基于RFID的地震遺址導(dǎo)覽與安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計
摘要:為了設(shè)計實現(xiàn)北川地震遺址導(dǎo)覽與安全監(jiān)控系統(tǒng),主要基于RFID技術(shù),設(shè)計了包括智能化現(xiàn)場導(dǎo)覽管理,地震危險區(qū)域參觀人員的安全監(jiān)控,以及后臺軟件平臺管理,完成了對遺址區(qū)域內(nèi)人員的全過程動態(tài)監(jiān)管,實現(xiàn)了基于RFID技術(shù)的地震遺址參觀管理模塊的創(chuàng)新。
關(guān)鍵詞:RFID技術(shù);PDA;地震遺址管理;現(xiàn)場導(dǎo)覽
0 引言
北川廢墟作為汶川大地震的產(chǎn)物,告訴了人們過去發(fā)生的重大災(zāi)難,也警示人們?nèi)绾卧诖鬄?zāi)難面前更好地做好自我防護才能有效保護生命。由于地震遺址場所的特殊性,如何更好地實現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)參觀人員的導(dǎo)覽管理、安全監(jiān)控等,都是該智能化管理系統(tǒng)的重中之重。
鑒于此,本文提出基于RFID(Radio Frequency Identification,無線射頻識別)技術(shù)實現(xiàn)實時監(jiān)控參觀人員的行跡,并結(jié)合PDA移動應(yīng)用終端,將人員實時監(jiān)控與精確定位技術(shù)相融合,實現(xiàn)基于RFID技術(shù)的地震遺址參觀管理系統(tǒng)的創(chuàng)新。在RFID技術(shù)的應(yīng)用中,常規(guī)的方法都是通過后臺應(yīng)用系統(tǒng)或者直接在終端設(shè)備上進行操作,再將終端收集的數(shù)據(jù)上傳并進行處理。但考慮到PC機和筆記本電腦均存在著體積過大,攜帶、供電不便等諸多問題,而PDA是一種比筆記本電腦要小巧輕便的數(shù)據(jù)終端,其數(shù)據(jù)處理、信息管理和電子商務(wù)等功能完善。現(xiàn)將RFID和PDA結(jié)合應(yīng)用,不僅保持了PDA的原有功能,而且還具有了對射頻卡的讀、寫能力,可充分利用PDA具有多種高級數(shù)據(jù)采集功能以及靈活的語音和數(shù)據(jù)通訊功能,并且與無線局域網(wǎng)實現(xiàn)同步,結(jié)合對射頻卡的讀、寫能力,能實時訪問數(shù)據(jù)信息,形成具有高可靠性、低功耗、操作簡單、模塊化設(shè)計的智能掌上數(shù)據(jù)處理終端設(shè)備,同時還能提供豐富的應(yīng)用軟件資源和硬件接口等。基于PDA的RFID人員信息采集裝置可大大提高地震遺址參觀管理系統(tǒng)的工作效率,為參觀人員提供方便高效的導(dǎo)覽服務(wù)模式,是現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集、電子管理的發(fā)展方向,同時在PDA移動終端上亦能方便、快捷地進行二次應(yīng)用開發(fā)。
1 RFID系統(tǒng)工作原理
RFID是通過讀寫器與安裝在物品上的電子標(biāo)簽的電磁耦合或電感耦合來進行數(shù)據(jù)通信,實現(xiàn)對物品自動識別,是連接物理空間中的物體和信息空間中的ID的紐帶。RFID還是惟一可以實現(xiàn)多標(biāo)簽同時識別的自動識別技術(shù)。此技術(shù)的實時數(shù)據(jù)獲取功能和對外界環(huán)境較強的適應(yīng)能力,是實現(xiàn)地震遺址此類大型參觀區(qū)域中數(shù)目眾多的人員信息快速、準(zhǔn)確、實時獲取的基礎(chǔ),是實現(xiàn)對廣范圍內(nèi)的參觀人員群體實行實時導(dǎo)覽、定位、安全監(jiān)控、危險區(qū)域預(yù)警等智能化管理的有力保障。
典型的RFID系統(tǒng)主要由讀寫器、電子標(biāo)簽、中間件和應(yīng)用系統(tǒng)軟件組成。RFID系統(tǒng)基本工作原理如下:由讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送特定頻率的射頻信號,當(dāng)電子標(biāo)簽進入有效工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而獲得能量,電子標(biāo)簽被激活,使得電子標(biāo)簽將自身編碼信息通過內(nèi)置射頻天線發(fā)送出去;讀寫器的接收天線接收到從標(biāo)簽發(fā)送來的調(diào)制信號,經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到讀寫器信號處理模塊,經(jīng)解調(diào)和解碼后將有效信息送至后臺應(yīng)用系統(tǒng)進行相關(guān)的處理;應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算識別該標(biāo)簽的身份,針對不同的設(shè)定作出相應(yīng)的處理和控制,最終發(fā)出指令信號控制讀寫器完成相應(yīng)的讀寫操作。
本文采用的是北京洪德智源信息技術(shù)有限公司的JX3000R手持RFID智能移動信息終端。該終端充分結(jié)合RFID,PDA,GPS,GIS等技術(shù),為系統(tǒng)提供了現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與管理功能。系統(tǒng)RFID識讀采用2.4~2.483 GHz頻段,能可靠識讀靜止或快速移動的目標(biāo),識讀距離為50~150 m,識讀無盲區(qū),發(fā)射功率為-16~4dBm范圍內(nèi)可調(diào)。天線采用內(nèi)置全向天線,振動沖擊符合《GJB-150-86》標(biāo)準(zhǔn)。
2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)主要由3個主要單元組成:智能化現(xiàn)場導(dǎo)覽管理(下面簡稱“現(xiàn)場導(dǎo)覽單元”),地震危險區(qū)域參觀人員的安全監(jiān)控(下面簡稱“安全監(jiān)控單元”),以及后臺軟件平臺管理(下面簡稱“后臺管理單元”),如圖1所示,系統(tǒng)的主要功能模塊說明如下:
地震遺址區(qū)域內(nèi)導(dǎo)游由手持的PDA移動終端,現(xiàn)場實時采集參觀人員的RFID標(biāo)簽ID信息,并通過GPS確定導(dǎo)游自身的位置,由CDMA無線通信技術(shù)將ID信息、位置信息等傳送至后臺管理單元的數(shù)據(jù)庫中,并由GIS地理信息系統(tǒng)直觀地將位置信息顯示在后臺監(jiān)控終端上,可實現(xiàn)對導(dǎo)覽對象的全過程動態(tài)監(jiān)控。若有參觀人員闖入預(yù)先定義的危險區(qū)域時,現(xiàn)場的RFID閱讀器將該人員的RFID標(biāo)簽ID信息,由CDMA技術(shù)傳送至后臺管理單元的監(jiān)控終端,并立即觸發(fā)現(xiàn)場的報警器。
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