專利名稱：Rfid線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)及分布式人員定位監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及RFID無線射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及RFID監(jiān)測定位技術(shù)領(lǐng)域，具體 是指一種RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)及分布式人員定位監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
RFID(Radio Frequency Identification)是一種無線射頻識(shí)別技術(shù)，由于超高頻 (400MHz 2. 4GHz)RFID標(biāo)簽的電磁波易被水吸收而衰減，在實(shí)際使用過程中，常常由于 受到液體容器或富含水分的物質(zhì)(如高含水物品、人體、動(dòng)物軀體等)的遮擋，造成超高頻 RFID標(biāo)簽無法識(shí)讀的狀況。同時(shí)，現(xiàn)代生活中，已經(jīng)存在各種各樣的導(dǎo)航定位設(shè)備，如GPS等，但是這些設(shè)備 的造價(jià)和系統(tǒng)的運(yùn)營成本相對(duì)較高。特別是對(duì)于區(qū)域人員或者物品的定位監(jiān)測系統(tǒng)，目前 還沒有很好的技術(shù)能夠大規(guī)模普及應(yīng)用，這樣就給人們的工作和生活帶來了很大的不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能夠有效對(duì)人員進(jìn)行定 位監(jiān)測、成本較低、工作性能穩(wěn)定可靠、適用范圍較為廣泛的RFID線性陣列人員定位監(jiān)測 系統(tǒng)及分布式人員定位監(jiān)測方法。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)及分布式人員 定位監(jiān)測方法如下該RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是，所述的系統(tǒng)包括固定布設(shè)于 監(jiān)測區(qū)域地面下方的超高頻RFID標(biāo)簽陣列、布設(shè)于該超高頻RFID標(biāo)簽陣列中相鄰的兩行 標(biāo)簽線列之間的線性監(jiān)測天線和與該線性監(jiān)測天線相連接的監(jiān)測控制裝置。該RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)中的超高頻RFID標(biāo)簽陣列按照系統(tǒng)預(yù)設(shè)的固 定布設(shè)間距和排列方式埋置布設(shè)于監(jiān)測區(qū)域地面下方。該RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)中的固定布設(shè)間距為當(dāng)人體直立時(shí)垂直投影 至少覆蓋2個(gè)以上的超高頻RFID標(biāo)簽，且每個(gè)線性監(jiān)測天線的兩側(cè)不超過400個(gè)超高頻 RFID標(biāo)簽。該RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)中的線性監(jiān)測天線為超高頻線性射頻探測天 線。該RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)中的相鄰的線性監(jiān)測天線的電波覆蓋區(qū)域部
分重疊。該RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)中的超高頻RFID標(biāo)簽的頻率范圍為 400MHz 2. 4GHz。該利用上述的系統(tǒng)進(jìn)行分布式人員定位監(jiān)測的方法，其主要特點(diǎn)是，所述的方法 包括以下步驟
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(1)系統(tǒng)對(duì)所布設(shè)的超高頻RFID標(biāo)簽陣列中的RFID標(biāo)簽逐一進(jìn)行編號(hào)定位，建立 標(biāo)準(zhǔn)矩陣表；(2)系統(tǒng)持續(xù)通過線性監(jiān)測天線對(duì)其電波覆蓋區(qū)域中的各個(gè)超高頻RFID標(biāo)簽進(jìn) 行探測讀??；(3)系統(tǒng)根據(jù)無法讀取的RFID標(biāo)簽的位置、數(shù)量以及相鄰RFID標(biāo)簽的固定布設(shè)間 距實(shí)時(shí)計(jì)算該超高頻RFID標(biāo)簽陣列中人員的數(shù)量和分布位置；(4)系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無法讀取的先后順序和時(shí)間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算人員的移動(dòng)方 向和移動(dòng)速度。該進(jìn)行分布式人員定位監(jiān)測的方法中的根據(jù)RFID標(biāo)簽無法讀取的先后順序和時(shí) 間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算人員的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度，包括以下步驟(11)系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無法讀取和恢復(fù)讀取的先后次序?qū)崟r(shí)計(jì)算出人體在該超 高頻RFID標(biāo)簽陣列中移動(dòng)的方向；(12)系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無法讀取和恢復(fù)讀取的時(shí)間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算出人體在該超 高頻RFID矩陣中移動(dòng)的速度。采用了該發(fā)明的RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)及分布式人員定位監(jiān)測方法， 由于其巧妙利用了高頻電磁波易被水吸收而衰減的特性，并利用人體遮擋固定布設(shè)于地面 下的超高頻RFID標(biāo)簽陣列而產(chǎn)生無法讀取的效應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測矩陣區(qū)域內(nèi)人員的數(shù)量、分布、 移動(dòng)方向和移動(dòng)速度，不僅能夠有效對(duì)人員進(jìn)行定位監(jiān)測，而且整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成本較低， 工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛，為RFID的廣泛應(yīng)用以及區(qū)域定位監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)一 步普及和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。


圖1為本發(fā)明的RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)的整體構(gòu)成示意圖。圖2為本發(fā)明的RFID線性陣列人員定位監(jiān)測方法的工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1所示，該RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)，其中包括固定布設(shè)于監(jiān)測 區(qū)域地面下方的超高頻RFID標(biāo)簽陣列、布設(shè)于該超高頻RFID標(biāo)簽陣列中相鄰的兩行標(biāo)簽 線列之間的線性監(jiān)測天線和與該線性監(jiān)測天線相連接的監(jiān)測控制裝置；所述的線性監(jiān)測天 線為超高頻線性射頻探測天線，所述的超高頻RFID標(biāo)簽的頻率范圍為400MHz 2. 4GHz。其中，所述的超高頻RFID標(biāo)簽陣列按照系統(tǒng)預(yù)設(shè)的固定布設(shè)間距和排列方式埋 置布設(shè)于監(jiān)測區(qū)域地面下方；所述的固定布設(shè)間距為當(dāng)人體直立時(shí)垂直投影至少覆蓋2個(gè) 以上的超高頻RFID標(biāo)簽，且每個(gè)線性監(jiān)測天線的兩側(cè)不超過400個(gè)超高頻RFID標(biāo)簽；且相 鄰的線性監(jiān)測天線的電波覆蓋區(qū)域部分重疊。再請(qǐng)參閱圖2所示，該利用上述的系統(tǒng)進(jìn)行分布式人員定位監(jiān)測的方法，其中包 括以下步驟(1)系統(tǒng)對(duì)所布設(shè)的超高頻RFID標(biāo)簽陣列中的RFID標(biāo)簽逐一進(jìn)行編號(hào)定位，建立 標(biāo)準(zhǔn)矩陣表；
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(2)系統(tǒng)持續(xù)通過線性監(jiān)測天線對(duì)其電波覆蓋區(qū)域中的各個(gè)超高頻RFID標(biāo)簽進(jìn) 行探測讀??；(3)系統(tǒng)根據(jù)無法讀取的RFID標(biāo)簽的位置、數(shù)量以及相鄰RFID標(biāo)簽的固定布設(shè)間 距實(shí)時(shí)計(jì)算該超高頻RFID標(biāo)簽陣列中人員的數(shù)量和分布位置；(4)系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無法讀取的先后順序和時(shí)間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算人員的移動(dòng)方 向和移動(dòng)速度，包括以下步驟(a)系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無法讀取和恢復(fù)讀取的先后次序?qū)崟r(shí)計(jì)算出人體在該超 高頻RFID標(biāo)簽陣列中移動(dòng)的方向；(b)系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無法讀取和恢復(fù)讀取的時(shí)間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算出人體在該超 高頻RFID矩陣中移動(dòng)的速度。在實(shí)際使用當(dāng)中，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的監(jiān)測系統(tǒng)，需要在地面固定布設(shè)超高頻RFID 標(biāo)簽陣列，利用人體遮擋造成RFID標(biāo)簽無法讀取的效應(yīng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測矩陣區(qū)域內(nèi)人員的 數(shù)量、分布、移動(dòng)方向和移動(dòng)速度。該監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其工作原理如下監(jiān)測區(qū)域的地面下按照固定的間距和排列埋置了超高頻RFID標(biāo)簽陣列，在兩行 標(biāo)簽線列中間埋置了超高頻線性射頻監(jiān)測天線，當(dāng)陣列上面沒有人或物遮擋時(shí)，監(jiān)測天線 可以讀到陣列的所有標(biāo)簽；當(dāng)陣列上面有人時(shí)，由于人腳對(duì)所在部位線性天線輻射電波的 吸收，造成該部位陣列標(biāo)簽無法讀取，系統(tǒng)就可根據(jù)無法讀取的標(biāo)簽位置和數(shù)量，換算出陣 列上人員的數(shù)量和位置；根據(jù)標(biāo)簽被遮擋的先后順序和時(shí)間，可以換算出人員的移動(dòng)方向 和移動(dòng)速度。如果在一個(gè)區(qū)域內(nèi)并排布設(shè)多個(gè)RFID監(jiān)測陣列，就可以實(shí)現(xiàn)大面積的人員監(jiān) 測定位。再請(qǐng)參閱圖2所示，根據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)對(duì)陣列中標(biāo)簽的讀取情況，當(dāng)前A2、B2、C2、B5、 C5標(biāo)簽未讀到，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的的標(biāo)簽間距測算，在A2 C5區(qū)域有一個(gè)人體遮擋了地面的 標(biāo)簽；當(dāng)人體移動(dòng)時(shí)，周圍的標(biāo)簽相繼被遮擋，而原來被遮擋的標(biāo)簽又恢復(fù)識(shí)別，根據(jù)恢復(fù) 識(shí)別和被遮擋標(biāo)簽先后次序，可以換算出人體在陣列中移動(dòng)的方向；根據(jù)標(biāo)簽被遮擋和恢 復(fù)識(shí)別的時(shí)間間隔，可以測算出人體在陣列中移動(dòng)的速度。標(biāo)簽的布設(shè)間距以人腳任意方向垂直投影至少覆蓋2個(gè)以上標(biāo)簽為宜，但也不可 太密，以每節(jié)線性探測天線兩側(cè)不超過400個(gè)標(biāo)簽為宜。系統(tǒng)布設(shè)完成后應(yīng)對(duì)RFID標(biāo)簽逐一進(jìn)行編號(hào)定位，建立標(biāo)準(zhǔn)矩陣表。采用了上述的RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)及分布式人員定位監(jiān)測方法，由 于其巧妙利用了高頻電磁波易被水吸收而衰減的特性，并利用人體遮擋固定布設(shè)于地面下 的超高頻RFID標(biāo)簽陣列而產(chǎn)生無法讀取的效應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測矩陣區(qū)域內(nèi)人員的數(shù)量、分布、移 動(dòng)方向和移動(dòng)速度，不僅能夠有效對(duì)人員進(jìn)行定位監(jiān)測，而且整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成本較低，工 作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛，為RFID的廣泛應(yīng)用以及區(qū)域定位監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)一步 普及和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出 各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的 而非限制性的。
權(quán)利要求
一種RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括固定布設(shè)于監(jiān)測區(qū)域地面下方的超高頻RFID標(biāo)簽陣列、布設(shè)于該超高頻RFID標(biāo)簽陣列中相鄰的兩行標(biāo)簽線列之間的線性監(jiān)測天線和與該線性監(jiān)測天線相連接的監(jiān)測控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的超 高頻RFID標(biāo)簽陣列按照系統(tǒng)預(yù)設(shè)的固定布設(shè)間距和排列方式埋置布設(shè)于監(jiān)測區(qū)域地面下 方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的固定 布設(shè)間距為當(dāng)人體直立時(shí)垂直投影至少覆蓋2個(gè)以上的超高頻RFID標(biāo)簽，且每個(gè)線性監(jiān)測 天線的兩側(cè)不超過400個(gè)超高頻RFID標(biāo)簽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在 于，所述的線性監(jiān)測天線為超高頻線性射頻探測天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的相鄰 的線性監(jiān)測天線的電波覆蓋區(qū)域部分重疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在 于，所述的超高頻RFID標(biāo)簽的頻率范圍為400MHz 2. 4GHz。
7.一種利用權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)進(jìn)行分布式人員定位監(jiān)測的方法，其特征在于，所 述的方法包括以下步驟(1)系統(tǒng)對(duì)所布設(shè)的超高頻RFID標(biāo)簽陣列中的RFID標(biāo)簽逐一進(jìn)行編號(hào)定位，建立標(biāo)準(zhǔn) 矩陣表；(2)系統(tǒng)持續(xù)通過線性監(jiān)測天線對(duì)其電波覆蓋區(qū)域中的各個(gè)超高頻RFID標(biāo)簽進(jìn)行探 測讀取；(3)系統(tǒng)根據(jù)無法讀取的RFID標(biāo)簽的位置、數(shù)量以及相鄰RFID標(biāo)簽的固定布設(shè)間距實(shí) 時(shí)計(jì)算該超高頻RFID標(biāo)簽陣列中人員的數(shù)量和分布位置；(4)系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無法讀取的先后順序和時(shí)間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算人員的移動(dòng)方向和 移動(dòng)速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的進(jìn)行分布式人員定位監(jiān)測的方法，其特征在于，所述的根據(jù) RFID標(biāo)簽無法讀取的先后順序和時(shí)間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算人員的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度，包括以下 步驟(11)系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無法讀取和恢復(fù)讀取的先后次序?qū)崟r(shí)計(jì)算出人體在該超高頻 RFID標(biāo)簽陣列中移動(dòng)的方向；(12)系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無法讀取和恢復(fù)讀取的時(shí)間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算出人體在該超高頻 RFID矩陣中移動(dòng)的速度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括固定布設(shè)于監(jiān)測區(qū)域地面下方的超高頻RFID標(biāo)簽陣列、布設(shè)于相鄰兩行標(biāo)簽線列之間的線性監(jiān)測天線和與監(jiān)測天線相連的監(jiān)測控制裝置。方法包括對(duì)RFID標(biāo)簽陣列中的RFID標(biāo)簽逐一編號(hào)定位建立標(biāo)準(zhǔn)矩陣表、對(duì)電波覆蓋區(qū)域中RFID標(biāo)簽探測讀取、根據(jù)無法讀取的RFID標(biāo)簽位置、數(shù)量及相鄰RFID標(biāo)簽固定布設(shè)間距計(jì)算RFID標(biāo)簽陣列中人員數(shù)量和位置、根據(jù)RFID標(biāo)簽無法讀取先后順序和時(shí)間間隔計(jì)算人員移動(dòng)方向和速度。采用了上述的RFID線性陣列人員定位監(jiān)測系統(tǒng)及方法，能夠有效對(duì)人員進(jìn)行定位監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)成本較低，工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛，為區(qū)域定位監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)一步普及和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)G01S13/74GK101893709SQ20091005177
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者鄭之敏 申請(qǐng)人:鄭之敏