Der folgende Beitrag erschien in ähnlicher Form bereits in der Clubzeitschrift des DARC: CQ-DL 1995 Heft 3
Dipl.-Ing. K.-H. Schade, Berlin, DL7VDB
Beim Distriktswettkampf im September 1994 in Berlin wurde erstmals eine neue Technik zur automatischen Zeiterfassung und Auswertung der Fuchsjagd erfolgreich erprobt. Ein Team von Berliner XYL und OMs entwickelte spezielle Hard- und Software, die besonders bei grösseren Fuchsjagdwettbewerben eine blitzschnelle, vollständige und fehlerfreie Auswertung ermöglicht. Das Team besteht aus den Fuchsjagdfreunden: DC7IU, DD6NM, DL7ADU, DL7AFJ, DL7APD, DL7TE, DL7VDB und OM Michael.
Gerade bei Fuchsjagdwettkämpfen mit einer grösseren Anzahl von Teilnehmern entsteht ein nicht unbeträchtlicher Aufwand für die schnelle Auswertung des Wettbewerbes. Die Erfassung der Namen, der Start- und Zielzeiten, das Errechnen der Laufzeiten, das Zählen der Füchse auf den Startkarten, die Berechnung der Platzierungsreihenfolge, das Schreiben der Listen und möglichst auch noch das 'Malen' der Urkunden brauchen Zeit und sind nicht unbedingt fehlerfrei. Ein Wettkampf lebt von der schnellen Auswertung und Darstellung der Wettkampfergebnisse. Es soll schon Fuchsjagdwettbewerbe gegeben haben, bei denen die Auswertung zwei Tage dauerte. So haben sich die oben genannten Fuchsjagdfreunde zusammengefunden und die im folgenden beschriebene Technik realisiert.
Im Wettkampfgelände wird an jedem Fuchs ein kleines, zusätzliches Zeiterfassungsgerät, im folgenden auch FoxClockControlDevice (FCCD) genannt, aufgestellt. Jeder Fuchsjäger bekommt anstelle der bisherigen Papierstartkarte eine 'elektronische Startkarte' in Scheckkartengrösse, im folgenden als FoxHunterCard (FHC) bezeichnet, die einen Speicherchip enthält. Der Fuchsjäger locht oder stempelt nicht mehr die Papierstartkarte, sondern steckt seine FoxHunterCard kurzzeitig in das FCCD, das die momentane Zeit auf dieser Karte und im eigenen RAM speichert. Dies geschieht auch am Ziel, wo alle auf der FHC gespeicherten Daten in das Zielgerät übernommen werden. Das Ziel-FCCD ist mit einem Personalcomputer verbunden, der sofort die Auswertung und Darstellung der Ergebnisse übernimmt. Bild 1 zeigt eine mögliche Konfiguration der benötigten Technik.
So liegt Sekunden nach Eintreffen eines Fuchsjägers seine aktuelle Wertung vor. Wettkämpfer, Trainer und Zuschauer können das aktuelle Wertungsgeschehen auf einem zweiten PC verfolgen oder sich die auf einem Drucker erstellten Wertungslisten ansehen.
Sind alle Wettkämpfer am Ziel eingetroffen oder ist die Limitzeit abgelaufen, stehen die Daten für die endgültige Auswertung des Wettkampfes zur Verfügung. Nun ist es nur noch eine Sache von Sekunden, die Ergebnisliste auszudrucken. Sie kann unmittelbar veröffentlicht werden, um den Wettkämpfern die Möglichkeit der Kontrolle und des Protestes zu geben. Urkunden können nun, ebenso wie spezielle Listen zur Statistik des Laufes, auf einfache Weise ausgedruckt werden. Und das alles läuft im wesentlichen automatisch ab.
Die FCCD's haben eine Grösse von ca. 160 * 90 * 100 mm. Ihr Aufbau soll an Hand des Blockschaltbildes in Bild 2 erläutert werden. Herzstück des FCCD ist ein EinchipProzessor 80C31, der zusammen mit einem 8-kByte-EPROM als Programmspeicher und einem 32-kByte-RAM als Datenspeicher mehrere interne und externe Schnittstellen versorgt. Zunächst ist da die I2C-Schnittstelle, über die der in der FHC enthaltene EEPROM-Speicherchip gelesen und programmiert wird. Gleichzeitig wird darüber aber auch die im FCCD enthaltene Echtzeituhr betrieben, die eine Genauigkeit von 1/100 sec zulässt. Sie wird zyklisch gelesen und die Zeit auf dem LC-Display dargestellt, alle 20 sec erscheint auch das Datum. So ist schon durch die Anzeige eine Kontrolle der Funktionstüchtigkeit des FCCD gegeben.
Um Störungen des I2C-Busses von aussen zu verhindern, wird die Taktleitung mit einem Treiber entkoppelt und die Datenleitung erst nach Erkennen einer FHC bei intern freier Verfügung des Busses bidirektional durchgeschaltet. Das Stecken einer FHC wird durch einen Mikrotaster erkannt, der sich hinter den vier federnden Kontakten des Busses befindet. Die Hartmetallspitzen der Kontakte bohren sich auf die grösseren Kontakte auf der Stirnseite der FoxHunterCard.
Nach Erkennen der gesteckten FHC wird sie zunächst identifiziert und dann die aktuelle, aus der Echzeituhr gelesene Zeit in den EEPROM geschrieben. Da dieses Programmieren eine gewisse Zeit beansprucht (ca. 50 ms für 2 Byte), wird die Zeit und das Datum gepackt, versehen mit einer zyklischen Summe zur Datensicherung, im EEPROM gespeichert. Danach erfolgt natürlich ein Kontrollesen der Karte und das Abspeichern der Daten im RAM des FCCD.
Nun wird mit einem Signalton, durch Aufblitzen einer hellen LED und Darstellung einer 'ok'-Meldung auf dem LC-Display dem Fuchsjäger signalisiert, dass die Programmierung und Registrierung erfolgreich waren. Bleiben diese Signale aus, muss der Fuchsjäger den Vorgang durch erneutes Stecken der Karte wiederholen. In jedem Falle wird aber auch bei einer fehlerhaften Programmierung der Steckvorgang als solcher im FCCD gespeichert. Bild 4 zeigt, wie die FHC in den waagerechten Schacht des FCCD an der Vorderseite zu stecken ist; oben am Gerät befinden sich das LC-Display und die aufblitzende LED.
Bedingt durch die Verwendung eines 256-Byte-EEPROM können max. 40 Zeitdaten zu je 6 Byte in der FHC gespeichert werden, die restlichen 16 Byte werden für die mehrfache Speicherung der Kartennummer einschliesslich der CRC-Summen benutzt. Für eine Kartennummer sind 15 Bit reserviert, so dass 32767 Startnummern im Wettkampf vergeben werden können.
Die FCCD verfügen über einen Datenspeicher von ca. 32000 Byte. In einem FCCD am Fuchs werden 11 Byte pro FHC benötigt, das ermöglicht die Speicherung von knapp 3000 Wettkämpfern am Fuchs. Dies ist auch die obere Grenze für die Teilnehmerzahl des Wettkampfes. Die FCCD am Ziel müssen sämtliche Fuchszeiten noch einmal abspeichern; dort werden deshalb 11 + 4 * N Byte (N = Zahl der zu erfassenden Füchse) benötigt. So kommt man bei einem gewöhnlichen Fuchsjagdwettkampf mit 5 Füchsen auf eine Speicherkapazität des Ziel-FCCD von über 1000 FHC. Diese Zahl verringert sich bei einer Erhöhung der Zahl der Zeitnahmepunkte (Füchse). Diese aufgezeigten Maximalwerte stellen also keine Grenzen für übliche Fuchsjagdwettbewerbe dar.
Jedes FCCD kann die Funktion eines Gerätes am Fuchs oder die eines Zielgerätes
übernehmen, ohne dass Daten dabei verloren gehen. Den Geräten ist dazu eine
Gerätenummer zugewiesen, die im EPROM des FCCD steht. Sollen grössere Wettbewerbe
mit mehr als 5 Füchsen oder mehrere Wettbewerbe parallel durchgeführt werden,
kann durch Veränderung der Gerätenummer vom PC aus oder mit einer sogenannten
MasterCard dieses realisiert werden.
MasterCards dienen speziellen Aufgaben zum Betreiben der FCCD, ohne dass zunächst
ein PC vorhanden sein muss. Sie tragen die Kartennummer 0 mit zusätzlichen
Datenbytes für die jeweilige Funktion der Karte. Eine wichtige Mastercard dient
zum Initialisieren des FCCD vor Beginn des Wettkampfes.
Ein spezielles Problem stellt die durch den getakteten Einchiprechner erzeugte Hochfrequenzstrahlung dar. Durch geeignete Wahl des Prozessortaktes und durch Schirmung des Gerätes ist sie so gering, dass der Wettkämpfer nicht beim Anpeilen des Fuchsjagdsenders gestört wird.
Das FCCD besitzt einen 9-poligen Steckverbinder zum Anschluss an die serielle RS232-Schnittstelle des Auswerte-PC. Über diesen Steckverbinder werden zusätzlich folgende Funktionen realisiert:
Diese Punkte, wie auch die spezielle Konstruktion der mechanischen Aufnahme der FHC, machen das FCCD recht unempfindlich gegenüber mechanischen und witterungsbedingten Einflüssen wie auch sicherer gegen absichtliche Manipulationen.
Über die serielle, asynchrone Schnittstelle am FCCD ist ein kontinuierliches Auslesen der Fuchs- und Ziel-Daten mit 9600 Baud möglich, dabei hat aber die Programmierung einer gerade gesteckten FHC immer Vorrang. Der Informationsfluss in beiden Richtungen wird mit ASCII-Zeichen realisiert, das Abschlusszeichen der CRC-gesicherten Blöcke ist das Carrige_Return. Da manche Kommandos längere Zeit für das Suchen im Datenspeicher benötigen, wird in kurzen Abständen ein Aktivitätszeichen zum PC gesendet, dessen Timeout-Überwachungszeit somit klein gewählt werden kann.
Die Kommandos bewirken solche Funktionen im FCCD wie: Initialisieren des FCCD (Löschen Daten, Reset,...), Stellen der FCCD-Gerätenummer, Umschaltung von Automatikbetrieb auf Servicefunktionen, Stellen der internen Uhr, Initialisieren und Testen einer FoxHunterCard (MasterCard), Ausgabe eines Textes auf LC-Display, u.a.
Andere Kommandos rufen folgende Daten vom FCCD ab: Ziel- und Fuchszeiten aus dem RAM des FCCD, Daten aus einer gerade gesteckten FHC, gespeicherten Kartennummern, Gerätenummer, Füllgrad in %, Zeitstempel (werden bei verschiedenen Tätigkeiten des FCCD gespeichert), verschiedener Fehlerinformationen, u.a.
Für die Weiterentwicklung des FCCD und für Havariefälle gibt es noch spezielle Debug-Kommandos.
Um eine hohe Funktionssicherheit der Technik zu erreichen, wurde einiges für die Datensicherung in Hard- und Software implementiert.
Die wirkliche Arbeit der Wettkampfauswertung muss nun ein speziell für diese Gerätekonfiguration geschriebenes PC-Programm leisten.
Zunächst müssen alle Teilnehmer des Wettkampfes erfasst werden. Das wird sofort bei der Anmeldung am Start erledigt. Mit einem Texteditor wird eine Liste geschrieben, die Name, dem Wettkämpfer zugeteilte Startnummer und evtl. Call, DOK/Land, Wertungsklasse enthält. Die nach Anmeldung aller Läufer ausgelosten Startzeiten werden zur Startliste dazugesetzt. Diese Startliste muss nun am Ziel zur Verfügung stehen, bei getrenntem Start und Ziel kann sie z.B. per PACKET RADIO zum Ziel übermittelt werden.
Am Ziel werden FCCD und PC mit einem ggf. viele Meter langen Kabel verbunden, das Auswerteprogramm gestartet, die Startliste geladen und schon läuft die Auswertung völlig selbständig ab. Das FCCD wird zyklisch im Abstand von 10 Sekunden abgefragt. Stellt der PC dabei fest, dass weitere FHC registriert wurden, holt er die dazu gehörenden Daten und aktualisiert die Wertung.
Ist ein zweiter PC angeschaltet, ggf. wiederum viele Meter vom Auswerte-PC abgesetzt, liefert dieser ständig die aktuelle Wertung für alle Beteiligten. Durch den Bediener initiiert, können zwischendurch Wertungslisten gedruckt werden, die sich an den nächsten Baum heften lassen. Alle Teilnehmer und Zuschauer werden so aktuell über den Wettkampf informiert.
Da das FCCD völlig autonom arbeitet, kann die Auswertung aber auch erst nach Eintreffen des letzten Wettkämpfers geschehen, sämtliche Daten befinden sich ja jederzeit auslesbar im Speicher des FCCD.
Mit der Auswertung entsteht auch eine Seriensteuerdatei, die Namen, Call, DOK/Land, Platz, Laufzeit, Wertungsklasse enthält. Mit einem Textverarbeitungsprogramm, das die Serienbrieffunktion unterstützt, kann so eine ansprechende Urkunde gedruckt oder auch ein Urkundenvordruck bedruckt werden. Das ist alles mit einfachen PC-Bedienvorgängen möglich. Manuelle Korrekturen an den Wettkampfergebnissen sind passwortgeschützt möglich; da ja kein Fehler ganz auszuschliessen ist, werden sie aber zusätzlich protokolliert.
Die Auswertung der sämtlich vorliegenden Fuchszeiten ermöglicht interessante Analysen, um Fuchsjägern und Trainern Mittel zur Bewertung der Wettkampfergebnisse in die Hand zu geben. Das untenstehende Beispiel, wie die Suchreihenfolge, die berechneten Laufzeiten und die wirklichen Ankunftszeiten an den Füchsen einige Schlussfolgerungen zum Wettkampfablauf einzelner Läufer oder ganzer Gruppen von Wettkämpfern zulässt.
StNo Name Reihenfolge / Start-Fuchs-Ziel-Ankunftszeiten ------Sortiert in Startreihenfolge------------------------------------------------------------------------------ 76 Anisimova, Tatiana S-2-1-5-3-Z 08.40--08.57:09--09.06:46--09.16:03--09.27:30--09.40:40 27 Gomzik, Andriy S-5-2-1-4-Z 08.40--08.51:00--09.07:59--09.16:33--09.33:38--09.45:33 343 Marcu Adrian S-2-1-3-5-4 08.40--09.06:45--09.21:48--09.32:35--10.00:59--10.14:53 154 Vrolijk, Henk S-2-1-3-Z 08.40--09.16:25--09.36:41--09.51:08--10.24:28 70 Forkos, Imre S-5-4-3-Z 08.40--09.11:57--09.34:16--10.04:35--10.30:48 101 Baierova, Pavla S-5-2-1-3-Z 08.45--08.59:53--09.18:09--09.31:36--09.38:13--09.50:11 7 Krivykh, Roman S-5-4-2-1-Z 08.45--09.09:25--09.23:45--09.52:15--10.06:30--11.07:37 263 Rotter, Daniel S-5-4-2-1-3-Z 08.45--09.01:08--09.14:48--09.42:27--09.56:46--10.02:46--10.11:50 119 von_Allmen, Rolf S-2-1-3-4-Z 08.45--09.09:29--09.23:33--09.32:41--09.58:32--10.15:08 105 Holthe, Ole S-5-1-3-4-Z 08.45--09.09:37--09.30:51--09.38:46--09.59:01--10.31:16 StNo Name Reihenfolge / Laufzeiten (min) / Laufzeiten seit Start (min:sec) ------Sortiert in Platzierungsreihenfolge----------------------------------------------------------------------- Kategorie: WOM 96 Omova, Michaela S-5-2-1-3-Z 15+13+10+ 5+ 9 0--15:11--28:14--37:46--42:53--52:22 81 Solovieva, Nina S-5-2-1-3-Z 12+14+ 9+ 8+10 0--12:10--26:07--35:26--43:08--52:40 26 Fursa, Elena S-5-2-1-3-Z 15+13+10+ 6+ 9 0--14:32--27:28--37:44--43:40--53:09 76 Anisimova, Tatiana S-2-1-5-3-Z 17+10+ 9+11+13 0--17:09--26:46--36:03--47:30--60:40 71 Goureeve, Tatiana S-2-1-3-5-Z 17+11+ 6+ 9+18 0--17:05--27:45--33:55--42:38--60:42 121 Simeckova, Barbora S-5-2-1-3-Z 15+18+13+ 7+ 9 0--14:56--32:36--45:47--52:55--62:08 91 Lotrekova, Hana S-5-2-1-3-Z 16+17+12+ 7+11 0--16:15--33:42--45:47--53:12--63:49 171 Kulicka, Agata S-5-2-1-3-Z 17+17+12+ 8+ 9 0--17:18--34:16--46:37--55:02--64:15 101 Baierova, Pavla S-5-2-1-3-Z 15+18+13+ 7+12 0--14:53--33:09--46:36--53:13--65:11 21 Lavrynenko, Nataliya S-5-2-1-3-Z 15+20+11+ 8+14 0--14:55--34:34--45:51--53:36--67:22
Bei Veranstaltungen mit grossen Teilnehmerzahlen können sich leicht mehrere Wettkämpfer am Zielgerät gleichzeitig einfinden. Und alle wollen sofort ihre Karte stecken, es kommt ja evtl. auf Bruchteile einer Sekunde an. Deshalb kann in die serielle Schnittstelle des Auswerte-PC ein Multiplexer eingeschleift werden, an den nun bis zu vier Ziel-FCCD oder auch der zweite Display-PC angeschaltet sind.
Für erhöhte Anforderungen an die Genauigkeit der Zeiterfassung kann an die zweite serielle Schnittstelle eine externe DCF77-Uhr angeschaltet werden. Die dazu gehörende Treibersoftware korrigiert direkt die PC-eigene Echtzeituhr, so dass keine weiteren Massnahmen im Auswerteprogramm vorzusehen sind.
Das PC-Programm unterstützt natürlich Servicefunktionen, die für die Vorbereitung und Durchführung eines Wettkampfes notwendig sind. Dazu gehören das Initialisieren und Testen der FoxHunterCards, das Löschen der alten Daten im FCCD, das Stellen der internen FCCD-Uhr, das Einstellen der FCCD-Gerätenummer, das manuelles Auslesen der Daten der FHC für Kontrollzwecke, die Feststellung aufgetretener Fehler, u.a. Tätigkeiten.
Es existiert in Berlin eine einsetzbare Technik zur Absicherung der Auswertung bei einem Fuchsjagdwettkampf, wie bisher bereits zweimal erfolgreich bewiesen wurde. Der Autor erwartet, dass die bisher in zwei Phasen realisierte Hard- und Software nicht der Endstand der Entwicklung sind.
Folgende Dinge sind angedacht oder schon in Vorbereitung:
Zum Schluss soll noch darauf hingewiesen werden, dass sich diese Zeiterfassungstechnik auch für andere Wettbewerbe mit mehr als tausend Wettkämpfern und bis zu 40 Zeiterfassungspunkten, wie zum Beispiel dem Orientierungslauf, eignet.
© Fotos/Zeichnungen: DL7VDB