RU2780776C1

RU2780776C1 - Positioning system of radio frequency tags in a building with increased selectivity for emergency evacuation management

Info

Publication number: RU2780776C1
Application number: RU2021129936A
Authority: RU
Inventors: Сергей Олегович Алексинский
Original assignee: Сергей Олегович Алексинский
Filing date: 2021-10-13
Publication date: 2022-09-30

Abstract

FIELD: emergency situations.

SUBSTANCE: invention relates to a positioning system for radio frequency tags in a building for emergency evacuation management. The system contains radio frequency tags receiving control codes and transmitting an identifier code, connected wirelessly with readers transmitting control codes and receiving signals of tags identifier codes, a server designed to receive wirelessly the identifier codes of each tag and information about its location from the reader, connected by wireless Internet to a mobile or stationary terminal the device of the decisionmaker, the gateways located on each floor of the building, each tag is connected via a first-level radial radio channel to a reader within the premises and to readers of adjacent premises, readers located in each room of the building are connected via a second-level radial radio channel to a floor gateway, gateways are connected via a third-level radial radio channel to a server, each reader is designed to determine the level of signals of radio frequency tags and fix the time of their receipt, additionally contains a selector of the levels of the tag signals, including a transceiver with an antenna, analog-to-digital converter, unit for storing the signal code of the previous cycle tag, subtractor, digital comparator of the increment sign, unit for generating the difference module, digital comparator of increment, logical element “AND” for position code generation, logical element “AND” for recording signal generation, position code memory unit, synchronizer, transmitter of the position code of the tag with antenna, a tag address generator.

EFFECT: increase in the accuracy of determining the location and identification of tags in the premises of the building.

1 cl, 3 dwg

Description

Заявленное техническое решение относится к средствам позиционирования объектов на основе радиочастотной идентификации и может применяться для идентификации и локального позиционирования меток-транспондеров в многоэтажном здании, например, учебного заведения. The claimed technical solution relates to means for positioning objects based on radio frequency identification and can be used for identification and local positioning of transponder tags in a multi-storey building, for example, an educational institution.

Известна «Шахтная система мониторинга, оповещения и определения местоположения горнорабочих» (патент на изобретение RU 2401947 С2, МПК E21F 17/18, 2010 г.) содержащая установленные в шахтной выработке датчики регистрации местоположения и направления перемещения горнорабочих, терминалы операторов, осуществляющих мониторинг местоположения горнорабочих. Горнорабочие оснащаются транспонд ерами и индивидуальными брелками. Транспондеры предназначены для обмена кодовыми радиосигналами в режиме запроса-ответа с устройствами приема-передачи, которые расположены вдоль выработки шахты. Индивидуальные брелки излучают индивидуальные маячковые кодовые сигналы в акустическом, инфракрасном и радиодиапазонах волн, причем коды излучения отождествляются с личностью горнорабочего. Устройство распознавания и формирования команд управления, а также база данных к нему реализованы в ЭВМ. База данных включает сведения о расположении датчиков, координатах устройств запроса-ответа, индивидуальных кодах транспондеров и отождествляемых с ними владельцах, модуляционных параметрах индивидуальных маячковых кодовых сигналов брелков. Помимо этого, в выработке шахты размещаются устройства активирования индивидуальных брелков и распознавания индивидуальных маячковых кодовых сигналов излучения брелков в акустическом, радио- и инфракрасном диапазонах волн. Все датчики, устройства приема-передачи, устройства распознавания, активирования индивидуальных брелков, подвижные видео- и инфракрасные камеры подключены к устройству распознавания и формирования команд управления.Known "Mine system for monitoring, alerting and determining the location of miners" (patent for invention RU 2401947 C2, IPC E21F 17/18, 2010) containing sensors installed in mine workings for registering the location and direction of movement of miners, terminals of operators monitoring the location of miners . Miners are equipped with transponders and individual key fobs. The transponders are designed for the exchange of code radio signals in the request-response mode with the receiving-transmitting devices, which are located along the mine working. Individual key fobs emit individual beacon code signals in the acoustic, infrared and radio wave ranges, and the emission codes are identified with the identity of the miner. The device for recognizing and generating control commands, as well as the database for it, are implemented in a computer. The database includes information about the location of the sensors, the coordinates of the interrogation-response devices, the individual codes of the transponders and the owners identified with them, the modulation parameters of the individual beacon code signals of the key fobs. In addition, devices for activating individual key fobs and recognizing individual beacon code signals of key fobs radiation in the acoustic, radio and infrared wavelength ranges are placed in the mine working. All sensors, devices for receiving and transmitting, devices for recognizing, activating individual key fobs, mobile video and infrared cameras are connected to the device for recognizing and generating control commands.

Недостатком указанной системы является узкая область применения и сложность конструкции.The disadvantage of this system is the narrow scope and design complexity.

Известна «Система и способ локального позиционирования, система обслуживания пассажиров и воздушное судно» (патент на изобретение RU 2745578 С2, МПК H04W 4/42, H04W 4/02, B64D 11/00, 2019 г.), содержащая считывающее устройство беспроводной передачи данных, устройство обработки данных. Устройство для обработки данных содержит серверное устройство с возможностью беспроводного приема сигналов. Система обслуживания пассажиров содержит систему локального позиционирования и устройство для обработки запроса пассажира. Для осуществления способа считывают данные от метки из множества меток беспроводной передачи данных, расположенных в различных местах области заданной конструкции, создают сигнал метки передачи данных, представляющий считанные данные метки, осуществляют доступ к карте сопоставления множества меток относительно заданной конструкции, определяют положение.Known "System and method of local positioning, passenger service system and aircraft" (patent for invention RU 2745578 C2, IPC H04W 4/42, H04W 4/02, B64D 11/00, 2019), containing a wireless data transmission reader , data processing device. The data processing device comprises a server device capable of receiving signals wirelessly. The passenger service system contains a local positioning system and a device for processing a passenger request. To implement the method, data from a tag is read from a plurality of wireless data transmission tags located in different places in the area of a given structure, a data transmission tag signal is generated representing the read tag data, access is made to a mapping map of a plurality of tags relative to a given structure, position is determined.

Известна «Система детектирования местоположения с использованием RFID метки» (патент на изобретение RU 2513920 С2, МПК G06K 17/00, G08B 21/18, 2014 г.), принятая за прототип, указанная система обеспечивает возможность осуществления расположения RFID считывателей, имеющих широкий диапазон распознавания для приема информации о местоположении через упомянутые RFID считыватели в любом месте. Передачу этой информации осуществляют одновременно с предварительно заданными сообщениями в соответствии с частотой RFID активации через другой RFID считыватель, установленный в портативном телефоне, а также с возможностью информирования охранника пользователя о безопасности пользователя через эти сообщения. Охранник может подтверждать информацию о местоположении пользователя через рабочий сервер и может непосредственно подключаться к сети общественной безопасности при наступлении экстренной ситуации. При этом пользователь портативного телефона может вводить символы и посылать сообщения желаемого характера для информирования охранника о безопасности пользователя.Known "Location detection system using RFID tags" (patent for invention RU 2513920 C2, IPC G06K 17/00, G08B 21/18, 2014), adopted as a prototype, this system provides the possibility of locating RFID readers with a wide range recognition to receive location information through said RFID readers anywhere. The transmission of this information is carried out simultaneously with predefined messages in accordance with the RFID activation frequency through another RFID reader installed in the portable phone, as well as with the possibility of informing the user's security guard about the user's safety through these messages. The security guard can confirm the user's location information through the work server, and can directly connect to the public safety network when an emergency occurs. In this case, the user of the portable telephone can enter characters and send messages of the desired nature to inform the guard about the safety of the user.

Недостатком указанной системы является использование известного принципа матричного («сотового») расположения считывателей. Применительно к решаемой задаче селективного определения нахождения и идентификации меток в помещениях здания такой подход неприемлем из-за невозможности учета неоднородности среды распространения электромагнитных волн (наличия стен и перекрытий здания), а также необходимости значительных мощностей передатчиков меток.The disadvantage of this system is the use of the well-known principle of the matrix ("cell") arrangement of readers. With regard to the problem being solved of selectively determining the location and identification of tags in the premises of a building, this approach is unacceptable due to the impossibility of taking into account the inhomogeneity of the propagation medium of electromagnetic waves (the presence of walls and ceilings of the building), as well as the need for significant powers of tag transmitters.

Технический результат заключается в повышении точности и оперативности определения нахождения и идентификации меток в помещениях здания.The technical result is to increase the accuracy and efficiency of determining the location and identification of marks in the premises of the building.

Технический результат достигается тем, что система позиционирования радиочастотных меток в здании для управления эвакуацией в чрезвычайных ситуациях содержащая радиочастотные метки, принимающие управляющие коды и передающие код-идентификатор, соединенные беспроводной связью со считывателями, передающими управляющие коды и принимающие сигналы кодов-идентификаторов меток, сервер, предназначенный для приема беспроводным образом кодов-идентификаторов каждой метки и информации о ее местоположении от считывателя, соединен беспроводной сетью интернет с мобильным или стационарным терминальным устройством руководителя, дополнительно содержит шлюзы, расположенные на каждом этаже здания, каждая метка соединена по радиальному радиоканалу первого уровня со считывателем в пределах помещения и со считывателями смежных помещений, считыватели, расположенные в каждом помещении здания, соединены по радиальному радиоканалу второго уровня со шлюзом этажа, шлюзы соединены по радиальному радиоканалу третьего уровня с сервером, каждый считыватель, выполненный с возможностью определения уровня сигналов радиочастотных меток и фиксации моментов времени их поступления, дополнительно содержит селектор уровней сигналов меток, включающий приемопередатчик с антенной, аналого-цифровой преобразователь, блок запоминания кода сигнала метки предыдущего цикла, вычитатель, цифровой компаратор знака приращения, блок формирования модуля разности, цифровой компаратор приращения, логический элемент «И» формирования кода позиции, логический элемент «И» формирования сигнала записи, блок памяти кода позиции, синхронизатор, передатчик кода позиции метки с антенной, генератор адреса метки, при этом приемопередатчик подключен к аналого-цифровому преобразователю соединенному с входом данных блока запоминания кода сигнала метки предыдущего цикла, с входом уменьшаемого вычитателя и с первым не инвертирующим входом цифрового компаратора знака приращения, выход блока запоминания кода сигнала метки предыдущего цикла соединен с вторым инвертирующим входом цифрового компаратора знака приращения и с входом вычитаемого вычитателя, выход вычитателя подключен через блок формирования модуля разности к не инвертирующему входу цифрового компаратора приращения, выполненного с возможностью получения на второй инвертирующий вход сигнала кода порога, а выход цифрового компаратора приращения подключен к первому входу логического элемента «И» формирования кода позиции и к первому входу логического элемента «И» формирования сигнала записи, выход цифрового компаратора знака приращения подключен ко второму входу логического элемента «И» формирования кода позиции, выход которого соединен с информационным входом блока памяти кода позиции, с входом записи которого соединен выход логического элемента «И» формирования сигнала записи, первый выход синхронизатора подключен ко второму входу логического элемента «И» формирования сигнала записи, второй выход синхронизатора подключен ко второму входу записи блока запоминания кода сигнала метки предыдущего цикла, выход блока памяти кода позиции подключен к входу данных передатчика кода позиции метки, ко второму входу которого подключен генератор адреса метки соединенный со вторым входом приемопередатчика.The technical result is achieved by the fact that the system for positioning radio-frequency tags in a building for managing evacuation in emergency situations, containing radio-frequency tags that receive control codes and transmit an identifier code, connected by wireless communication with readers that transmit control codes and receive signals of tag identifier codes, a server, designed to wirelessly receive the identification codes of each tag and information about its location from the reader, is connected by a wireless Internet network to the mobile or stationary terminal device of the head, additionally contains gateways located on each floor of the building, each tag is connected via a first-level radial radio channel with the reader within the premises and with readers of adjacent premises, the readers located in each room of the building are connected via a radial radio channel of the second level with the floor gateway, the gateways are connected via a radial radio channel of the third level with the server, each reader, configured to determine the level of RF tag signals and fix the time points of their arrival, additionally contains a tag signal level selector, including a transceiver with an antenna, an analog-to-digital converter, a block for storing the tag signal code of the previous cycle, a subtractor, digital increment sign comparator, difference modulus generation unit, digital increment comparator, logical element "AND" of generating the position code, logical element "AND" of generating the recording signal, position code memory block, synchronizer, tag position code transmitter with antenna, tag address generator, with In this case, the transceiver is connected to an analog-to-digital converter connected to the data input of the block for storing the signal code of the mark signal of the previous cycle, with the input of the reduced subtractor and with the first non-inverting input of the digital comparator of the increment sign, the output of the block for storing the code of the mark signal of the previous cycle connected with the second inverting input of the digital increment sign comparator and with the input of the subtracted subtractor, the subtractor output is connected through the difference module generation unit to the non-inverting input of the digital increment comparator, configured to receive the threshold code signal to the second inverting input, and the output of the digital increment comparator is connected to to the first input of the logic element "AND" for generating the position code and to the first input of the logic element "AND" for generating the recording signal, the output of the digital increment sign comparator is connected to the second input of the logic element "AND" for generating the position code, the output of which is connected to the information input of the code memory block position, with the recording input of which the output of the logic element "AND" of the formation of the recording signal is connected, the first output of the synchronizer is connected to the second input of the logic element "AND" of the formation of the recording signal, the second output of the synchronizer is connected to the second recording input of the memory block and the mark signal of the previous cycle, the output of the position code memory block is connected to the data input of the mark position code transmitter, the second input of which is connected to the mark address generator connected to the second input of the transceiver.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами. На фиг. 1 приведена структура системы позиционирования радиочастотных меток в здании для управления эвакуацией в чрезвычайных ситуациях. На фиг. 2 приведена функциональная схема селектора. На фиг.3 приведена временная диаграмма синхронизирующих сигналов Т1 и Т2.The essence of the invention is illustrated by graphic materials. In FIG. Figure 1 shows the structure of the positioning system for RFID tags in a building to control evacuation in emergency situations. In FIG. 2 shows the functional diagram of the selector. Figure 3 shows the timing diagram of the clock signals T1 and T2.

Система позиционирования радиочастотных меток в здании для управления эвакуацией в чрезвычайных ситуациях содержит радиочастотные метки 1, которыми снабжен каждый человек, находящийся в здании. Каждая метка 1 соединена по радиальному радиоканалу первого уровня со считывателями 2 в пределах помещения и со считывателями смежных помещений и принимает управляющие коды и передает код-идентификатор. Считыватели 2, расположенные в каждом помещении здания, выполнены с возможностью определения уровня сигналов радиочастотных меток и фиксации моментов времени их поступления. Считыватели 2, расположенные в каждом помещении здания, соединены по радиальному радиоканалу второго уровня со шлюзом 3 этажа. Шлюзы 3 соединены по радиальному радиоканалу третьего уровня с сервером 4. Сервер 4, предназначенный для приема беспроводным образом кодов-идентификаторов каждой метки и информации об их местоположении от считывателей 2 через шлюзы 3, соединен беспроводной сетью интернет с мобильным или стационарным терминальным устройством 5 руководителя. Каждый считыватель 2 для осуществления фиксации положения метки в помещении дополнительно содержит селектор уровней сигналов меток. Селектор (фиг. 2) включает приемопередатчик 7 с антенной 6, аналого-цифровой преобразователь 8, блок запоминания кода сигнала метки предыдущего цикла 9, вычитатель 10, цифровой компаратор знака приращения 11, блок формирования модуля разности 12, цифровой компаратор приращения 13, логический элемент «И» формирования кода позиции 14, логический элемент «И» формирования сигнала записи 15, блок памяти кода позиции 16, синхронизатор 17, передатчик кода позиции метки 18 с антенной 19, генератор адреса меток 20.The system for positioning radio-frequency tags in a building for managing evacuation in emergency situations contains radio-frequency tags 1, which are equipped with each person in the building. Each label 1 is connected via a first-level radial radio channel with readers 2 within the premises and with readers of adjacent premises and receives control codes and transmits an identifier code. Readers 2, located in each room of the building, are configured to determine the level of radio frequency tag signals and fix the time points of their arrival. Readers 2, located in each room of the building, are connected via a radial radio channel of the second level with the gateway of the 3rd floor. Gateways 3 are connected via a radial radio channel of the third level with server 4. Server 4, designed to wirelessly receive identification codes of each label and information about their location from readers 2 through gateways 3, is connected by a wireless Internet network to a mobile or stationary terminal device 5 of the head. Each reader 2 for fixing the position of the tag in the room additionally contains a selector for the levels of the tag signals. The selector (Fig. 2) includes a transceiver 7 with an antenna 6, an analog-to-digital converter 8, a block for storing the signal code of the mark of the previous cycle 9, a subtractor 10, a digital comparator of the sign of the increment 11, a block for generating the difference module 12, a digital increment comparator 13, a logic element "AND" position code generation 14, logic element "AND" formation of the write signal 15, position code memory block 16, synchronizer 17, tag position code transmitter 18 with antenna 19, tag address generator 20.

Приемопередатчик 7 подключен к аналого-цифровому преобразователю 8. Выход аналого-цифрового преобразователя 8 соединен с входом данных блока запоминания кода сигнала метки предыдущего цикла 9, с входом уменьшаемого вычитателя 10 и с первым не инвертирующим входом цифрового компаратора знака приращения 11. Выход блока запоминания кода сигнала метки предыдущего цикла 9 подключен с вторым инвертирующим входом цифрового компаратора знака приращения 11 и с входом вычитаемого вычитателя 10. Выход вычитателя 10 подключен через блок формирования модуля разности 12 к не инвертирующему входу цифрового компаратора приращения 13, который выполнен с возможностью получения на второй инвертирующий вход сигнала кода порога D. Выход цифрового компаратора приращения 13 подключен к первому входу логического элемента «И» формирования кода позиции 14 и к первому входу логического элемента «И» формирования сигнала записи 15. Выход цифрового компаратора знака приращения 11 подключен ко второму входу логического элемента «И» формирования кода позиции 14. Выход логического элемента «И» формирования кода позиции 14 соединен с информационном входом блока памяти кода позиции 16. Со вторым входом записи блока памяти кода позиции 16 соединен выход логического элемента «И» формирования сигнала записи 15. Первый выход синхронизатора 17 подключен ко второму входу логического элемента «И» формирования сигнала записи 15. Второй выход синхронизатора 17 подключен ко второму входу записи блока запоминания кода сигнала метки предыдущего цикла 9. Выход блока памяти кода позиции 16 подключен к входу данных передатчика кода позиции метки 18, ко второму входу которого подключен генератор адреса метки 20 соединенный со вторым входом приемопередатчика 7.The transceiver 7 is connected to an analog-to-digital converter 8. The output of the analog-to-digital converter 8 is connected to the data input of the block for storing the signal code of the mark of the previous cycle 9, with the input of the reduced subtractor 10 and with the first non-inverting input of the digital comparator of the increment sign 11. The output of the block for storing the code the signal of the mark of the previous cycle 9 is connected to the second inverting input of the digital comparator of the increment sign 11 and to the input of the subtracted subtractor 10. The output of the subtractor 10 is connected through the unit for forming the difference module 12 to the non-inverting input of the digital increment comparator 13, which is configured to receive the second inverting input threshold code signal D. The output of the digital increment comparator 13 is connected to the first input of the logic element "AND" generating the position code 14 and to the first input of the logic element "AND" generating the write signal 15. The output of the digital increment sign comparator 11 is connected to the second input of the logic th element "AND" of the formation of the position code 14. The output of the logic element "AND" of the formation of the position code 14 is connected to the information input of the memory block of the position code 16. The output of the logic element "AND" of the formation of the recording signal 15 is connected to the second input of the record of the memory block of the position code 16 The first output of the synchronizer 17 is connected to the second input of the logical element "AND" of the formation of the recording signal 15. The second output of the synchronizer 17 is connected to the second input of the record of the block for storing the signal code of the mark of the previous cycle 9. The output of the memory block of the position code 16 is connected to the data input of the transmitter of the position code tag 18, to the second input of which is connected the tag address generator 20 connected to the second input of the transceiver 7.

Система позиционирования радиочастотных меток в здании для управления эвакуацией в чрезвычайных ситуациях работает следующим образом. Для локализации меток в помещениях здания организована трехуровневая структура «помещение - этаж - здание» (фиг. 1). Во всех помещениях здания, например, здания школы в классных комнатах, коридорах, и т.д. стационарно расположены считыватели 2, по радиоканалу первого уровня способные опрашивать произвольно перемещаемые людьми метки 1. Считыватели 2 выполнены с возможностью передачи по радиоканалу второго уровня данных в шлюз этажа 3. Шлюзы 3 этажей выполнены с возможностью передачи данных по радиоканалу третьего уровня в сервер 4. Сервер 4 выполнен с возможностью обработки и передачи данных в терминальное устройство 5 руководителя, которое может быть как стационарным, так и мобильным. В селекторе считывателя 2 генератор адреса метки 20 циклически поочередно формирует адрес каждой метки, который поступает на вход адреса передатчика приемопередатчика 7 и передается его передатчиком через антенну 6 в эфир. Все метки 1 принимают его сигналы, а метка с переданным адресом формирует сигнал отклика. Радиосигнал от указанной метки через антенну 6 поступает в приемопередатчик 7 на вход приемника сигнала, на выходе которого формируется амплитудно-детектированный сигнал Аан. характеризующий уровень радиосигнала. Далее в аналого-цифровом преобразователе 8 аналоговый сигнал преобразуется в цифровой код А. На выходе блока запоминания кода сигнала метки предыдущего цикла 9 сформирован код В. Функциональное средство цифрового селектора меток по расположению в исходном помещении со считывателем и смежном помещении, представляет собой систему распознавания образов на два класса путем логического анализа кода приращения уровня сигнала метки С=А-В, формируемого вычитателем 10. Для этого, во-первых, определяется факт перемещения между помещениями, для которого характерно значительное увеличение или уменьшение уровня сигнала. С этой целью блок формирования модуля разности 12 формирует модуль приращения

который сравнивает с пороговым значением D при помощи функции компаратора приращения 13 (при

значение выходного бинарного сигнала на его выходе Е=1, что означает - «перемещение в помещение или из него», при

наоборот, Е=0 - «стационарное состояние»). Во-вторых, определяется направление перемещения метки из помещения или в помещение по знаку приращения. С этой целью компаратор знака приращения 11 формирует бинарный код знака приращения F (при А>В, F=1, что означает перемещение в помещение, а при А<В, F=0, наоборот, из помещения). Если имело место перемещение метки между помещениями (Е=1), то для фиксации признака принадлежности метки к помещению в котором расположен описываемый считыватель на выходе логического элемента «И» 14 формируется признак G=E&F. Фиксация уровня сигнала метки в блоке запоминания кода сигнала метки предыдущего цикла 9 и передача признака положения метки для сохранения логики работы должны быть разнесены во времени. С этой целью синхронизатор 17 сначала формирует короткий импульс Т1, который при перемещении метки между помещениями (Е=1) с помощью элемента «И» 15 передается на вход управления записью в блок памяти кода позиции 16, где фиксируется признак G. На выходе блока 16 сохраняется признак P=G соответствующий моменту Т1. Применение блока памяти позволяет обеспечить устойчивость функционирования селектора при нестабильном уровне радиосигнала. Передатчик 18 с антенной 19 передают признак Р и адрес метки сформированный генератором адреса меток 20 в качестве данных в эфир для шлюза этажа 3. В следующий момент времени по короткому импульсу Т2 синхронизатора 17 текущее значение уровня сигнала А записывается в блок запоминания кода сигнала метки предыдущего цикла 9. Далее под управлением генератора адреса меток 20 и синхронизатора 17 процесс опроса меток циклически повторяется.The system for positioning RFID tags in a building to manage emergency evacuation works as follows. To localize marks in the premises of the building, a three-level structure "room - floor - building" is organized (Fig. 1). In all areas of the building, e.g. school building in classrooms, corridors, etc. Readers 2 are permanently located, capable of interrogating arbitrarily moved by people tags 1 via a radio channel of the first level. Readers 2 are configured to transmit data via a radio channel of the second level to the floor gateway 3. Gateways 3 floors are configured to transmit data via a radio channel of the third level to the server 4. Server 4 is configured to process and transmit data to the manager's terminal device 5, which can be both stationary and mobile. In the reader selector 2, the tag address generator 20 cyclically in turn generates the address of each tag, which is fed to the address input of the transmitter of the transceiver 7 and transmitted by its transmitter through the antenna 6 on the air. All labels 1 receive its signals, and the label with the transmitted address generates a response signal. The radio signal from the specified label through the antenna 6 enters the transceiver 7 at the input of the signal receiver, at the output of which the amplitude-detected signal Aan is formed. characterizing the level of the radio signal. Further, in the analog-to-digital converter 8, the analog signal is converted into digital code A. At the output of the block for storing the signal code of the mark signal of the previous cycle 9, code B is generated. into two classes by logical analysis of the code for incrementing the signal level of the C=A-B mark, generated by the subtractor 10. To do this, firstly, the fact of movement between rooms is determined, which is characterized by a significant increase or decrease in the signal level. To this end, the block for generating the difference module 12 generates the increment module

which compares with the threshold value D using the gain comparator function 13 (with

the value of the output binary signal at its output is E = 1, which means “moving into or out of the room”, with

on the contrary, E=0 - "stationary state"). Secondly, the direction of moving the label from the room or into the room is determined by the increment sign. To this end, the increment sign comparator 11 generates a binary code of the increment sign F (when A>B, F=1, which means moving into the room, and when A<B, F=0, on the contrary, from the room). If there was a movement of the label between the rooms (E=1), then to fix the attribute of the label belonging to the room in which the described reader is located at the output of the logic element "AND" 14, the sign G=E&F is formed. Fixing the level of the mark signal in the block for storing the code of the mark signal of the previous cycle 9 and the transfer of the sign of the position of the mark to save the operation logic must be spaced apart in time. To this end, the synchronizer 17 first generates a short pulse T1, which, when the label is moved between rooms (E=1), using the “AND” element 15, is transmitted to the control input of the entry into the memory block of the position code 16, where the sign G is fixed. At the output of the block 16 the attribute P=G corresponding to the moment T1 is preserved. The use of a memory block makes it possible to ensure the stability of the selector operation with an unstable radio signal level. Transmitter 18 with antenna 19 transmit the sign P and the label address generated by the label address generator 20 as data on the air for the floor gateway 3. At the next time, on a short pulse T2 of the synchronizer 17, the current value of the signal level A is recorded in the block for storing the label signal code of the previous cycle 9. Further, under the control of the label address generator 20 and the synchronizer 17, the label polling process is repeated cyclically.

По сравнению с известными техническими решениями, заявляемая система позволяет селективно распознавать образы метки находящейся в помещении и метки находящейся в смежном помещении при неоднородности среды распространения электромагнитных волн, например, при прохождении через стены и перекрытия здания. Признаком принадлежности метки к помещению, является динамическое изменение во времени величины и знака приращения уровней сигналов принимаемых считывателем. Таким образом, заявляемая система позиционирования обеспечивает оперативное представление точных данных о месторасположении людей снабженных метками в здании, например учащихся, преподавателей и сотрудников школы, руководителю эвакуационного мероприятия в учебном заведении при чрезвычайной ситуации с повышенной избирательностью по сравнению со статической системой.Compared with the known technical solutions, the claimed system allows to selectively recognize the images of the tag located in the room and the tag located in the adjacent room when the electromagnetic wave propagation medium is inhomogeneous, for example, when passing through the walls and floors of the building. A sign that the tag belongs to the room is a dynamic change in time of the magnitude and sign of the increment of the signal levels received by the reader. Thus, the inventive positioning system provides for the prompt presentation of accurate data on the location of tagged people in the building, for example, students, teachers and school employees, to the head of the evacuation event in an educational institution in an emergency with increased selectivity compared to a static system.

Claims

A system for positioning RFID tags in a building for emergency evacuation management, comprising RFID tags that receive control codes and transmit an identifier code, connected by wireless communication with readers that transmit control codes and receive signals of the tag identifier codes, a server designed to be received wirelessly identification codes of each tag and information about its location from the reader, connected by a wireless Internet network to a mobile or stationary terminal device of the head, characterized in that it additionally contains gateways located on each floor of the building, each tag is connected via a first-level radial radio channel with the reader in within the premises and with readers of adjacent premises, the readers located in each room of the building are connected via a second-level radial radio channel to the floor gateway, the gateways are connected via a third-level radial radio channel to the server m, each reader, configured to determine the level of RF tag signals and fix the time points of their arrival, additionally contains a tag signal level selector, including a transceiver with an antenna, an analog-to-digital converter, a previous cycle tag signal code storage unit, a subtractor, a digital sign comparator increments, difference modulus generation unit, digital increment comparator, logical element “AND” for generating the position code, logical element “AND” for generating the write signal, position code memory block, synchronizer, tag position code transmitter with antenna, tag address generator, while the transceiver connected to an analog-to-digital converter connected to the data input of the previous cycle mark signal code memory block, to the input of the reduced subtractor and to the first non-inverting input of the digital increment sign comparator, the output of the previous cycle mark signal code memory block is connected to the second input by the inverting input of the digital comparator of the increment sign and with the input of the subtracted subtractor, the output of the subtractor is connected through the block for generating the difference module to the non-inverting input of the digital increment comparator, configured to receive the threshold code signal to the second inverting input, and the output of the digital increment comparator is connected to the first input of the logic element "AND" of the position code generation and to the first input of the logical element "AND" of the formation of the recording signal, the output of the digital increment sign comparator is connected to the second input of the logical element "AND" of the formation of the position code, the output of which is connected to the information input of the position code memory block, with the input recording of which the output of the logical element "AND" of the formation of the recording signal is connected, the first output of the synchronizer is connected to the second input of the logical element "AND" of the formation of the recording signal, the second output of the synchronizer is connected to the second input of the recording of the block for storing the code of the signal label pr After the next cycle, the output of the position code memory block is connected to the data input of the tag position code transmitter, to the second input of which the tag address generator is connected, connected to the second input of the transceiver.