Come lavorano i Track Box attivi
Il rilevamento dei Trackpings attivi è lo stesso per entrambe le tipologie di Track Box, utilizzando il modulo 2.4GHz di bordo per ricevere i passaggi.
Se si utilizza un Track Box Passivo per ricevere i Trackpings, è necessario prendere in considerazione il montaggio dei dispositivi a causa del raggio di rilevamento ridotto, inoltre Sincronizzazione del Track Box non deve essere utilizzata quando si registrano anche i Trackpings.
Detezione dei Trackping
I Track Box funzionano utilizzando una comunicazione su banda 2,4 GHz e possono essere impostati su uno degli 8 canali disponibili e la modalità di tracciamento sui Transponder deve essere attivata sullo stesso canale. Poiché si tratta degli stessi canali a 2,4 GHz utilizzati dai transponder per la comunicazione con i sistemi di cronometraggio attivi, il canale utilizzato per la modalità di tracciamento dovrebbe essere diverso da quelli utilizzati per i punti di cronometraggio per evitare la saturazione del canale a 2,4 GHz.
Quando attivi, i Track Box sono costantemente in attesa di ricevere i Trackpings dai transponder che hanno la modalità tracciamento attiva. Il range dell'antenna assicura che i Trackping vengano ricevuti con un raggio minimo di 50 m e, in ambienti con poche interferenze, questo raggio può anche essere maggiore.
Poiché i Track Ping vengono inviati in un breve intervallo (l'intervallo dipende dal transponder e dallo stato corrente), è probabile che il Track Box riceva più Track Ping da ciascun transponder. Per ottimizzare l'accuratezza e l'affidabilità dei dati, il Track Box utilizza un algoritmo di rilevamento per inviare solo l'ora più precisa o i transponder visti di recente.
Per ogni Trackping ricevuto, il Track Box invia inoltre un riconoscimento al transponder così da permettere alla modalità di tracciamento di quel transponder di rimanere attiva in accordo ai limiti temporali della modalità di tracciamento.
I tempi vengono inviati in lotti, la cui frequenza dipende dal numero di Trackping ricevuti. Se non viene ricevuto nessun trackping allora il Track Box comunicherà con il server ogni 4 minuti.
Algoritmo dei Trackping: Stazionario vs. Movimento
I Track Box hanno sensori di movimento integrati che consentono loro di determinare se sono in movimento o stazionari, il che ha un impatto sul modo in cui gestiscono i trackping inviati dai transponder vicini.
Algoritmo stazionario:
Quando un Track Box si ritiene stazionario, cerca di calcolare e inviare il tempo più preciso possibile, molto similmente a quanto avviene con i nostri sistemi di cronometraggio tradizionali:
Per i Trackping attivi ci sono 2 valori da considerare:
- Tempo di Osservazione Massimo (30s): periodo massimo di monitoraggio di un trasponder prima che sia mandato il passaggio. Questo riduce i ritardi nel ricevere passaggi se un transponder è nel raggio di un Track Box per un lungo periodo di tempo;
- Tempo di Reazione (10s): tempo che il dispositivo aspetta per ricevere un Trackping con il più alto valore di RSSI prima di inviare il dato, fino al raggiungimento del Tempo di Osservazione Massimo dove il Trackping viene comunque inviato. Questo si comporta in maniera simile al Tempo di Reazione di un decoder.
Se un Trackping con un valore sempre più alto di RSSI viene ricevuto nell'arco di 10s dal precedente segnale più forte, il transponder continuerà ad essere monitorato fino a che non vengono raggiunti eventualmente i 30s dal primo Trackping ricevuto dal transponder. Solo una volta che il passaggio è stato memorizzato, il Tempo di Osservazione Massimo viene resettato.
In questa modalità, ci si può aspettare che il rilevamento sia di una precisione intorno ad 1 secondo, se i partecipanti stanno andando abbastanza velocemente. Se i partecipanti vanno lentamente e quindi rimangono nel raggio d'azione del Track Box per lungo tempo, è probabile che si ricevano diversi ping per singolo passaggio.
Algoritmo di movimento:
Un Track Box passerà all'algoritmo di movimento non appena rileva che sta viaggiando ad oltre 5 km/h.
Quando il Track Box ritiene che si stia muovendo, non ha più senso seguire i transponder per un certo tempo per cercare di determinare la massima potenza del segnale, dal momento che sia il Track Box che i transponder sono in movimento.
Il Track Box raggruppa quindi tutti i trackping ricevuti e li invia ogni 10 secondi.
Se il Track Box smette di muoversi per più di 1 minuto, tornerà all'algoritmo stazionario.
Per ogni trackping, il Track Box indica quale algoritmo è stato usato per il suo rilevamento. Maggiori informazioni sono disponibili nel Protocollo TrackBox.
Ai fini del cronometraggio, è ovviamente necessario che i Track Box siano fermi nel punto di rilevamento cronometrico. Posizionare i Track Box su un oggetto che si muove leggermente (ad esempio su un albero o su una barca galleggiante o una boa) non dovrebbe essere un problema, poiché i Track Box sono in grado di ignorare i movimenti piccoli.
Range di rilevamento: antenna standard vs. antenna direzionale
I Track Box attivi vengono forniti con la stessa antenna standard presente anche negli altri dispositivi del sistema attivo. Con l'antenna standard, in un tipico caso d'uso dovresti rilevare i Trackping da tutti i transponder entro un raggio di 50 m e probabilmente anche da una distanza molto più ampia.
Se usi il Track Box Passivo per ricevere i Trackping attivi, il range sarà ridotto poiché l'antenna 2.4GHz è interna.
Se hai bisogno di ricevere trackping da una distanza maggiore, potresti prendere in considerazione l'utilizzo dell'antenna direzionale ad alto guadagno da 14 dBi disponibile nel nostro negozio. Con questa antenna è possibile rilevare trackping fino a 700 m di distanza nella direzione in cui l'antenna è rivolta. È importante notare che la gamma di rilevamento è solo leggermente ridotta in tutte le altre direzioni rispetto all'antenna standard e che quindi i transponder saranno probabilmente rilevati al raggio standard di 50m, indipendentemente dall'antenna utilizzata.
Importante: l'antenna direzionale ad alto guadagno è da utilizzare con il Track Box, solo per ricevere trackping! Il suo utilizzo con altri dispositivi di cronometraggio attivo supera i limiti normativi sulla potenza di trasmissione.
Ecco una rappresentazione grafica del range che ci si può aspettare da ogni tipo di antenna:
Si noti che queste sono solo stime, poichè si possono effettivamente rilevare trackping anche da più lontano a seconda dell'ambiente, ad esempio accanto ad un lago o un fiume. Si noti che l'orientamento e l'ambiente circostante del transponder avranno una grande influenza sulla gamma che ci si può aspettare. I trackping inviati mentre il transponder è sott'acqua ovviamente non saranno ricevuti, e qualsiasi ostacolo presente tra il transponder e il Track Box (ad esempio una muta, il corpo del partecipante, ecc.) ridurrà la portata di rilevamento dello stesso.
Applicazioni pratiche
Stand Up Paddle su fiume
Ad un evento di SUP all'inizio di dicembre 2018, abbiamo installato negli intermedi due Track Box, uno con antenna direzionale e uno con antenna standard. Qui di seguito una foto del setup di uno degli intermedi e un grafico che mostra i valori RSSI dei trackping con l'antenna direzionale (in arancione) e con l'antenna standard (in nero). I partecipanti attraversavano questo intermedio dalla parte opposta del fiume.
Come mostrano i grafici, l'antenna direzionale registra i trackping con una maggiore potenza del segnale, e il picco di potenza del segnale è più pronunciato. In tal caso d'uso, l'antenna direzionale rende più probabile ricevere i trackping, anche con un range più lungo, e rende più facile identificare il rilevamento più vicino tra i diversi rilevamenti ricevuti a causa della bassa velocità. Qui si consiglia di utilizzare l'antenna di direzione.
Intermedio nel tratto con bici in un evento di triathlon
In un evento di triathlon a lunga distanza nel giugno 2018, abbiamo testato la precisione di due Track Box (uno con un'antenna direzionale, l'altro con un'antenna normale) in comparazione con un decoder con Active Extension in un intermedio presente nel tratto in bici, che veniva attraversato 4 volte.
Di seguito sono riportati tutti i dati grezzi raccolti da questo punto per il vincitore dell'evento. I dati sono evidenziati in verde (decoder), rosa (Track Box con antenna standard) e blu (Track Box con antenna direzionale)
Come si può vedere, per ogni attraversamento, i Track Box hanno raccolto costantemente un solo trackping, e registrato un tempo che normalmente è entro 1 secondo dal rilevamento effettuato dal decoder, indipendentemente dal tipo di antenna utilizzata.
In questo caso, a distanza ravvicinata e ad alta velocità, l'antenna direzionale non fornisce alcun vantaggio rispetto all'antenna standard.
Passivo
Antenne
Per ottimizzare le prestazioni mantenendo un fattore di forma ridotto, il Track Box Passivo contiene internamente 2 antenne, TX (trasmissione) e RX (ricezione). L'antenna TX è situata nella metà inferiore del box e l'RX nella metà superiore: ogni antenna necessita di una chiara linea di vista con i transponder per ricevere i passaggi.
I diagrammi seguenti mostrano la forma del campo dell'antenna; la linea interna rappresenta il campo di lettura a 4 m dalla parte anteriore dell'antenna con 99% di tasso di lettura, la linea esterna mostra il campo degli 8 m con il 90% di tasso di lettura.
Vista laterale
Vista dall'alto
Algoritmi
Transponder Passivi
Tempo di Reazione & Tempo Morto
In maniera simile al Decoder RACE RESULT il Track Box (Passivo) usa un algoritmo di detezione per massimizzare l'accuratezza dei tempi registrati.
Le 2 impostazioni chiave sono il Tempo di Reazione e il Tempo Morto, che di impostazione predefinita sono settati differentemente nei Track Box a causa del loro design.
Il Tempo di Reazione predefinito è di 10 secondi e la ragione di questo è che montando il dispositivo di lato rispetto al senso di marcia della competizione ci sono più possibilità di avere detezioni precoci, in particolare se il Track Box è leggermente ruotato verso i partecipanti. Un tempo di reazione basso potrebbe risultare in una accuratezza minore del tempo registrato mentre incrementandolo a 10 secondi questo fornisce maggiori possibilità di registrare un tempo accurato. Ciò fa sì che i dati vengano inviati ai server dopo un minimo di 10 secondi, quindi se la velocità dei dati è più critica della precisione, questo tempo potrebbe essere ridotto.
Il Tempo Morto è impostato in maniera predefinita a 20 secondi, ciò significa che dopo che un tempo è stato registrato, lo stesso transponder non verrà registrato per 20 secondi: fai attenzione ad usare questa impostazione in gare con giri brevi o in prossimità di una curva con cambio di direzione di marcia. Se sono previsti più passaggi in un tempo più breve, questo può essere ridotto se necessario.
Sia il tempo di reazione che il tempo morto possono essere configurati usando le Regole di configurazione del Track Box.
Hits & RSSI
Quando usi il Track Box (Passivo) dovresti aspettarti meno hits rispetto al Decoder RACE RESULT con antenna standard: questo è dovuto al tipo di protocollo di comunicazione usato tra il Track Box e i transponder.
Il lettore comunicherà con ogni transponder solo una volta ogni 5 cicli e questo massimizza l'opportunità per altri transponder di comunicare con il lettore massimizzando di conseguenza anche il tasso di lettura complessivo.
Le linee guida per i valori RSSI rimangono le stesse dei dati di rilevamento del Decoder.
Modalità
Il Track Box Passivo ha 3 modalità di rilevamento che influiscono sulla velocità di lettura delle antenne, sulla trasmissione dei dati e quindi anche sulle prestazioni della batteria.
Fast
In modalità veloce, il modem di rete rimane connesso in modo permanente. Lo stato del box viene aggiornato ogni 15 secondi e il caricamento dei passaggi è il più veloce possibile. Ciò non aumenta la velocità di lettura delle antenne ma accelera la comunicazione dei dati.
Questa modalità scaricherà la batteria più velocemente e utilizzerà più dati, quindi dovrebbe essere utilizzata solo se la batteria e il consumo di dati non sono un problema.
Una tipica applicazione per questa modalità sarebbe un punto di cronometraggio per annunciatore che richiede i dati più veloci.
Normal
La modalità normale è il miglior compromesso per il cronometraggio generale ed è consigliata per la maggior parte delle applicazioni. In questa modalità, il modulo GPS viene spento se il box non si muove e lo stato del dispositivo verrà aggiornato ogni 4 minuti.
In modalità normale le antenne leggono 50 volte al secondo e i passaggi verranno caricati in piccoli blocchi con un'elaborazione intelligente per ridurre al minimo il ritardo e il consumo di dati. Se non è presente alcuna trasmissione di dati in sospeso, il modem si disconnetterà dalla rete.
Slow
La modalità lenta massimizza la durata della batteria del Track Box Passivo durante la lettura dei transponder. In modalità lenta la velocità di lettura delle antenne è ridotta a 10 volte al secondo, questo è adatto per intermedi a bassa densità e a movimento lento (leggendo solo pochi transponder contemporaneamente), e produrrà anche tempi meno precisi.
La trasmissione dei dati e il comportamento del modulo GPS rimangono gli stessi della modalità normale per il caricamento dei passaggi e dello stato.
In modalità lenta, puoi aspettarti una durata della batteria di oltre 24 ore.
Sincronizzazione del doppio Track Box
Come con tutti i sistemi di cronometraggio UHF, un transponder dovrebbe trovarsi nel campo di un solo lettore alla volta, inoltre l'output di un lettore può inibire l'antenna di ricezione di un altro Box quando è posto direttamente di fronte ad esso.
Per evitare interferenze tra i dispositivi, i Track Box sono dotati di doppia sincronizzazione del Box utilizzando il 2.4Ghz integrato che impedisce la collisione dei lettori UHF. Ci sono 2 modalità di sincronizzazione - pairing (2 Box) e multi (più di 2 Box).
Due o più Box sincronizzeranno automaticamente i loro lettori UHF per ottimizzare la performance di lettura quanto:
- i Track Box sono a breve distanza l'uno dall'altro (approssimativamente 20m);
- i Track Box sono impostati sullo stesso canale 2.4GHz;
- i Track Box hanno i loro lettori accesi (quindi non in standby né stesi a terra).;
- i Track Box sono in modalità NORMAL o FAST (non SLOW).
Quando la sincronizzazione tra i Track Box è attiva, il LED verde (che indica GPS e Rete OK) cambierà in un doppio lampeggio veloce.
La sincronizzazione del doppio Track Box è sempre abilitata automaticamente, indipendentemente dall'orientazione delle antenne poiché persino due Track Box posti a contatto con la loro parte posteriore possono subire qualche interferenza.
La sincronizzazione è automaticamente disabilitata se i criteri sopra elencati non sono più soddisfatti, per esempio se i Track Box vengono allontanati tra loro o il canale dei Box viene modificato. È inoltre possibile disabilitare la sincronizzazione tra i Box usando le Regole personalizzate di configurazione del Track Box.
Poichè la sincronizzazione del Track Box e il Rilevamento dei Track Ping Attivi si affidano all'antenna 2.4GHz, non è consigliato usare la sincronizzazione dei Track Box mentre ci si aspetta anche la ricezione dei Track Ping Attivi, poichè questo riduce la possibilità dei Track Box alla loro ricezione. Inoltre, i Track Box possono funzionare solo su singolo canale, quindi cambiando il canale per sincronizzare i dispositivi tra loro cambierà anche il canale su cui ci si aspetterebbe di ricevere i Track Ping.
Modalità Pairing Track Box
L'utilizzo di due Track Box insieme consente di coprire una maggiore ampiezza del punto di cronometraggio e massimizza anche la possibilità di avere una linea di vista libera tra i Box e i transponder. Quando sono in modalità abbinamento, i Track Box riporteranno SYNC nella scheda Cronometraggio di RACE RESULT 12.
Quando si è in modalità sincronizzazione, la velocità di lettura di ciascun Box sarà ridotta di poco più della metà, a circa 20 volte al secondo (da circa 50 volte al secondo per un singolo Box non abbinato); ciò si tradurrà in una riduzione degli hits per Box, per ciascun transponder. Quando si confrontano gli hits di una coppia di Box con gli hits di un Box singolo, ci si può aspettare risultati più o meno simili, tuttavia è probabile che la somma degli hits di Box sincronizzati siano leggermente inferiori a causa del fatto che il tempo di lettura disponibile per Box è poco meno della metà.
Se hai più Box a distanza ravvicinata, puoi creare coppie di dispositivi personalizzate impostando il canale di conseguenza per ciascun dispositivo. In questo caso, è necessario fare attenzione che 2 Box non sincronizzati tra loro non abbiano campi di lettura sovrapposti che potrebbero causare interferenze.
Modalità Multi Track Box
Quando più di 2 Track Box sono a distanza ravvicinata e soddisfano i criteri di sincronizzazione, entreranno in modalità Multi: ciò è indicato anche nella scheda Cronometraggio di RACE RESULT 12.
In modalità Multi ogni Box ridurrà drasticamente la sua velocità di lettura in maniera casuale, comunque molto più lenta del normale. Questa modalità è destinata all'uso indoor, con molti Box nelle immediate vicinanze e non destinata al cronometraggio sportivo.