基于RFID的地震遺址導覽與安全監控系統的設計

摘要：為了設計實(shí)現北川地震遺址導覽與安全監控系統，主要基于RFID技術(shù)，設計了包括智能化現場(chǎng)導覽管理，地震危險區域參觀(guān)人員的安全監控，以及后臺軟件平臺管理，完成了對遺址區域內人員的全過(guò)程動(dòng)態(tài)監管，實(shí)現了基于RFID技術(shù)的地震遺址參觀(guān)管理模塊的創(chuàng )新。
關(guān)鍵詞：RFID技術(shù)；PDA；地震遺址管理；現場(chǎng)導覽

0 引言
北川廢墟作為汶川大地震的產(chǎn)物，告訴了人們過(guò)去發(fā)生的重大災難，也警示人們如何在大災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(chǎng)所的特殊性，如何更好地實(shí)現該區域內參觀(guān)人員的導覽管理、安全監控等，都是該智能化管理系統的重中之重。
鑒于此，本文提出基于RFID(Radio Frequency Identification，無(wú)線(xiàn)射頻識別)技術(shù)實(shí)現實(shí)時(shí)監控參觀(guān)人員的行跡，并結合PDA移動(dòng)應用終端，將人員實(shí)時(shí)監控與精確定位技術(shù)相融合，實(shí)現基于RFID技術(shù)的地震遺址參觀(guān)管理系統的創(chuàng )新。在RFID技術(shù)的應用中，常規的方法都是通過(guò)后臺應用系統或者直接在終端設備上進(jìn)行操作，再將終端收集的數據上傳并進(jìn)行處理。但考慮到PC機和筆記本電腦均存在著(zhù)體積過(guò)大，攜帶、供電不便等諸多問(wèn)題，而PDA是一種比筆記本電腦要小巧輕便的數據終端，其數據處理、信息管理和電子商務(wù)等功能完善?，F將RFID和PDA結合應用，不僅保持了PDA的原有功能，而且還具有了對射頻卡的讀、寫(xiě)能力，可充分利用PDA具有多種高級數據采集功能以及靈活的語(yǔ)音和數據通訊功能，并且與無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)實(shí)現同步，結合對射頻卡的讀、寫(xiě)能力，能實(shí)時(shí)訪(fǎng)問(wèn)數據信息，形成具有高可靠性、低功耗、操作簡(jiǎn)單、模塊化設計的智能掌上數據處理終端設備，同時(shí)還能提供豐富的應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(guān)管理系統的工作效率，為參觀(guān)人員提供方便高效的導覽服務(wù)模式，是現代數據采集、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)行二次應用開(kāi)發(fā)。

1 RFID系統工作原理
RFID是通過(guò)讀寫(xiě)器與安裝在物品上的電子標簽的電磁耦合或電感耦合來(lái)進(jìn)行數據通信，實(shí)現對物品自動(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)現多標簽同時(shí)識別的自動(dòng)識別技術(shù)。此技術(shù)的實(shí)時(shí)數據獲取功能和對外界環(huán)境較強的適應能力，是實(shí)現地震遺址此類(lèi)大型參觀(guān)區域中數目眾多的人員信息快速、準確、實(shí)時(shí)獲取的基礎，是實(shí)現對廣范圍內的參觀(guān)人員群體實(shí)行實(shí)時(shí)導覽、定位、安全監控、危險區域預警等智能化管理的有力保障。
典型的RFID系統主要由讀寫(xiě)器、電子標簽、中間件和應用系統軟件組成。RFID系統基本工作原理如下：由讀寫(xiě)器通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)發(fā)送特定頻率的射頻信號，當電子標簽進(jìn)入有效工作區域時(shí)產(chǎn)生感應電流，從而獲得能量，電子標簽被激活，使得電子標簽將自身編碼信息通過(guò)內置射頻天線(xiàn)發(fā)送出去；讀寫(xiě)器的接收天線(xiàn)接收到從標簽發(fā)送來(lái)的調制信號，經(jīng)天線(xiàn)調節器傳送到讀寫(xiě)器信號處理模塊，經(jīng)解調和解碼后將有效信息送至后臺應用系統進(jìn)行相關(guān)的處理；應用系統根據邏輯運算識別該標簽的身份，針對不同的設定作出相應的處理和控制，最終發(fā)出指令信號控制讀寫(xiě)器完成相應的讀寫(xiě)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。該終端充分結合RFID，PDA，GPS，GIS等技術(shù)，為系統提供了現場(chǎng)數據采集與管理功能。系統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，識讀距離為50～150 m，識讀無(wú)盲區，發(fā)射功率為-16～4dBm范圍內可調。天線(xiàn)采用內置全向天線(xiàn)，振動(dòng)沖擊符合《GJB-150-86》標準。

2 系統總體結構
本系統主要由3個(gè)主要單元組成：智能化現場(chǎng)導覽管理(下面簡(jiǎn)稱(chēng)“現場(chǎng)導覽單元”)，地震危險區域參觀(guān)人員的安全監控(下面簡(jiǎn)稱(chēng)“安全監控單元”)，以及后臺軟件平臺管理(下面簡(jiǎn)稱(chēng)“后臺管理單元”)，如圖1所示，系統的主要功能模塊說(shuō)明如下：

地震遺址區域內導游由手持的PDA移動(dòng)終端，現場(chǎng)實(shí)時(shí)采集參觀(guān)人員的RFID標簽ID信息，并通過(guò)GPS確定導游自身的位置，由CDMA無(wú)線(xiàn)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據庫中，并由GIS地理信息系統直觀(guān)地將位置信息顯示在后臺監控終端上，可實(shí)現對導覽對象的全過(guò)程動(dòng)態(tài)監控。若有參觀(guān)人員闖入預先定義的危險區域時(shí)，現場(chǎng)的RFID閱讀器將該人員的RFID標簽ID信息，由CDMA技術(shù)傳送至后臺管理單元的監控終端，并立即觸發(fā)現場(chǎng)的報警器。