CN206348002U - 一种基于rfid的室内实时定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于RFID的室内实时定位系统，包括有源RFID标签，RFID读取器，RFID激励天线，数据处理模块以及终端。所述数据处理模块包括核心控制电路和无线传输模块。有源RFID标签与衣服集成在一起，RFID激励天线的激励信号强度可调，RFID读取器与数据处理模块之间通过网络方式连接，终端通过安装与系统配套的应用软件可实时查看监测目标的位置。当被监测人进入监测区域时，RFID标签接收到RFID激励天线发出的激励信号而被唤醒，向RFID读取器发送信号。读取器接收到来自激励标签的信号，并通过WiFi模块，将信号传输至数据处理模块，数据处理模块接收到信号后，能够标准化信号，并利用这些有效信息确定该监测人目前所处的房间，以及在房间中的位置。

Description

一种基于RFID的室内实时定位系统

技术领域

本实用新型涉及一种定位系统，尤其是一种RFID室内实时定位系统。

背景技术

现有的定位技术通常是室外定位，例如GPS(Global Positioning System全球定位系统)，北斗卫星导航系统等，室外定位技术经过多年的发展，已经非常成熟，全球定位系统面向民用领域开放的精度已经能够达到10米之内。但是，当目标位于固定区域的室内环境中时，例如，在一栋大楼内部，上述定位系统的表现就差强人意了。

室内定位在人们的日常生活工作中能够起到巨大的作用。例如，在博物馆、展览馆内，使用室内定位导航可以为游客带来更加完善的客户体验；在危险品的管理工作中，对物品的实时定位将会大大降低危险品丢失、混淆的风险。

一般来讲，现有的使用无线信号进行室内定位的技术主要是采用红外、蓝牙、超声波、WiFi(Wireless Fidelity)、RFID(Radio Frequency Identification射频识别)等短距离无线技术。目前，WiFi技术由于很容易受到其他信号的干扰，从而影响精度，并且WiFi定位器的能耗也比较高。蓝牙定位系统的稳定性比较差，受噪声信号的影响比较大。红外定位技术容易受到其他种类光线的干扰，并且红外线的传输距离较短，导致其室内定位的效果很差。超声波定位技术会受到多径效应和非视距传播的影响，导致其定位精度很低。现有的RFID技术相对比较成熟，RFID技术具有非视距、免接触、成本低、识别速度快、安全性高、精确度高、识别速度快等优点，被广泛应用于生产、交通、物流、医疗、方位和资产管理等应用领域。尤其是近年来的“物联网”热潮大大推进了RFID的应用前景，使得基于RFID的定位技术成为室内定位领域的研究热点。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有室内定位技术中存在的不足，提供一种RFID室内实时定位系统，具有高精度、实时性、低成本等特点。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于RFID的室内实时定位系统，由有源RFID标签，RFID读取器，RFID激励天线，数据处理模块以及终端组成。所述数据处理模块包括核心控制电路和无线传输模块。所述终端包括个人计算机，平板电脑，智能手机。有源RFID标签与衣服集成在一起，RFID激励天线的激励信号强度可调，RFID读取器与数据处理模块之间通过网络方式连接，终端通过安装与系统配套的应用软件可实时查看监测目标的位置。

进一步的，所述与衣服集成在一起的RFID标签采用模内注塑工艺加工。

进一步的，所述与衣服集成在一起的RFID标签采用一体化硅胶封装。

进一步的，所述与衣服集成在一起的RFID标签由超低功耗射频芯片及高性能锂电池构成。

进一步的，所述与衣服集成在一起的RFID标签内部具有唯一编号。

进一步的，所述与衣服集成在一起的RFID标签在接收到RFID激励天线所发出的激励信号之后才会工作。

进一步的，所述RFID激励天线的工作频率为125KHz。

进一步的，所述RFID激励天线发送激励信号的强度可调。

进一步的，所述RFID读取器的工作频率为433MHz。

进一步的，所述RFID读取器具有外置天线接口。

进一步的，所述RFID读取器具有WiFi模块可通过网络方式与数据处理模块进行通讯。

进一步的，所述RFID读取器实时接收感应范围内的所有被激励的RFID标签信息，并把被激励的RFID标签信息以及RFID读取器自身信息通过网络传输至数据处理模块。

进一步的，所述数据处理模块接收到由RFID读取器传送的数据后，将数据标准化为五元数组{TagID,ReaderID,AntID,ReaderRssi,AntRssi}的形式，其中TagID为所述与衣服集成在一起的RFID标签的编号，ReaderID为发送信息的RFID读取器的编号，AntID为激励RFID标签工作的激励天线的编号，ReaderRssi为RFID读取器监测到RFID标签信号时该标签与读取器之间的Rssi(Received Signal Strength Indication接收的信号强度指示)值，AntRssi为RFID读取器监测到RFID标签信号时该标签与激励该标签的RFID激励天线之间的Rssi值。

进一步的，所述数据处理模块由标准化的五元数组可以计算出被监测对象的实时位置，并将位置信息通过无线传输模块发送送至终端设备显示。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1,本实用新型通过对RFID标签生产工艺进行优化，使得RFID标签与衣服集成，更加方便人员携带与使用，并且能够保证使用人员的安全，不会干扰使用人员的正常作息，不会令使用人员感到不适。

2,通过在RFID读取器上加装WiFi模块，使得接收信息能够及时通过网络方式传送至数据处理模块，保证了定位信息的实时性以及布线的便捷性。

3,通过ReaderID,AntID,ReaderRssi,AntRssi值进行人员实时定位，提高了室内人员定位的精度，并且能够保证定位数据的实时性。

4,通过安装在终端的应用软件能够对区域内的人员分布情况与单个房间内的人员分布情况进行实时查询，满足了管理人员的不同需求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的数据处理模块的工作流程图；

图3是本实用新型的将RFID标签与衣服集成的效果图；

图4是本实用新型中经过数据处理模块标准化后数据的格式。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种基于RFID的室内实时定位系统，包括有源RFID标签，RFID读取器，RFID激励天线，数据处理模块以及终端。所述数据处理模块包括核心控制电路和无线传输模块，所述终端包括个人计算机，平板电脑，智能手机。

首先，我们需要在指定区域内布置好RFID读取器与RFID激励天线，每一个RFID读取器与RFID激励天线分别被分配一个唯一设备编号。被监测人员在进入指定区域之前，需要穿上我们所设计好的衣服，该衣服上集成了RFID标签，该RFID标签的编号具有唯一性，当被监测人员进入到RFID激励天线的覆盖区域内以后，集成在衣服上的RFID标签会接收到RFID激励天线发出的激励信号，从而将标签自身信息以及激励信息发送给距离最近的RFID读取器，然后RFID读取器立刻通过WiFi模块把标签信息，激励信息以及自身设备信息发送给数据处理模块。数据处理模块对接收到的所有信息进行标准化，计算出每个监测人员目前所处的位置，然后通过无线传输模块将位置信息发送至终端设备。系统管理人员可以通过安装在终端的应用程序查看区域内总的人员分布情况或单个房间内的人员分布情况。

如图2所示，当数据处理模块接收到RFID读取器发送的数据后，将数据标准化为五元数组{TagID,ReaderID,AntID,ReaderRssi,AntRssi}的形式，其中TagID为所述与衣服集成在一起的RFID标签的编号，ReaderID为发送信息的RFID读取器的编号，AntID为激励RFID标签工作的激励天线的编号，ReaderRssi为RFID读取器监测到RFID标签信号时该标签与读取器之间的Rssi(Received Signal Strength Indication接收的信号强度指示)值，AntRssi为RFID读取器监测到RFID标签信号时该标签与激励该标签的RFID激励天线之间的Rssi值。

数据处理模块根据ReaderID以及AntID值可推测出被监测人在区域内的大体位置，例如，可将被监测人的位置局限在某个具体的房间。

数据处理模块根据ReaderRssi值以及AntRssi值可计算出被监测人的具体位置，例如，可将被监测人的位置确定在房间中的某个区域。

如上所述仅为本实用新型的较佳实例而已，并不局限本实用新型，凡在本实用新型的精神与原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种基于RFID的室内实时定位系统,其特征在于：一种基于RFID的室内实时定位系统，由有源RFID标签，RFID读取器，RFID激励天线，数据处理模块以及终端组成；所述数据处理模块包括核心控制电路和无线传输模块；所述终端包括个人计算机，平板电脑，智能手机；有源RFID标签与衣服集成在一起，RFID激励天线的激励信号强度可调，RFID读取器与数据处理模块之间通过网络方式连接，终端通过安装与系统配套的应用软件可实时查看监测目标的位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的室内实时定位系统,其特征在于：所述与衣服集成在一起的RFID标签采用模内注塑工艺加工。

3.根据权利要求2所述的一种基于RFID的室内实时定位系统,其特征在于：所述与衣服集成在一起的RFID标签采用一体化硅胶封装。

4.根据权利要求3所述的一种基于RFID的室内实时定位系统,其特征在于：所述与衣服集成在一起的RFID标签由超低功耗射频芯片及高性能锂电池构成。

5.根据权利要求4所述的一种基于RFID的室内实时定位系统,其特征在于：所述与衣服集成在一起的RFID标签内部具有唯一编号。

6.根据权利要求5所述的一种基于RFID的室内实时定位系统,其特征在于：所述与衣服集成在一起的RFID标签在接收到RFID激励天线所发出的激励信号之后才会工作。

7.根据权利要求6所述的一种基于RFID的室内实时定位系统,其特征在于：所述RFID激励天线的工作频率为125KHz。

8.根据权利要求7所述的一种基于RFID的室内实时定位系统,其特征在于：所述RFID激励天线发送激励信号的强度可调。

9.根据权利要求8所述的一种基于RFID的室内实时定位系统,其特征在于：所述RFID读取器的工作频率为433MHz。

10.根据权利要求9所述的一种基于RFID的室内实时定位系统,其特征在于：所述RFID读取器具有外置天线接口。

11.根据权利要求10所述的一种基于RFID的室内实时定位系统,其特征在于：所述RFID读取器具有WiFi模块可通过网络方式与数据处理模块进行通讯。

12.根据权利要求11所述的一种基于RFID的室内实时定位系统,其特征在于：所述RFID读取器实时接收感应范围内的所有被激励的RFID标签信息，并把被激励的RFID标签信息以及RFID读取器自身信息通过网络传输至数据处理模块。

13.根据权利要求12所述的一种基于RFID的室内实时定位系统,其特征在于：所述数据处理模块接收到由RFID读取器传送的数据后，将数据标准化为五元数组{TagID,ReaderID,AntID,ReaderRssi,AntRssi}的形式，其中TagID为所述与衣服集成在一起的RFID标签的编号，ReaderID为发送信息的RFID读取器的编号，AntID为激励RFID标签工作的激励天线的编号，ReaderRssi为RFID读取器监测到RFID标签信号时该标签与读取器之间的Rssi(Received Signal Strength Indication接收的信号强度指示)值，AntRssi为RFID读取器监测到RFID标签信号时该标签与激励该标签的RFID激励天线之间的Rssi值。

14.根据权利要求13所述的一种基于RFID的室内实时定位系统,其特征在于：所述数据处理模块由标准化的五元数组可以计算出被监测对象的实时位置，并将位置信息通过无线传输模块发送送至终端设备显示。