面向老年人的室內(nèi)定位系統(tǒng)

梁巧儀+林舒靜+鄭譽(yù)煌

摘要：該文提出一種面向老年人的室內(nèi)定位系統(tǒng)。該項技術(shù)定位精度高、穩(wěn)健可靠、安全性高，受室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜性影響相對較小，解決了GPS定位系統(tǒng)不適于應(yīng)用在室內(nèi)定位的問題。

關(guān)鍵詞：RFID；室內(nèi)定位；老年人

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）25-0191-02

Abstract：In this paper， a indoor location system based on RFID technology is introduced. Due to its high position accuracy， steady and reliable， high safety， affected by the complexity of the indoor environment is relatively small， the technology solved the problem that the GPS positioning system is not suitable for the application in indoor positioning.

Key words： RFID； indoor positioning； old people

1 引言

隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，年輕人花費(fèi)在工作上的時間越來越長，因此老人常常是獨(dú)自在家，他們在家中得到安全的保障是子女安心工作的前提。如果子女能隨時隨地的了解家中老人位置，一旦老人位置長時間處于不變的狀態(tài)或位置信息丟失，則老年人可能發(fā)生了意外，子女就能及時作出相應(yīng)的措施，避免不幸事故的發(fā)生。另外我國養(yǎng)老院中護(hù)工數(shù)量嚴(yán)重不足，系統(tǒng)可以在護(hù)工不足的情況下，起到輔助作用監(jiān)控作用。如何在獲得老年人在室內(nèi)位置的同時尊重老人的隱私是解決問題的關(guān)鍵。

目前， GPS全球定位系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于室外定位，如汽車導(dǎo)航，手機(jī)導(dǎo)航，室外活動等等。在室內(nèi)環(huán)境中，如隧道，地鐵，醫(yī)院，倉庫，監(jiān)獄等環(huán)境中，常常需要確定一個物體或人的位置，但由于衛(wèi)星信號無法穿透墻壁和其他障礙物會導(dǎo)致終端定位故障[1]。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的產(chǎn)生，數(shù)據(jù)和多媒體以及導(dǎo)航與定位業(yè)務(wù)的迅猛增長，人們對室內(nèi)定位的需求也日益增加。由于室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性，有時需要具體確定某樣物品的位置往往存在難度。現(xiàn)在常見的室內(nèi)定位技術(shù)有很多，例如紅外線室內(nèi)定位技術(shù)、超聲波室內(nèi)定位技術(shù)、射頻識別定位技術(shù)等等，其原理多種多樣，實現(xiàn)方式與價格也差異較大。無線射頻識別（RFID）因傳播方式非接觸、傳播過程非視距、硬件成本低廉、定位目標(biāo)準(zhǔn)確而在室內(nèi)定位中應(yīng)用廣泛[2]。

2 基于RFID室內(nèi)定位系統(tǒng)工作原理

基于RFID室內(nèi)定位系統(tǒng)包括一臺室內(nèi)位置顯示終端，一個嵌入有RFID讀卡器和微型無源RFID標(biāo)簽的智能鞋、嵌入了無源RFID標(biāo)簽的地板、和無線通信網(wǎng)絡(luò)組成。

老年人穿上本系統(tǒng)的定位智能鞋在室內(nèi)行走，在嵌入有無源RFID標(biāo)簽的非金屬地板上面走動，智能鞋獲得地板RFID標(biāo)簽的信息和鞋自身的RFID標(biāo)簽信息后，通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到室內(nèi)位置顯示終端，這終端則根據(jù)地板的RFID標(biāo)簽信息和鞋的RFID標(biāo)簽信息，以及木板RFID與室內(nèi)位置的對應(yīng)關(guān)系，在圖形化界面上顯示用戶的當(dāng)前位置，過程如圖1所示。

在本系統(tǒng)的室內(nèi)，每塊地板嵌入了若干RFID標(biāo)簽，當(dāng)智能鞋正常的平貼近地板時，鞋的RFID讀卡器可以讀取這些RFID標(biāo)簽的序列號信息。鞋的RFID讀卡器獲得序列號信息后，連同鞋的微型RFID信息一起通過無線通信模塊，發(fā)送到室內(nèi)位置顯示終端，終端根據(jù)序列號與RFID標(biāo)簽在室內(nèi)的實際位置對應(yīng)坐標(biāo)，把客戶的當(dāng)前位置以室內(nèi)平面圖的形式顯示出來，如圖2所示。

圖3中，模擬了顯示了本系統(tǒng)的工作過程，室內(nèi)已布置好RFID標(biāo)簽，并事先已經(jīng)確定RFID標(biāo)簽的坐標(biāo)，從而確定穿上本系統(tǒng)智能鞋的位置，并在應(yīng)用終端中顯示。

3 系統(tǒng)特點

本系統(tǒng)具有以下的幾個特點：

（1）定位精度高：相比室外，對于狹小的室內(nèi)環(huán)境而言，定位精度是在任何一個定位系統(tǒng)的最重要的指標(biāo)之一。

（2）穩(wěn)健可靠：由于室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性與多變性，使得定位技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)具有很強(qiáng)的自適應(yīng)能力與容錯能力，當(dāng)室內(nèi)定位環(huán)境惡劣時，定位系統(tǒng)仍然具有較高的定位精度，提供準(zhǔn)確的位置信息。所以，室內(nèi)定位的困難之一是不容易保證系統(tǒng)的穩(wěn)健性，同時系統(tǒng)穩(wěn)健性的提高也可以減少系統(tǒng)維護(hù)的難度和頻率。

（3）安全：安全性問題是所有定位系統(tǒng)都必須注意的問題。對于室內(nèi)定位而言，很大一部分應(yīng)用需求都是針對個人用戶的，而私人信息往往不愿被松開，這就使得室內(nèi)定位系統(tǒng)在面向個人用戶時必須滿足信息交換的安全性要求。

4 結(jié)束語

本文提出了一種面向老年人的室內(nèi)定位系統(tǒng)，該項技術(shù)可應(yīng)用于移動物體或者人員的室內(nèi)定位，并且在人員室內(nèi)定位方面可以達(dá)到在定位的同時充分尊重了個人的隱私。隨著無線技術(shù)的發(fā)展和人們對生活品質(zhì)的高要求，無線定位技術(shù)開始逐漸受到大眾的廣泛關(guān)注，本項目的技術(shù)有著廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 桑冬. 基于RFID的室內(nèi)定位技術(shù)研究[D].山東師范大學(xué)，2014.

[2] 李麗娜，馬俊，徐攀峰，涂志. RFID室內(nèi)定位技術(shù)研究綜述[J].計算機(jī)應(yīng)用與軟件，2015（9）：1-3，96.