CN116582816B - 一种基于rfid技术的室内外人员定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于射频识别技术领域，提供了一种基于RFID技术的室内外人员定位系统，包括：RFID定位标签，用于根据时间发射程序定时向外发送射频信号；定位基站，用于接收射频信号，根据射频信号、接收时间以及接收到的信号强度生成综合信号；定位服务器，用于接收若干个综合信号，根据射频信号对综合信号进行分类，得到若干个类别，确定每个类别中传输时间最短的三个综合信号，根据三个所述综合信号确定生成对应人员的位置信息；位置信息验证模块，用于调取信号衰减地图，根据位置信息和信号衰减地图对三个所述综合信号进行验证。使用本发明时，无需布置大量的定位基站即可实现室内人员和室外人员的定位，且能够对位置信息进行验证。

Description

一种基于RFID技术的室内外人员定位系统

技术领域

本发明涉及射频识别技术领域，具体是涉及一种基于RFID技术的室内外人员定位系统。

背景技术

射频识别（RFID）的原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的，标签进入阅读器覆盖区域后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（适用于无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（适用于有源标签或主动标签），阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

RFID智能定位技术是一种区域性的定位采集，对人和物的自动识别和区域性定位，技术手段是通过在室内区域安装一定数量的定位基站200（阅读器），使基站信号覆盖整个需要定位的区域，人员佩戴定位标签，当佩戴定位标签的人进入所述室内区域就能被定位到，但是当人员脱离所述室内区域，就无法进行定位，如果在室外布置定位基站200，所需要的基站数量较多，定位成本高。因此，需要提供一种基于RFID技术的室内外人员定位系统，旨在解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于RFID技术的室内外人员定位系统，以解决上述背景技术中存在的问题。

本发明是这样实现的，一种基于RFID技术的室内外人员定位系统，所述系统包括：

RFID定位标签，用于根据时间发射程序定时向外发送射频信号，所述射频信号包括人员信息和发射时间；

定位基站，用于接收RFID定位标签发射的射频信号，根据射频信号、接收时间以及接收到的信号强度生成综合信号，将综合信号发送至定位服务器；

定位服务器，用于接收若干个定位基站发送的综合信号，根据射频信号对综合信号进行分类，得到若干个类别，确定每个类别中传输时间最短的三个综合信号，根据三个所述综合信号确定生成对应人员的位置信息；

位置信息验证模块，用于调取信号衰减地图，根据位置信息和信号衰减地图对三个所述综合信号进行验证，验证通过后，输出位置信息和对应的人员信息。

作为本发明进一步的方案：所述RFID定位标签具体包括：

发射时间确定单元，用于根据时间发射程序确定发射时间；

射频信号发射单元，若当前时间为发射时间时，用于调取人员信息并生成射频信号，将所述射频信号向外发射。

作为本发明进一步的方案：所述定位服务器具体包括：

位置数据调取单元，用于调取发送综合信号的定位基站的位置数据，将位置数据添加至对应的综合信号中；

综合信号分类单元，用于根据射频信号中的人员信息和发射时间对综合信号进行分类，得到若干个类别，每个类别中的人员信息和发射时间均相同；

传输时间确定单元，用于确定所有类别中每个射频信号的传输时间，所述传输时间根据发射时间和接收时间得到，确定每个类别中传输时间最短的三个综合信号；

位置信息确定单元，用于根据三个所述综合信号确定生成对应人员的位置信息。

作为本发明进一步的方案：根据三个所述综合信号确定生成对应人员的位置信息的步骤，具体包括：

对三个所述综合信号进行分析，根据传输时间确定人员与对应的定位基站之间的距离，得到三个距离半径；

以定位基站的位置数据为圆心，以对应的距离半径画圆，得到三个圆形；

确定三个圆形的交汇区域，所述交汇区域的中心为对应人员的位置信息。

作为本发明进一步的方案：所述位置信息验证模块具体包括：

传输路径确定单元，用于根据位置信息和三个定位基站的位置数据确定三个传输路径；

信号衰减度单元，用于调取信号衰减地图，确定三个传输路径的信号衰减度；

传输路径验证单元，用于将每个信号衰减度与对应的接收到的信号强度进行对比，确定传输路径是否符合实际，当三条传输路径全部符合实际情况时，验证通过，输出位置信息和对应的人员信息。

作为本发明进一步的方案：当某条传输路径不符合实际情况时，根据传输时间为第四位的综合信号重新确定对应人员的位置信息。

作为本发明进一步的方案：所述调取信号衰减地图，确定三个传输路径的信号衰减度的步骤，具体包括：

确定每个传输路径的若干个传输区域；

根据信号衰减地图确定每个传输区域的信号衰减程度，对所有的信号衰减程度进行整合得到信号衰减度。

作为本发明进一步的方案：所述RFID定位标签还包括紧急救助单元，当紧急救助单元被用户按下，会发送射频信号，且射频信号中包含报警信息。

本发明的另一目的在于提供一种基于RFID技术的室内外人员定位方法，所述方法包括以下步骤：

根据时间发射程序定时向外发送射频信号，所述射频信号包括人员信息和发射时间；

接收RFID定位标签发射的射频信号，根据射频信号、接收时间以及接收到的信号强度生成综合信号，将综合信号发送至定位服务器；

接收若干个定位基站发送的综合信号，根据射频信号对综合信号进行分类，得到若干个类别，确定每个类别中传输时间最短的三个综合信号，根据三个所述综合信号确定生成对应人员的位置信息；

调取信号衰减地图，根据位置信息和信号衰减地图对三个所述综合信号进行验证，验证通过后，输出位置信息和对应的人员信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明能够根据射频信号、接收时间以及接收到的信号强度生成综合信号，根据射频信号对综合信号进行分类，得到若干个类别，确定每个类别中传输时间最短的三个综合信号，根据三个所述综合信号确定生成对应人员的位置信息；最后还会调取信号衰减地图，根据位置信息和信号衰减地图对三个所述综合信号进行验证。如此，使用本发明时，无需布置大量的定位基站即可实现室内人员和室外人员的定位，且能够对位置信息进行验证，定位较为准确。

附图说明

图1为一种基于RFID技术的室内外人员定位系统的结构示意图。

图2为一种基于RFID技术的室内外人员定位系统中RFID定位标签的结构示意图。

图3为一种基于RFID技术的室内外人员定位系统中定位服务器的结构示意图。

图4为一种基于RFID技术的室内外人员定位系统中位置信息验证模块的结构示意图。

图5为一种基于RFID技术的室内外人员定位方法的流程图。

实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供了一种基于RFID技术的室内外人员定位系统，所述系统包括：

RFID定位标签100，用于根据时间发射程序定时向外发送射频信号，所述射频信号包括人员信息和发射时间；

定位基站200，用于接收RFID定位标签100发射的射频信号，根据射频信号、接收时间以及接收到的信号强度生成综合信号，将综合信号发送至定位服务器300；

定位服务器300，用于接收若干个定位基站200发送的综合信号，根据射频信号对综合信号进行分类，得到若干个类别，确定每个类别中传输时间最短的三个综合信号，根据三个所述综合信号确定生成对应人员的位置信息；

位置信息验证模块400，用于调取信号衰减地图，根据位置信息和信号衰减地图对三个所述综合信号进行验证，验证通过后，输出位置信息和对应的人员信息。

需要说明的是，射频识别（RFID）的原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的，RFID智能定位技术是一种区域性的定位采集，对人和物的自动识别和区域性定位，技术手段是通过在室内区域安装一定数量的定位基站200（阅读器），使基站信号覆盖整个需要定位的区域，人员佩戴定位标签，当佩戴定位标签的人进入所述室内区域就能被定位到，但是当人员脱离所述室内区域，就无法进行定位，如果在室外布置定位基站200，所需要的基站数量较多，定位成本高，本发明实施例旨在解决上述问题。

本发明实施例中，需要布置若干个定位基站200，室内外人员均需要佩戴有源的RFID定位标签100，内置有电池，电池可以更换，RFID定位标签100的型号需要根据实际的信号传输距离进行确定，RFID定位标签100中设置有时间发射程序，会根据时间发射程序定时向外发送射频信号，所述射频信号包括人员信息和发射时间，传输距离内的定位基站200都会接收到RFID定位标签100发射的射频信号，根据射频信号、接收时间以及接收到的信号强度生成综合信号，将综合信号发送至定位服务器300；然后定位服务器300会根据射频信号对综合信号进行分类，得到若干个类别，每个类别的射频信号对应同一个人员信息和发射时间，确定每个类别中传输时间最短的三个综合信号，需要说明的是，射频信号在传输过程中遇到障碍物会发生衍射和反射，这时信号传输的就不是直线，不利于定位，传输时间越短，整个传输路径越接近于直线，所以本发明实施例会根据三个所述综合信号确定生成对应人员的位置信息，位置信息确定的较为准确，且还会通过位置信息验证模块400调取信号衰减地图，根据位置信息和信号衰减地图对三个所述综合信号进行验证，验证通过后，才会输出位置信息和对应的人员信息，保证了输出结果的准确性。

如图2所示，作为本发明一个优选的实施例，所述RFID定位标签100具体包括：

发射时间确定单元101，用于根据时间发射程序确定发射时间；

射频信号发射单元102，若当前时间为发射时间时，用于调取人员信息并生成射频信号，将所述射频信号向外发射。

本发明实施例中，时间发射程序是事先设置的，例如从九点开始，每隔30秒确定一个发射时间，当前时间为发射时间时，会调取人员信息并生成射频信号，所述人员信息包括人员姓名和工号。

如图3所示，作为本发明一个优选的实施例，所述定位服务器300具体包括：

位置数据调取单元301，用于调取发送综合信号的定位基站200的位置数据，将位置数据添加至对应的综合信号中；

综合信号分类单元302，用于根据射频信号中的人员信息和发射时间对综合信号进行分类，得到若干个类别，每个类别中的人员信息和发射时间均相同；

传输时间确定单元303，用于确定所有类别中每个射频信号的传输时间，所述传输时间根据发射时间和接收时间得到，确定每个类别中传输时间最短的三个综合信号；

位置信息确定单元304，用于根据三个所述综合信号确定生成对应人员的位置信息。

本发明实施例中，还会自动调取发送综合信号的定位基站200的位置数据，每个定位基站200都绑定有位置数据，将位置数据添加至对应的综合信号中；确定所有类别中每个射频信号的传输时间时，传输时间根据发射时间和接收时间得到，这样就可以得到每个类别中传输时间最短的三个综合信号；然后自动对三个所述综合信号进行分析，根据传输时间确定人员与对应的定位基站200之间的距离，得到三个距离半径，距离半径等于传输时间乘以信号的传播速度；接着以定位基站200的位置数据为圆心，以对应的距离半径画圆，就可以得到三个圆形，最后确定三个圆形的交汇区域，所述交汇区域的中心为对应人员的位置信息，如果精准无误的话，三个圆形的交汇区域为一个交汇点。

如图4所示，作为本发明一个优选的实施例，所述位置信息验证模块400具体包括：

传输路径确定单元401，用于根据位置信息和三个定位基站200的位置数据确定三个传输路径；

信号衰减度单元402，用于调取信号衰减地图，确定三个传输路径的信号衰减度；

传输路径验证单元403，用于将每个信号衰减度与对应的接收到的信号强度进行对比，确定传输路径是否符合实际，当三条传输路径全部符合实际情况时，验证通过，输出位置信息和对应的人员信息。

本发明实施例中，会根据位置信息和三个定位基站200的位置数据确定三个传输路径，传输路径就是从位置信息直达定位基站200；并调取信号衰减地图，所述信号衰减地图是提前根据空间障碍物进行制定的，根据信号衰减地图可以确定每个传输路径的若干个传输区域，进而确定每个传输区域的信号衰减程度，对所有的信号衰减程度进行整合得到信号衰减度，这样就可以预测衰减后的强度；然后将每个信号衰减度与对应的接收到的信号强度进行对比，确定传输路径是否符合实际，当接收到的信号强度与预测的衰减后的强度相当时，说明传输路径符合实际，当三条传输路径全部符合实际情况时，验证通过，输出位置信息和对应的人员信息；当某条传输路径不符合实际情况时，根据传输时间为第四位的综合信号重新确定对应人员的位置信息。

本发明实施例中，所述RFID定位标签100还包括紧急救助单元，当紧急救助单元被用户按下，会发送射频信号，且射频信号中包含报警信息，以提醒后台监控人员及时救助。

如图5所示，本发明实施例还提供了一种基于RFID技术的室内外人员定位方法，所述方法包括以下步骤：

S100，根据时间发射程序定时向外发送射频信号，所述射频信号包括人员信息和发射时间；

S200，接收RFID定位标签发射的射频信号，根据射频信号、接收时间以及接收到的信号强度生成综合信号，将综合信号发送至定位服务器；

S300，接收若干个定位基站发送的综合信号，根据射频信号对综合信号进行分类，得到若干个类别，确定每个类别中传输时间最短的三个综合信号，根据三个所述综合信号确定生成对应人员的位置信息；

S400，调取信号衰减地图，根据位置信息和信号衰减地图对三个所述综合信号进行验证，验证通过后，输出位置信息和对应的人员信息。

本发明实施例中，需要布置若干个定位基站，室内外人员均需要佩戴有源的RFID定位标签，内置有电池，电池可以更换，RFID定位标签的型号需要根据实际的信号传输距离进行确定，RFID定位标签中设置有时间发射程序，会根据时间发射程序定时向外发送射频信号，所述射频信号包括人员信息和发射时间，传输距离内的定位基站都会接收到RFID定位标签发射的射频信号，根据射频信号、接收时间以及接收到的信号强度生成综合信号，将综合信号发送至定位服务器；然后定位服务器会根据射频信号对综合信号进行分类，得到若干个类别，每个类别的射频信号对应同一个人员信息和发射时间，确定每个类别中传输时间最短的三个综合信号，需要说明的是，射频信号在传输过程中遇到障碍物会发生衍射和反射，这时信号传输的就不是直线，不利于定位，传输时间越短，整个传输路径越接近于直线，所以本发明实施例会根据三个所述综合信号确定生成对应人员的位置信息，位置信息确定的较为准确，且还会通过位置信息验证模块调取信号衰减地图，根据位置信息和信号衰减地图对三个所述综合信号进行验证，验证通过后，才会输出位置信息和对应的人员信息，保证了输出结果的准确性。

以上仅对本发明的较佳实施例进行了详细叙述，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

Claims (5)

1.一种基于RFID技术的室内外人员定位系统，其特征在于，所述系统包括：

RFID定位标签，用于根据时间发射程序定时向外发送射频信号，所述射频信号包括人员信息和发射时间；

定位基站，用于接收RFID定位标签发射的射频信号，根据射频信号、接收时间以及接收到的信号强度生成综合信号，将综合信号发送至定位服务器；

定位服务器，用于接收若干个定位基站发送的综合信号，根据射频信号对综合信号进行分类，得到若干个类别，确定每个类别中传输时间最短的三个综合信号，根据三个所述综合信号确定生成对应人员的位置信息；

位置信息验证模块，用于调取信号衰减地图，根据位置信息和信号衰减地图对三个所述综合信号进行验证，验证通过后，输出位置信息和对应的人员信息；

所述定位服务器具体包括：

位置数据调取单元，用于调取发送综合信号的定位基站的位置数据，将位置数据添加至对应的综合信号中；

综合信号分类单元，用于根据射频信号中的人员信息和发射时间对综合信号进行分类，得到若干个类别，每个类别中的人员信息和发射时间均相同；

传输时间确定单元，用于确定所有类别中每个射频信号的传输时间，所述传输时间根据发射时间和接收时间得到，确定每个类别中传输时间最短的三个综合信号；

位置信息确定单元，用于根据三个所述综合信号确定生成对应人员的位置信息；

所述位置信息验证模块具体包括：

传输路径确定单元，用于根据位置信息和三个定位基站的位置数据确定三个传输路径；

信号衰减度单元，用于调取信号衰减地图，确定三个传输路径的信号衰减度；

传输路径验证单元，用于将每个信号衰减度与对应的接收到的信号强度进行对比，确定传输路径是否符合实际，当三条传输路径全部符合实际情况时，验证通过，输出位置信息和对应的人员信息；

所述调取信号衰减地图，确定三个传输路径的信号衰减度的步骤，具体包括：

确定每个传输路径的若干个传输区域；

根据信号衰减地图确定每个传输区域的信号衰减程度，对所有的信号衰减程度进行整合得到信号衰减度。

2.根据权利要求1所述的基于RFID技术的室内外人员定位系统，其特征在于，所述RFID定位标签具体包括：

发射时间确定单元，用于根据时间发射程序确定发射时间；

射频信号发射单元，若当前时间为发射时间时，用于调取人员信息并生成射频信号，将所述射频信号向外发射。

3.根据权利要求1所述的基于RFID技术的室内外人员定位系统，其特征在于，根据三个所述综合信号确定生成对应人员的位置信息的步骤，具体包括：

对三个所述综合信号进行分析，根据传输时间确定人员与对应的定位基站之间的距离，得到三个距离半径；

以定位基站的位置数据为圆心，以对应的距离半径画圆，得到三个圆形；

确定三个圆形的交汇区域，所述交汇区域的中心为对应人员的位置信息。

4.根据权利要求1所述的基于RFID技术的室内外人员定位系统，其特征在于，当某条传输路径不符合实际情况时，根据传输时间为第四位的综合信号重新确定对应人员的位置信息。

5.根据权利要求1所述的基于RFID技术的室内外人员定位系统，其特征在于，所述RFID定位标签还包括紧急救助单元，当紧急救助单元被用户按下，会发送射频信号，且射频信号中包含报警信息。