博物館人機互動定位系統(tǒng)方案

近幾年，隨著無線射頻識別技術RFID(Radio FrequencyIdenTIficatiON)的快速發(fā)展，RFID技術已經被廣泛地應用在物流追蹤、倉庫管理、圖書館管理、智能考勤等各個方面?，F(xiàn)代博物館是集參觀流覽、智能互動于一體的多媒體信息系統(tǒng)?，F(xiàn)代的科學博物館將RFID技術應用于真人互動游戲中，支持游客在真實環(huán)境下與真實物體實現(xiàn)互動，突破了傳統(tǒng)游戲場景的限制，為游客提供更加自由和人性化的互動服務。

　　本文基于博物館的實際應用環(huán)境，結合RFID定位技術設計了一種人機互動的定位系統(tǒng)，主要包括人機互動的游戲部分和輔助人機互動的區(qū)域定位部分。同時提出了一種結合RFID定位技術的人機互動游戲應用方案，并將該方案成功應用到博物館中。

　　1 系統(tǒng)原理和功能

　　1.1 系統(tǒng)原理

　　RFID是一種利用射頻信號自動識別目標對象并獲取相關信息的技術。RFID技術可以分為有源系列和無源系列。有源和無源RFID的性能對比如表1所示。

　　表1 有源和無源RFID對比

　　由表1可知，有源RFID具有更長的識別距離和更強的移動追蹤能力。本文需要對博物館中人員進行室內定位追蹤，故采用有源RFID設備。

　　系統(tǒng)主要包括三個部分：標簽、讀寫器和信息處理系統(tǒng)。標簽和讀卡器構成RFID網絡，感知游客的各種情景信息，并遠程傳輸給信息處理系統(tǒng)集中處理。

　　博物館的場館簡易平面分布圖如圖1所示。

　　RFID的博物館人機互動定位系統(tǒng)主要包含人機互動的游戲部分和人員區(qū)域定位部分。人機互動的游戲部分主要利用圖1中互動游戲場館內編號為a 、b 、c的讀寫器實現(xiàn)室內精確的二維定位，便于與游戲地圖進行比較，從而完成移動人員的定位與追蹤。人員區(qū)域定位部分主要利用圖1中場館通道間的讀寫器(編號為0 、1 、2、3、4 、5 、6)實現(xiàn)，游客在通過場館通道時，讀寫器會自動讀取游客門票中的標簽信息，完成區(qū)域定位的功能。

　　標簽的ID號是唯一的，用于游客身份的識別。讀寫器接收到的數(shù)據(jù)包含有標簽ID號信息、數(shù)據(jù)發(fā)送時刻信息等，PC上位機接收到的數(shù)據(jù)包含有源標簽ID號信息、數(shù)據(jù)發(fā)送時刻信息和轉發(fā)數(shù)據(jù)包的讀寫器編號信息等，PC上位機集中處理這些由讀卡器轉發(fā)而來的數(shù)據(jù)包。系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。