑步者的计时信息发送到另 一计算机，该计算机可以将该信息发送到诸如具 有额外功能的网站这样的另一位置。例如，网站可以显示额外的用于比较的 赛跑时间或在特定小组中的跑步者的赛跑时间。网站可以是属于比赛组织者 的网站或与跑步者有关的独立网站。应理解，在本发明的另一示例性实施例
中，装置10可不包括显示器42。在该结构中，包括分段时间在内的赛跑数 据可被下载到诸如用于额外传送到网站的信息站这样的另 一计算机。
应理解，个人运动装置IO被编程成具有独特的RFID序列号。该独特的 号码可以与个人的姓名和个人信息有关。因而通过与比赛组织者进行适当的
合作，个人运动装置IO可以用于例如在信息站或其它中央单元处进入比赛。 所有相关的信息被包含在装置10中，注册可以得到改进且更高效。诸如信 用卡这样的支付功能或其它信息也可以并入到装置10中，以进一步增强注 册功能。
应理解，在手腕上佩戴个人运动装置10是本发明的一个示例性形式。 如果需要的话，装置10还可以佩戴在诸如手臂、衣服、具有显示器的眼睛 以及鞋子这样的其它位置。装置10还可以配备有声音部件，其中，运动员 可以经由耳^L听到时间信息。
还应理解，个人运动装置10及其功能可以并入到具有传统手表功能的
完整功能的手表中、电话、数字音乐播放器、心率监视器、佩戴在鞋底上或
中的电子装置或其它电子装置中。装置10还可配备有增强的通信能力，以
与其它电子装置通信，如图1示意性地显示的。对于数字音乐播放器的结构， 本发明的功能可以具体并入到可从加利福尼亚的库珀蒂诺的苹果公司获得
的IPOD⑧牌数据音乐播放器中。在这种结构中，可以具有正在进行的声音 通信，包括与基于赛跑过程中所达到的各个检查点或英里标记的通信信息有 关的具体时间。到装置10的通讯还可采用各种形式，包括自定义教练法或 激励信息。RFID触发器也可以并入全球定位功能，包括关于佩戴的预进入 位置信息。GPS信号可以随后触发装置10,为跑步者提供有用的信息。
尽管已经参照马拉松比赛描述了具体例子，但是应理解，个人运动装置 IO可以用在其它计时比赛中。例如，赛车手和游泳者也可以使用该装置，且 三项全能运动员也可以使用。本发明的个人运动装置IO具有超过已有系统的增强功能。该装置10可
以被设计为在多种赛跑中重复使用。存储器可以清除且计时器可以重设，以 用于另一赛跑。存储器也可以将容量设定为保存多场比赛的赛跑数据。替换
地，装置10可以被设计为一次使用，如上述具有双稳态显示器的实施例。 而且，装置10的部件可以被选择为具有如上所述的功能，但是其中，装置 IO被认为是用于一次使用和用后抛弃的。使用本发明的装置10比传统鞋上 安装的应答器更符合需要，因为装置IO提供对计时系统12产生的计时数据 的显示以及即可获得，以进一步被跑步者使用和查看。
最后，个人运动装置10可以被用于在与计时比赛无关的位置处显示消 息。例如，零售设施可以包括垫14或在其位置处的其它合适的信号产生装 置。佩戴装置10并进入该位置的人可以被随机地选择，以贏得诸如商品这 样的奖品或其它奖品。信息可以显示在显示器上，显示"贏家"。装置10也 可以用于诸如觅物游戏这样的游戏，以记录谁在指定标记附近。
尽管已经显示并描述了具体实施例，但是可以想到各种修改例，而不会 显著地脱离本发明的精神，且保护范围通过所附权利要求的范围来限定。
权利要求
1、一种在计时比赛中被运动员佩戴的个人装置，该装置包括附接构件，其被运动员佩戴；收发器，耦联到附接构件，该收发器用于在计时比赛中接收信号；和显示器，耦联到附接构件，以显示与计时比赛有关的数据。
2、 如权利要求1所述的个人装置，所述收发器还包括RFID收发器。
3、 如权利要求1所述的个人装置，所述显示器用于在计时比赛中为运 动员显示分段时间。
4、 如权利要求3所述的个人装置，所述显示器还用于在计时比赛中为 运动员显示预先设定的分段时间。
5、 如权利要求4所述的个人装置，所述显示器还用于显示在计时比赛 中运动员的分段时间与在计时比赛中运动员的预先设定的分段时间之间的 比较。
6、 如权利要求1所述的个人装置，所述显示器用于在计时比赛中为运 动员显示所经历的时间。
7、 如权利要求1所述的个人装置，所述显示器还包括双稳态显示器， 该双稳态显示器永久地显示计时比赛结束时运动员所经历的时间。
8、 一种在赛跑过程中被跑步者佩戴的个人装置，该装置包括 腕带，适于绕跑步者的手腕佩戴；和显示器，可操作地安装在腕带上，以响应跑步者跨过赛跑终点线而显示 标记。
9、 如权利要求8所述的个人装置，所述显示器还包括双稳态显示器， 该双稳态显示器响应跑步者跨过赛跑终点线而永久地显示该跑步者所经历 的赛跑时间。
10、 如权利要求8所述的个人装置，所述显示器在赛跑中为跑步者显示 分段时间。
11、 如权利要求10所述的个人装置，所述显示器还在赛跑中为跑步者 显示目标分^:时间。
12、 如权利要求11所述的个人装置，所述显示器还在赛跑中为跑步者 显示分段时间与目标分段时间之间的比较。
13、 一种方法，包括通过被计时比赛中的运动员所佩戴的收发器接收对应于计时比赛的信通过耦联到收发器的显示器显示计时比赛中运动员表现的指标；和 通过耦联到收发器的显示器显示在计时比赛中运动员的表现与目标表 现的比4交。
14、 如权利要求13所述的方法，还包括 通过耦联到收发器的显示器为运动员显示步速。
15、 如权利要求13所述的方法，包括通过耦联到收发器的显示器永久地显示在计时比赛结束时运动员表现 的指标。
16、 如权利要求13所述的方法，还包括通过耦联到收发器的显示器永久地显示在计时比赛结束时计时比赛所 经历的时间。
17、 如权利要求13所述的方法，还包括 在计时比赛中发送运动员的表现的指标。
18、 如权利要求13所述的方法，还包括 为运动员提供激励信息。
全文摘要
一种在比赛中被跑步者佩戴的个人运动装置。跑道设置有沿跑道的多个垫。该垫具有天线且产生磁场。该个人运动装置具有芯片系统，该系统具有RFID标签和显示器。当跑步者沿跑道前进时，RFID标签在每个垫处被触发且赛跑的数据显示在显示器上。
文档编号G04G21/04GK101689041SQ200880009867
公开日2010年3月31日 申请日期2008年3月28日 优先权日2007年3月30日
发明者小查尔斯·W·凯斯, 爱德华·L·博伊德 申请人:耐克国际有限公司