CN207215127U - 一种基于穿戴设备的rfid室内定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，该系统属于室内定位技术领域，由RFID标签，RFID激励器，RFID阅读器，定位服务器模块和终端设备组成。RFID标签集成在可穿戴设备上，RFID激励器的信号强度与激励范围可人为调节，将其放置于定位目标在室内出入某区域必经的建筑物体上，当RFID标签通过其激励范围内时被激励发送信号给RFID阅读器。定位服务器模块，用于接收RFID阅读器信号，通过对数据计算得到定位目标的室内位置并将其发送至终端设备，终端设备包括计算机、智能手机和平板电脑，通过安装系统专用软件来实时查看目标的定位信息。该系统具有定位范围广、成本低、不受复杂空间环境影响、易于定位目标穿戴的优点。

Description

一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统

技术领域

本实用新型涉及一种定位系统，特别是涉及一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统。

背景技术

目前广泛应用的室外定位系统有GPS(Global Positioning System全球定位系统)，全球导航卫星系统等，这些系统都是基于卫星信号来确定用户坐标，由于建筑物中卫星信号显著衰减，因此它们不能用于精准定位室内位置。

室内定位已经成为许多场景下的必要需求，常见的室内无线定位技术有：Wi-Fi(Wireless Fidelity)、蓝牙、红外线、ZigBee技术、RFID(Radio FrequencyIdentification射频识别)。Wi-Fi技术以无线接入点的位置信息为基础，对已接入的移动设备进行定位，根据对环境因素的适应性不同，定位精度一般可达到3米到15米不等。由于Wi-Fi接入点所发送的无线信号很容易受环境因素的影响，被环境中的一些元素所削减，这对于Wi-Fi定位精度有不可估计的影响。蓝牙是一种短距离低功耗的无线传输技术，通过测量信号强度进行定位。采用该技术作室内定位时只能用于小范围定位，对于复杂的空间环境，其系统稳定性较差，受噪声信号干扰大。红外线定位是通过光学传感器接收移动设备发射调制的红外射线进行定位，由于光线不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播，且红外射线的传输距离较短，易受其他光线干扰，使其室内定位效果很差。ZigBee技术通过传感器之间的协调通信进行设备的位置定位，目前国内ZigBee技术主要采用ISM(theInstitute for Supply Management美国供应管理协会)频段中的2.5G频率，这使得其衍射能力弱，穿墙能力弱，在复杂的室内环境中定位精度大打折扣。RFID定位技术利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据，实现移动设备的识别和定位,且传输范围大，成本低，具有非视距传播的优势，但是不便于整合到移动设备中实现目标定位。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有室内定位技术中的定位范围小、稳定性差、受环境影响大和不便于整合到定位目标上的缺点，提供了一种具有定位范围大、成本低、不受复杂空间环境影响、易于定位目标穿戴优点的基于穿戴设备的RFID室内定位系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现的。一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，由RFID标签，RFID激励器，RFID阅读器，定位服务器模块和终端设备组成。所述RFID标签集成在可穿戴设备上。所述RFID激励器的信号强度与激励范围可人为调节，将其放置于定位目标在室内出入某区域必经的建筑物体上。所述定位服务器模块，用于无线信号的发送与接收以及对信号数据的存储和处理，计算定位目标的室内位置。所述终端设备，包括计算机、智能手机和平板电脑，用于实时查看目标定位信息。

进一步的，所述RFID标签采用膜内镶件成型技术制成。

进一步的，所述RFID标签由集成线路芯片和电源供应器构成。

进一步的，所述RFID标签具有全球唯一的电子编码用于标识目标对象。

进一步的，所述RFID标签只有在激励器激励范围内采集并发送信号。

进一步的，所述RFID激励器的工作频率为125KHZ。

进一步的，所述RFID激励器的激励范围调节至与其所放置的室内建筑物体的大小相匹配。

进一步的，所述RFID阅读器的工作频率为2.4GHZ。

进一步的，所述RFID阅读器具有无线网络服务器件用于与所述系统定位服务器模块通信。

进一步的，所述RFID阅读器在其信号辐射范围内接收RFID标签信号，并将RFID标签所传信息与自身信息通过网络发送给所述系统定位服务器模块。

进一步的，所述系统定位服务器模块接收到RFID阅读器所传的信号后，将数据处理成{TagID，AntID，Date，Time，AntRssi，AccCount，Threshold}的标准七元组形式，其中，TagID表示集成在穿戴设备上的RFID标签的唯一标识，AntID表示RFID激励器的标识，Date表示接收信号的当前日期，Time表示接收信号的当前时间，AntRssi表示该RFID激励器的Rssi(Received Signal Strength Indication接收的信号强度指示)值，AccCount表示该RFID标签通过该RFID激励器影响范围的计数值，Threshold表示集成有RFID标签的可穿戴设备通过该RFID激励器影响范围的时间阈值。

进一步的，所述系统定位服务器模块通过对标准七元组的计算处理，确定定位目标的室内位置，并发送到所述系统终端设备。

进一步的，所述系统终端设备通过安装所述系统的专用软件以实时查看定位目标的室内位置。

本实用新型的有益效果是：

1.将定位设备集成在可穿戴设备上，可以方便的实现目标室内定位，具有舒适、轻便、安全的特征。

2.克服了现有室内定位技术的小范围定位的缺点，RFID阅读器的辐射半径可达60m，并可通过增加设备来扩大影响范围，满足多数建筑的室内定位需求。

3.RFID定位技术具有非视距传播、非接触识别，能快速穿透恶劣环境阅读RFID标签，不受复杂室内环境影响。

4.所述系统具有高度实时性的优点，可随时通过终端设备查看目标位置。

附图说明

图1是本实用新型的模块结构工作示意图；

图2是本实用新型的定位服务器模块的工作流程图；

图3是本实用新型集成了RFID标签的穿戴设备示意图；

图4是本实用新型定位数据规格化后的数据格式。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体实施作进一步详细描述。

如图1所示，一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，由RFID标签，RFID激励器，RFID阅读器，定位服务器模块和终端设备组成。所述RFID标签集成在可穿戴设备上。所述RFID激励器的信号强度与激励范围可人为调节，将其放置于定位目标在室内出入某区域必经的建筑物体上。所述定位服务器模块，用于无线信号的发送与接收以及对信号数据的存储和处理，计算定位目标的室内位置。所述终端设备，包括计算机、智能手机和平板电脑，用于实时查看目标定位信息。

RFID标签采用膜内镶件成型技术制成，由集成线路芯片和电源供应器构成，其具有全球唯一的电子编码用于标识目标对象，并只有在激励器激励范围内采集并发送信号，将RFID标签集成在可穿戴设备上。

RFID激励器的工作频率为125KHZ，在室内建筑的出入某一区域必经的区域分割处，如门框、门厅等固定放置RFID激励器，将其激励范围调节至刚好覆盖其所放置的室内建筑物体，为RFID激励器分配唯一编号以标识室内区域位置。

RFID阅读器的工作频率为2.4GHZ，辐射半径达60m，放置RFID阅读器使得其辐射范围覆盖室内所需定位空间。

当RFID标签进入RFID激励器的激励范围内时，RFID激励器激励RFID标签将信号发送至RFID阅读器，阅读器通过无线网络将RFID标签所传信息与自身信息发送给所述系统定位服务器模块。

如图2所示，系统定位服务器模块接收到RFID阅读器所传的信号后，将数据处理成{TagID，AntID，Date，Time，AntRssi，AccCount，Threshold}的标准七元组形式，其中，TagID表示集成在穿戴设备上的RFID标签的唯一标识，AntID表示RFID激励器的标识，Date表示接收信号的当前日期，Time表示接收信号的当前时间，AntRssi表示该RFID激励器的Rssi(Received Signal Strength Indication接收的信号强度指示)值，AccCount表示该RFID标签通过该RFID激励器影响范围的计数值，Threshold表示集成有RFID标签的可穿戴设备通过该RFID激励器影响范围的时间阈值。

当定位目标穿戴有集成RFID标签的设备进入室内某区域时，系统定位服务器模块将AccCount值设为1，当定位目标走出同一区域时，AccCount值设为0，定位服务器模块通过计算AntID值与AccCount值即可确定定位目标当前的室内区域位置。

系统定位服务器模块为每个RFID激励器设置时间阈值Threshold来设定定位目标通过该激励器的激励范围所用最长时间，即在此时间段内系统定位服务器模块只作为定位目标通过一次激励范围记录。

系统定位服务器模块通过对标准五元组的计算处理，确定定位目标当前的室内位置，发送到所述系统终端设备，系统终端设备通过安装所述系统的专用软件以实时查看定位目标的室内位置。

以上所述为本实用新型的较佳实例，本实用新型并不局限于此，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 (13)

1.一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，由RFID标签，RFID激励器，RFID阅读器，定位服务器模块和终端设备组成，其特征在于：所述RFID标签集成在可穿戴设备上，所述RFID激励器的信号强度与激励范围可人为调节，将其放置于定位目标在室内出入某区域必经的建筑物体上，所述定位服务器模块，用于无线信号的发送与接收以及对信号数据的存储和处理，计算定位目标的室内位置，所述终端设备，包括计算机、智能手机和平板电脑，用于实时查看目标定位信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，其特征在于：所述RFID标签采用膜内镶件成型技术制成。

3.根据权利要求2所述的一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，其特征在于：所述RFID标签由集成线路芯片和电源供应器构成。

4.根据权利要求3所述的一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，其特征在于：所述RFID标签具有全球唯一的电子编码用于标识目标对象。

5.根据权利要求4所述的一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，其特征在于：所述RFID标签只有在激励器激励范围内采集并发送信号。

6.根据权利要求5所述的一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，其特征在于：所述RFID激励器的工作频率为125KHZ。

7.根据权利要求6所述的一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，其特征在于：所述RFID激励器的激励范围调节至与其所放置的室内建筑物体的大小相匹配。

8.根据权利要求7所述的一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，其特征在于：所述RFID阅读器的工作频率为2.4GHZ。

9.根据权利要求8所述的一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，其特征在于：所述RFID阅读器具有无线网络服务器件用于与所述系统定位服务器模块通信。

10.根据权利要求9所述的一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，其特征在于：所述RFID阅读器在其信号辐射范围内接收RFID标签信号，并将RFID标签所传信息与自身信息通过网络发送给所述系统定位服务器模块。

11.根据权利要求10所述的一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，其特征在于：所述系统定位服务器模块接收到RFID阅读器所传的信号后，将数据处理成{TagID，AntID，Date，Time，AntRssi，AccCount，Threshold}的标准七元组形式，其中，TagID表示集成在穿戴设备上的RFID标签的唯一标识，AntID表示RFID激励器的标识，Date表示接收信号的当前日期，Time表示接收信号的当前时间，AntRssi表示该RFID激励器的Rssi(Received SignalStrength Indication接收的信号强度指示)值，AccCount表示该RFID标签通过该RFID激励器影响范围的计数值，Threshold表示集成有RFID标签的可穿戴设备通过该RFID激励器影响范围的时间阈值。

12.根据权利要求11所述的一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，其特征在于：所述系统定位服务器模块通过对标准七元组的计算处理，确定定位目标的室内位置，并发送到所述系统终端设备。

13.根据权利要求12所述的一种基于穿戴设备的RFID室内定位系统，其特征在于：所述系统终端设备通过安装所述系统的专用软件以实时查看定位目标的室内位置。