萊特州立大學(xué)采用RFID和超聲波實(shí)現3D實(shí)時(shí)定位

俄亥俄州代頓市萊特州立大學(xué)的一組研究人員結合采用RFID和超聲波技術(shù)開(kāi)發(fā)出一套系統，不令能定位出標簽攜帶者的位置，還能判斷出他或她所處的狀 態(tài)，如站著(zhù)、坐著(zhù)或躺在地板上。一旦這項系統完全開(kāi)發(fā)成功，項目經(jīng)理，計算機科學(xué)和工程教授KuldipRattan稱(chēng)，可幫助護理人員追蹤顧客、 病人及家庭成員的活動(dòng)和健康狀況，如果用戶(hù)跌倒了，系統還可以發(fā)送警報。

項目是萊特州立大學(xué)“生活實(shí)驗室”的組成部分，該實(shí)驗室于去年11月在BethanyVillage老年人社區正式成立。在那里， 一幢兩層高的樓房被用做新健康護理技術(shù)的實(shí)驗場(chǎng)所，其中包括采用類(lèi)人體機器人模似需要護理協(xié)助的家庭成員。機器人用于幫助護理學(xué)生學(xué)習護理技巧。

研究項目的RFID部分起源于萊特-帕特森空軍基地，Rattan在那里研究室內車(chē)輛的追蹤（GPS不可用）。接著(zhù)，Rattan和他的學(xué)生和萊特州護理協(xié)會(huì )及BethanyVillage合作研究如保追蹤個(gè)人，如護理院成員的移動(dòng)、行為和健康狀態(tài)。

護理和協(xié)助生活機構已經(jīng)采用了多種追蹤方案，結合RFID或紅外技術(shù)定位個(gè)人所處的房間，也采用一個(gè)類(lèi)似按鈕的轉發(fā)器，在緊急情況下，如 跌倒時(shí)按下發(fā)送求助信號。然而，Rattan的目標是開(kāi)發(fā)一套系統，不僅可定位出個(gè)人所處房間，還能了解他們當前的高度，即他們是站著(zhù)、坐著(zhù)或躺著(zhù)。這 個(gè)功能可通過(guò)超聲波技術(shù)實(shí)現。Rattan及其學(xué)生開(kāi)發(fā)的標簽原型采用了一個(gè)超聲波接收器和一個(gè)有源EPCGen2RFID轉發(fā)器，發(fā)送其唯 一ID碼到9個(gè)感應器節點(diǎn)-Rattan安裝在模似客廳的天花板上。

每個(gè)感應器節點(diǎn)含一臺超聲波發(fā)射器及RFID閱讀器。標簽（師生們在過(guò)去一年開(kāi)發(fā)的）從感應器節點(diǎn)接收一 個(gè)UHFEPCGen2RFID發(fā)射信號，接著(zhù)等待接收一個(gè)20kHz-40kHz超聲波信號-由附近多達4個(gè)感應器節 點(diǎn)發(fā)送的。感應器節點(diǎn)的三邊測量，及標簽從感應器節點(diǎn)接收超聲波信號的時(shí)間，可接著(zhù)被系統軟件應用，在三維方向上定位標簽位置在幾厘米范圍內。標簽采 用EPCGen2RFID空中接口協(xié)議發(fā)送其唯一ID碼和基于超聲波位置返回給感應器節點(diǎn)。一個(gè)網(wǎng)站通 過(guò)ZigBee2.4GHz鏈接從感應器節點(diǎn)接收數據。

軟件上顯示一個(gè)標識，代表該位置的標簽攜帶人員。軟件還能判斷出標簽的高度，從而判斷人員是否是站、坐著(zhù)或躺著(zhù)。

Rattan小組還在房間里安裝一臺攝像機，在其實(shí)驗室測試將照相機集成進(jìn)系統里。Rattan目前尋求資金來(lái)支付其它硬件成本和進(jìn)一步 研究和開(kāi)發(fā)費用，目標是在BethanyVillage全面啟用這套系統，他稱(chēng)。如果系統安裝到位，當標簽攜帶人員跌倒或無(wú)法站起來(lái)，系統將捕獲到 這個(gè)事件，并發(fā)送警報，指示攝像機轉到該人員位置進(jìn)行拍照。相片及警報信息接著(zhù)發(fā)送到護理人員的電腦、移動(dòng)設備或iPhone上。

“這樣，護理人員可以查看圖片，接收警報，判斷人員是否處于麻煩中”他稱(chēng)。

存儲在軟件里的數據還可以幫助護理人員了解所監視人員的一天情況，如系統追蹤會(huì )追蹤他們去冰箱的次數，判斷他們的進(jìn)食情況。另 外，Rattan稱(chēng)，系統還可以追蹤什么時(shí)候用戶(hù)使用電爐，安裝在電爐附近感應器節點(diǎn)的溫度感應器甚至會(huì )發(fā)送警報，如果溫度超過(guò)一定值，這意味著(zhù)用戶(hù)忘 記關(guān)爐。

這項技術(shù)為老年人或殘疾人士提供更大的獨立性，Rattan稱(chēng)。此外，小組還計劃開(kāi)發(fā)一個(gè)較小的標簽，可配戴在手腕上，他稱(chēng)。目前的標簽安裝在頭盔上，尺寸過(guò)大。