基于RFID的地震遺址導(dǎo)覽與安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：為了設(shè)計(jì)實(shí)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(jì)了包括智能化現(xiàn)場導(dǎo)覽管理，地震危險(xiǎn)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(dòng)態(tài)監(jiān)管，實(shí)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(hù)才能有效保護(hù)生命。由于地震遺址場所的特殊性，如何更好地實(shí)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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控參觀人員的行跡，并結(jié)合PDA移動(dòng)應(yīng)用終端，將人員實(shí)時(shí)監(jiān)控與精確定位技術(shù)相融合，實(shí)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(jìn)行操作，再將終端收集的數(shù)據(jù)上傳并進(jìn)行處理。但考慮到PC機(jī)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?，F(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(shí)現(xiàn)同步，結(jié)合對射頻卡的讀、寫能力，能實(shí)時(shí)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(jì)的智能掌上數(shù)據(jù)處理終端設(shè)備，同時(shí)還能提供豐富的應(yīng)用軟件資源和硬件接口等?；赑DA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(shí)在PDA移動(dòng)終端上亦能方便、快捷地進(jìn)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(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)對物品自動(dòng)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(shí)現(xiàn)多標(biāo)簽同時(shí)識別的自動(dòng)識別技術(shù)。此技術(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲取功能和對外界環(huán)境較強(qiáng)的適應(yīng)能力，是實(shí)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(shí)時(shí)獲取的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)對廣范圍內(nèi)的參觀人員群體實(shí)行實(shí)時(shí)導(dǎo)覽、定位、安全監(jiān)控、危險(xiǎn)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(jìn)入有效工作區(qū)域時(shí)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(jìn)行相關(guān)的處理；應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(xiǎn)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(dòng)終端，現(xiàn)場實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)對導(dǎo)覽對象的全過程動(dòng)態(tài)監(jiān)控。若有參觀人員闖入預(yù)先定義的危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，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(bào)警器。