基于RFID的新型交互式生命搜救儀器

讀寫(xiě)器的天線(xiàn)有激活信號發(fā)射天線(xiàn)A和接收信號天線(xiàn)B之分，也可以為同一天線(xiàn)；讀寫(xiě)器對激活信號具有控制功能，在收到某標簽返回的信號后可以繼續發(fā)送激活信號激活其它標簽，也可以停止發(fā)送激活信號；讀寫(xiě)器應能提供通用的接口模塊，如USB、RS232、SPI、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接口等，以便與PC或其它讀寫(xiě)器進(jìn)行通信；考慮到易操作性，讀寫(xiě)器應具有方便的人機交互界面，使用LCD彩色屏提供直觀(guān)的顯示功能及可視化的功能菜單界面，讀寫(xiě)器的主要模塊構成如圖4所示。

2．3 防碰撞算法
從讀寫(xiě)器節點(diǎn)發(fā)送信息到各被搜救用戶(hù)節點(diǎn)，采用廣播方式，在UHF頻帶使用413．475MHz的頻率，占用100kHz的信道，讀寫(xiě)器發(fā)送的任何信息，正常情況下各被搜救用戶(hù)終端控制器都能接收到。從各被搜救用戶(hù)節點(diǎn)到中央節點(diǎn)，采用隨機的競爭方式，以407．350MHz的頻率，也占用100kHz信道。如果各被搜救用戶(hù)不同時(shí)發(fā)送信息，讀寫(xiě)器可以正確收到；如果各被搜救用戶(hù)同時(shí)發(fā)送信息，則會(huì )發(fā)生沖突，使信息不可識別，必須重發(fā)。顯然，信息的沖突會(huì )降低傳輸效率。但是考慮到各被搜救用戶(hù)的數據報文較短(即占用信道時(shí)間較短)，發(fā)送信息有突發(fā)性和斷續性，因此這種隨機性訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )方式還是可行的。
通過(guò)劃分相等的時(shí)間片，每個(gè)時(shí)間片對于一個(gè)幀，指定被搜救用戶(hù)在每個(gè)時(shí)間的開(kāi)始端發(fā)送信息，每個(gè)時(shí)間片的長(cháng)度，要合理設計。因為從各個(gè)被搜救用戶(hù)的報文分組到達讀寫(xiě)器系統的傳輸延遲不同，最大的報文分組長(cháng)度相關(guān)于第一個(gè)報文分組首部到達時(shí)刻與最后一個(gè)報文分組尾部到達時(shí)刻之時(shí)間差值，由這個(gè)先后到達的時(shí)間差值，選擇每個(gè)時(shí)間片的寬度。對擁有中等數量用戶(hù)的系統，時(shí)間片法的傳輸效率約為36．8％，如果被搜救用戶(hù)數量較少，傳輸效率還可提高。

3 結論
本文提出的基于RFID技術(shù)的交互式生命探測儀主要由攜帶在人身上的無(wú)源激活有待機源RFID標簽和救援人員手持可移動(dòng)的嵌入式讀寫(xiě)器組成。提出將當前流行的RFID技術(shù)應用于生命探測領(lǐng)域，并分析了其可行性。給出了RFID標簽的幾種制作思路，使人們將RFID標簽作為佩飾隨身攜帶，更好地應對突發(fā)性災難。被掩埋在廢墟中的人員可通過(guò)RFID有源模塊主動(dòng)發(fā)射較強的求救信號，提高地面救援人員發(fā)現受困者的概率。針對傳統的有源RFID標簽功耗大，電池壽命短的缺點(diǎn)，引入了無(wú)源激活模塊。當探測不到附近有激活信號時(shí)，切斷有源模塊的供電，使有源模塊處于待機狀態(tài)，基本沒(méi)有能耗；當探測到附近的激活信號，即救援人員在射頻覆蓋范圍內時(shí)，給有源模塊供電，向讀寫(xiě)器發(fā)射大功率的求救信號，合理利用了電池的有限能量。將脈搏傳感器集成到RFID標簽中，實(shí)時(shí)監視受困人員的生存狀態(tài)，避免了救援人員盲目的解救，將更多的精力投入到對幸存者的救援工作中。設計了嵌入式讀寫(xiě)器，具有便攜、可移動(dòng)及簡(jiǎn)單的人機交互等特點(diǎn)。在不影響人們日常生活的同時(shí)，通過(guò)RFID標簽的普及會(huì )極大地提高災后的搜救效率。