CN101893709A - Rfid线性阵列人员定位监测系统及分布式人员定位监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种RFID线性阵列人员定位监测系统及方法，系统包括固定布设于监测区域地面下方的超高频RFID标签阵列、布设于相邻两行标签线列之间的线性监测天线和与监测天线相连的监测控制装置。方法包括对RFID标签阵列中的RFID标签逐一编号定位建立标准矩阵表、对电波覆盖区域中RFID标签探测读取、根据无法读取的RFID标签位置、数量及相邻RFID标签固定布设间距计算RFID标签阵列中人员数量和位置、根据RFID标签无法读取先后顺序和时间间隔计算人员移动方向和速度。采用了上述的RFID线性阵列人员定位监测系统及方法，能够有效对人员进行定位监测，实现成本较低，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛，为区域定位监测技术的进一步普及和发展奠定了坚实的基础。

Description

RFID线性阵列人员定位监测系统及分布式人员定位监测方法

技术领域

本发明涉及RFID无线射频识别技术领域，特别涉及RFID监测定位技术领域，具体是指一种RFID线性阵列人员定位监测系统及分布式人员定位监测方法。

背景技术

RFID(Radio Frequency Identification)是一种无线射频识别技术，由于超高频(400MHz～2.4GHz)RFID标签的电磁波易被水吸收而衰减，在实际使用过程中，常常由于受到液体容器或富含水分的物质(如高含水物品、人体、动物躯体等)的遮挡，造成超高频RFID标签无法识读的状况。

同时，现代生活中，已经存在各种各样的导航定位设备，如GPS等，但是这些设备的造价和系统的运营成本相对较高。特别是对于区域人员或者物品的定位监测系统，目前还没有很好的技术能够大规模普及应用，这样就给人们的工作和生活带来了很大的不便。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够有效对人员进行定位监测、成本较低、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的RFID线性阵列人员定位监测系统及分布式人员定位监测方法。

为了实现上述的目的，本发明的RFID线性阵列人员定位监测系统及分布式人员定位监测方法如下：

该RFID线性阵列人员定位监测系统，其主要特点是，所述的系统包括固定布设于监测区域地面下方的超高频RFID标签阵列、布设于该超高频RFID标签阵列中相邻的两行标签线列之间的线性监测天线和与该线性监测天线相连接的监测控制装置。

该RFID线性阵列人员定位监测系统中的超高频RFID标签阵列按照系统预设的固定布设间距和排列方式埋置布设于监测区域地面下方。

该RFID线性阵列人员定位监测系统中的固定布设间距为当人体直立时垂直投影至少覆盖2个以上的超高频RFID标签，且每个线性监测天线的两侧不超过400个超高频RFID标签。

该RFID线性阵列人员定位监测系统中的线性监测天线为超高频线性射频探测天线。

该RFID线性阵列人员定位监测系统中的相邻的线性监测天线的电波覆盖区域部分重叠。

该RFID线性阵列人员定位监测系统中的超高频RFID标签的频率范围为400MHz～2.4GHz。

该利用上述的系统进行分布式人员定位监测的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)系统对所布设的超高频RFID标签阵列中的RFID标签逐一进行编号定位，建立标准矩阵表；

(2)系统持续通过线性监测天线对其电波覆盖区域中的各个超高频RFID标签进行探测读取；

(3)系统根据无法读取的RFID标签的位置、数量以及相邻RFID标签的固定布设间距实时计算该超高频RFID标签阵列中人员的数量和分布位置；

(4)系统根据RFID标签无法读取的先后顺序和时间间隔实时计算人员的移动方向和移动速度。

该进行分布式人员定位监测的方法中的根据RFID标签无法读取的先后顺序和时间间隔实时计算人员的移动方向和移动速度，包括以下步骤：

(11)系统根据RFID标签无法读取和恢复读取的先后次序实时计算出人体在该超高频RFID标签阵列中移动的方向；

(12)系统根据RFID标签无法读取和恢复读取的时间间隔实时计算出人体在该超高频RFID矩阵中移动的速度。

采用了该发明的RFID线性阵列人员定位监测系统及分布式人员定位监测方法，由于其巧妙利用了高频电磁波易被水吸收而衰减的特性，并利用人体遮挡固定布设于地面下的超高频RFID标签阵列而产生无法读取的效应实时监测矩阵区域内人员的数量、分布、移动方向和移动速度，不仅能够有效对人员进行定位监测，而且整个系统的实现成本较低，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛，为RFID的广泛应用以及区域定位监测技术的进一步普及和发展奠定了坚实的基础。

附图说明

图1为本发明的RFID线性阵列人员定位监测系统的整体构成示意图。

图2为本发明的RFID线性阵列人员定位监测方法的工作原理示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1所示，该RFID线性阵列人员定位监测系统，其中包括固定布设于监测区域地面下方的超高频RFID标签阵列、布设于该超高频RFID标签阵列中相邻的两行标签线列之间的线性监测天线和与该线性监测天线相连接的监测控制装置；所述的线性监测天线为超高频线性射频探测天线，所述的超高频RFID标签的频率范围为400MHz～2.4GHz。

其中，所述的超高频RFID标签阵列按照系统预设的固定布设间距和排列方式埋置布设于监测区域地面下方；所述的固定布设间距为当人体直立时垂直投影至少覆盖2个以上的超高频RFID标签，且每个线性监测天线的两侧不超过400个超高频RFID标签；且相邻的线性监测天线的电波覆盖区域部分重叠。

再请参阅图2所示，该利用上述的系统进行分布式人员定位监测的方法，其中包括以下步骤：

(1)系统对所布设的超高频RFID标签阵列中的RFID标签逐一进行编号定位，建立标准矩阵表；

(2)系统持续通过线性监测天线对其电波覆盖区域中的各个超高频RFID标签进行探测读取；

(3)系统根据无法读取的RFID标签的位置、数量以及相邻RFID标签的固定布设间距实时计算该超高频RFID标签阵列中人员的数量和分布位置；

(4)系统根据RFID标签无法读取的先后顺序和时间间隔实时计算人员的移动方向和移动速度，包括以下步骤：

(a)系统根据RFID标签无法读取和恢复读取的先后次序实时计算出人体在该超高频RFID标签阵列中移动的方向；

(b)系统根据RFID标签无法读取和恢复读取的时间间隔实时计算出人体在该超高频RFID矩阵中移动的速度。

在实际使用当中，为了实现本发明的监测系统，需要在地面固定布设超高频RFID标签阵列，利用人体遮挡造成RFID标签无法读取的效应，可以实时监测矩阵区域内人员的数量、分布、移动方向和移动速度。

该监测系统的结构如图1所示，其工作原理如下：

监测区域的地面下按照固定的间距和排列埋置了超高频RFID标签阵列，在两行标签线列中间埋置了超高频线性射频监测天线，当阵列上面没有人或物遮挡时，监测天线可以读到阵列的所有标签；当阵列上面有人时，由于人脚对所在部位线性天线辐射电波的吸收，造成该部位阵列标签无法读取，系统就可根据无法读取的标签位置和数量，换算出阵列上人员的数量和位置；根据标签被遮挡的先后顺序和时间，可以换算出人员的移动方向和移动速度。如果在一个区域内并排布设多个RFID监测阵列，就可以实现大面积的人员监测定位。

再请参阅图2所示，根据监测系统对阵列中标签的读取情况，当前A2、B2、C2、B5、C5标签未读到，根据系统预设的的标签间距测算，在A2～C5区域有一个人体遮挡了地面的标签；当人体移动时，周围的标签相继被遮挡，而原来被遮挡的标签又恢复识别，根据恢复识别和被遮挡标签先后次序，可以换算出人体在阵列中移动的方向；根据标签被遮挡和恢复识别的时间间隔，可以测算出人体在阵列中移动的速度。

标签的布设间距以人脚任意方向垂直投影至少覆盖2个以上标签为宜，但也不可太密，以每节线性探测天线两侧不超过400个标签为宜。

系统布设完成后应对RFID标签逐一进行编号定位，建立标准矩阵表。

采用了上述的RFID线性阵列人员定位监测系统及分布式人员定位监测方法，由于其巧妙利用了高频电磁波易被水吸收而衰减的特性，并利用人体遮挡固定布设于地面下的超高频RFID标签阵列而产生无法读取的效应实时监测矩阵区域内人员的数量、分布、移动方向和移动速度，不仅能够有效对人员进行定位监测，而且整个系统的实现成本较低，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛，为RFID的广泛应用以及区域定位监测技术的进一步普及和发展奠定了坚实的基础。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.一种RFID线性阵列人员定位监测系统，其特征在于，所述的系统包括固定布设于监测区域地面下方的超高频RFID标签阵列、布设于该超高频RFID标签阵列中相邻的两行标签线列之间的线性监测天线和与该线性监测天线相连接的监测控制装置。

2.根据权利要求1所述的RFID线性阵列人员定位监测系统，其特征在于，所述的超高频RFID标签阵列按照系统预设的固定布设间距和排列方式埋置布设于监测区域地面下方。

3.根据权利要求2所述的RFID线性阵列人员定位监测系统，其特征在于，所述的固定布设间距为当人体直立时垂直投影至少覆盖2个以上的超高频RFID标签，且每个线性监测天线的两侧不超过400个超高频RFID标签。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的RFID线性阵列人员定位监测系统，其特征在于，所述的线性监测天线为超高频线性射频探测天线。

5.根据权利要求4所述的RFID线性阵列人员定位监测系统，其特征在于，所述的相邻的线性监测天线的电波覆盖区域部分重叠。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的RFID线性阵列人员定位监测系统，其特征在于，所述的超高频RFID标签的频率范围为400MHz～2.4GHz。

7.一种利用权利要求1所述的系统进行分布式人员定位监测的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)系统对所布设的超高频RFID标签阵列中的RFID标签逐一进行编号定位，建立标准矩阵表；

(2)系统持续通过线性监测天线对其电波覆盖区域中的各个超高频RFID标签进行探测读取；

(3)系统根据无法读取的RFID标签的位置、数量以及相邻RFID标签的固定布设间距实时计算该超高频RFID标签阵列中人员的数量和分布位置；

(4)系统根据RFID标签无法读取的先后顺序和时间间隔实时计算人员的移动方向和移动速度。

8.根据权利要求7所述的进行分布式人员定位监测的方法，其特征在于，所述的根据RFID标签无法读取的先后顺序和时间间隔实时计算人员的移动方向和移动速度，包括以下步骤：

(11)系统根据RFID标签无法读取和恢复读取的先后次序实时计算出人体在该超高频RFID标签阵列中移动的方向；

(12)系统根据RFID标签无法读取和恢复读取的时间间隔实时计算出人体在该超高频RFID矩阵中移动的速度。

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