基于RFID的新型交互式生命搜救儀器
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時(shí)間：2011-03-01
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根據(jù)標(biāo)簽的供電形式，RFID系統(tǒng)可分為有源、無(wú)源和半有源系統(tǒng)。有源系統(tǒng)的標(biāo)簽使用標(biāo)簽內(nèi)部的電池來(lái)供電，主動(dòng)發(fā)射信號(hào)，系統(tǒng)識(shí)別距離較長(zhǎng)，可達(dá)幾十米甚至上百米。有源標(biāo)簽的電池壽命理論上能夠達(dá)到3-5年，但是根據(jù)電池的質(zhì)量、使用的環(huán)境等因素，壽命會(huì)大幅縮減。無(wú)源射頻標(biāo)簽不含電池，它利用讀寫(xiě)器發(fā)射的電磁波進(jìn)行耦合來(lái)為自己提供能量，它的重量輕、體積小，壽命可以非常長(zhǎng)，成本低廉?？梢灾瞥筛鞣N各樣的薄卡或者掛扣卡，識(shí)別距離可達(dá)到十米左右。半有源系統(tǒng)的標(biāo)簽帶有電池，但是電池只起到對(duì)標(biāo)簽內(nèi)部電路供電的作用，標(biāo)簽本身并不發(fā)射信號(hào)。在本系統(tǒng)中我們采用無(wú)源待機(jī)有源激活的策略降低功耗。
RFID標(biāo)簽主要組成部分如圖2所示。其中無(wú)源模塊只負(fù)責(zé)接收激活信號(hào)，有源模塊負(fù)責(zé)與讀寫(xiě)器通信。系統(tǒng)采用廣播方式激活標(biāo)簽，當(dāng)無(wú)源激活模塊檢測(cè)到激活信號(hào)后，獲取能量并將解調(diào)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，確認(rèn)是約定的激活信號(hào)后，邏輯控制電路生成有源待機(jī)模塊的數(shù)字電源開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。數(shù)字電源開(kāi)關(guān)負(fù)責(zé)整個(gè)有源模塊供電的開(kāi)和關(guān)，未接收到激活信號(hào)時(shí)，數(shù)字電源處于關(guān)閉狀態(tài)，整個(gè)有源模塊處于待機(jī)狀態(tài)，能耗極小；被無(wú)源模塊激活后，數(shù)字電源轉(zhuǎn)為開(kāi)放狀態(tài)，有源模塊上電工作，采集人體的脈搏信息，同標(biāo)識(shí)信息一起通過(guò)RF發(fā)射前端發(fā)往讀寫(xiě)器。這樣一來(lái)可以保證無(wú)源激活模塊在探測(cè)到搜救人員到達(dá)RFID射頻覆蓋區(qū)域后，才激活有源模塊發(fā)送求救信息。一方面，RFID標(biāo)簽不做無(wú)用功(附近無(wú)搜救人員)，大部分時(shí)間處于待機(jī)狀態(tài)，節(jié)約電池能量，延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間；另一方面，當(dāng)確定附近有搜救人員時(shí)，有源模塊可主動(dòng)發(fā)出比較強(qiáng)的求救信號(hào)，提高了被發(fā)現(xiàn)的概率。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/156653.htm
2．2 讀寫(xiě)器與RFID標(biāo)簽交互的實(shí)現(xiàn)
讀寫(xiě)器是地面搜救人員手持的移動(dòng)終端，與RFID標(biāo)簽的交互過(guò)程如圖3所示。它首先廣播無(wú)源模塊的激活信號(hào)，若在RFID有效射頻覆蓋區(qū)內(nèi)存在被掩埋的人員，掩埋人員身上的RFID標(biāo)簽就激活有源模塊，主動(dòng)發(fā)送求救信息：讀寫(xiě)器接收到求救信息，判斷出掩埋人員的存活狀態(tài)，做出是否施救的決定。由于讀寫(xiě)器和標(biāo)簽共享同一無(wú)線信道，多個(gè)標(biāo)簽也可能進(jìn)入同一射頻覆蓋區(qū)，必然存在信道爭(zhēng)用問(wèn)題，即會(huì)發(fā)生碰撞。利用排隊(duì)論及抗噪聲技術(shù)可實(shí)現(xiàn)防碰撞技術(shù)，本文采用了基于碼分多址的時(shí)隙ALOHA方法，當(dāng)然還有許多研究者提出了新的有效算法可解決多標(biāo)簽碰撞問(wèn)題。若需要施救，則可進(jìn)一步定位掩埋人員的位置，關(guān)于RFID定位，也已有比較成熟的算法可供使用，本文對(duì)防碰撞技術(shù)及RFID定位技術(shù)均不做詳細(xì)討論。
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