基于RFID技術(shù)的智能防失聯(lián)系統(tǒng)研究

田紹鵬 卓佳佳 王年

摘 要 文章介紹的是一個(gè)為提高導(dǎo)游對(duì)游客的管理效率以及防止游客走丟而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。在項(xiàng)目的構(gòu)思過程中我們考慮到：一方面，隨著人們生活水平的提高，景點(diǎn)游客量呈膨脹式增長(zhǎng)，游客在人群中很容易走丟；另一方面，導(dǎo)游很難同時(shí)管理眾多游客，確保其人身安全。面對(duì)上述問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種基于RFID技術(shù)的智能防失聯(lián)系統(tǒng)。系統(tǒng)的讀寫器和標(biāo)簽均采用低功耗STM32單片機(jī)作為主控器件，采用DST-65芯片作為有源標(biāo)簽，DSM-300作為識(shí)別模塊，MP3模塊作為語音播放器，同時(shí)采用uC/OS-II系統(tǒng)并進(jìn)行移植構(gòu)建了本項(xiàng)目的軟件系統(tǒng)。基于RFID技術(shù)的智能導(dǎo)游系統(tǒng)能夠根據(jù)游客所佩戴的電子標(biāo)簽對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)和定位，查詢游客的位置分布情況同時(shí)還具有尋物和點(diǎn)名功能。本系統(tǒng)還具有語音提示功能，在游客距離導(dǎo)游較遠(yuǎn)時(shí)能報(bào)警及時(shí)提醒導(dǎo)游是否有游客掉隊(duì)。

關(guān)鍵詞 導(dǎo)游系統(tǒng)；防失聯(lián)；STM32；RFID

中圖分類號(hào) TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）206-0112-02

近年來，隨著生活水平的提高，旅行社成為人們出行的首選。然而，游客在跟團(tuán)旅行中走失的事件卻屢見不鮮。尤其是對(duì)兒童，家長(zhǎng)如果稍有不慎的話，其所帶領(lǐng)的幼童就有可能發(fā)生走失事故，而且由于幼童幾乎沒有生活常識(shí)，所以走失的幼童無法在第一時(shí)間聯(lián)絡(luò)到家長(zhǎng)。除了兒童，也有不少游客在參觀過程中一時(shí)駐足觀賞，忽略了時(shí)間未跟上導(dǎo)游的步伐，在陌生的城市內(nèi)心慌亂，不知如何是好。而導(dǎo)游也常常為了尋找一些“不知所蹤”的游客而身心俱疲。為解決這些問題，本團(tuán)隊(duì)提出一種基于RFID技術(shù)的智能導(dǎo)游系統(tǒng)，使用射頻識(shí)別技術(shù)為廣大游客提供一個(gè)安全的旅行環(huán)境，為旅行社提供一種高效的管理方式。本系統(tǒng)可以根據(jù)游客所佩戴的有源電子腕帶標(biāo)簽檢測(cè)游客所在的位置，若距離和導(dǎo)游太遠(yuǎn)就會(huì)在第一時(shí)間報(bào)警通知導(dǎo)游該游客可能走丟，顯示走丟游客的手機(jī)號(hào)碼，方便導(dǎo)游與其聯(lián)系。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

1.1 射頻檢測(cè)系統(tǒng)

射頻檢測(cè)系統(tǒng)由射頻電路組成，主要對(duì)有源電子標(biāo)簽進(jìn)行讀取識(shí)別。射頻電路的中心芯片是DSM-300，專用于RFID的識(shí)別和編程，能識(shí)別移動(dòng)速度200km/h以內(nèi)快速移動(dòng)的電子標(biāo)簽，識(shí)別的距離8m～50m。標(biāo)簽按照預(yù)設(shè)的規(guī)則周期性的進(jìn)行信號(hào)發(fā)射，在一定范圍內(nèi)讀寫器能接受并識(shí)別標(biāo)簽發(fā)出的信號(hào)，當(dāng)兩者超過一定距離后，讀寫器無法檢測(cè)到該信號(hào)，此時(shí)將信息發(fā)送給中心系統(tǒng)，判斷可能有游客丟失。

1.2 中心系統(tǒng)

中心系統(tǒng)由電源電路、STM32開發(fā)板兩部分組成。由5V，20？000mA充電寶通過BUCK電路提供6V電壓，使電源能夠長(zhǎng)時(shí)間提供7寸TFT液晶屏正常工作。單片機(jī)采用STM32芯片，能耗使用低、處理性能強(qiáng)，有足夠快的處理速度和靈活的中斷方式以實(shí)現(xiàn)在處理接收到的無線信號(hào)的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)TFT液晶顯示屏顯示信息，同時(shí)芯片的實(shí)時(shí)性效果好、價(jià)格低廉，符合市場(chǎng)要求。

1.3 交互系統(tǒng)

由7寸TFT液晶顯示屏顯示數(shù)據(jù)及錄入游客信息，MP3播放模塊播放報(bào)警聲提醒導(dǎo)游。其中作為本系統(tǒng)人機(jī)交互中的一個(gè)重要組成——顯示部分，主要用于將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示出來。本系統(tǒng)采用7寸TFT彩屏作為顯示模塊。該彩屏除了具有數(shù)據(jù)顯示功能以外，同時(shí)還支持觸摸屏功能，在STM32中移植的uC/OS-II系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)中的資源進(jìn)行有效的管理。μC/OS-II具有占用空間小、執(zhí)行效率高、實(shí)時(shí)性能優(yōu)良和可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，最小內(nèi)核可編譯至2KB。通過提供函數(shù)（應(yīng)用程序接口（API）），使得設(shè)計(jì)人員得以在一個(gè)友好的平臺(tái)上進(jìn)行應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)和開發(fā)，大大地提高了開發(fā)效率。

2 系統(tǒng)硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

2.1 RFID有源標(biāo)簽?zāi)K

本系統(tǒng)采用DST-65遠(yuǎn)距離有源電子標(biāo)簽，該模塊采用GFSK信號(hào)調(diào)制方式，不斷主動(dòng)向外發(fā)出無線電信號(hào)，通訊距離可達(dá)80余米。該無線信號(hào)具有編碼，且每個(gè)標(biāo)識(shí)卡的編碼是唯一的；同時(shí)具有加密算法與認(rèn)證，確保數(shù)據(jù)安全，防止鏈路竊聽與數(shù)據(jù)破解。如果標(biāo)識(shí)卡發(fā)出的無線信號(hào)是在讀卡器的有效測(cè)量距離內(nèi)，則該無線信號(hào)通過讀卡器上的天線被讀卡器接收并解碼，繼而讀卡器通過串口將信息發(fā)送給管理系統(tǒng)或其他監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2 RFID識(shí)別模塊

本系統(tǒng)采用的DSM-300讀寫器模塊專用于RFID的識(shí)別和編程，金屬外殼讀卡器使用外接天線，將IPX轉(zhuǎn)接線的一段（IPX接口）連接到模塊上，另一端（SMA接口）固定到外殼上，將外置天線擰入SMA接口。可以同時(shí)識(shí)別100張卡；能識(shí)別移動(dòng)速度200km/h以內(nèi)快速移動(dòng)的電子標(biāo)簽；識(shí)別的距離8m～50m。

2.3 TFT液晶顯示模塊

本系統(tǒng)的點(diǎn)陣TFT液晶顯示模塊具備圖形加速器性能，進(jìn)而可通過簡(jiǎn)略的指令更快速地寫字，畫點(diǎn)、線、圓形、矩形，填充圓面和矩形面，以及可獨(dú)立控制的游標(biāo)等實(shí)用的繪圖功能，支持并行接口以及RS232串行接口，極適用于單片機(jī)控制系統(tǒng)，是自動(dòng)化控制設(shè)備、儀器儀表、專業(yè)電控板等工業(yè)控制系統(tǒng)的彩色液晶顯示模塊首選。

2.4 語音播放模塊

該語音播放模塊采用mp3提示器，4×4.1cm規(guī)格，采用DC？5V供電，具備2組接口，低電平觸發(fā)，對(duì)地觸發(fā)；喇叭參數(shù)：0-2瓦？4-8歐（音量可調(diào)支持最大內(nèi)存：16G）支持播放格式：MP3、WAV。支持采樣率：8、11.025、12、16、22.05、24、32、44.1、48khz；內(nèi)部自帶3W功效，滿足大部分應(yīng)用。

3 系統(tǒng)特色

本系統(tǒng)在多個(gè)方面具有自己的特色，具體表現(xiàn)在以下方面。

1）本系統(tǒng)便于用戶使用，提高了導(dǎo)游的工作效率，保障游客安全，同時(shí)應(yīng)用面非常廣，可以擴(kuò)展到生活的各個(gè)方面，使人們的生活更加高效、安全、便捷。

2）本系統(tǒng)使用的電子標(biāo)簽成本低，能大批量生產(chǎn)，有極大的市場(chǎng)潛力。采用有源RFID，不用擔(dān)心與手機(jī)等物品接觸在一起會(huì)消磁使卡失效，而且安全性高、抗干擾能力強(qiáng)。易于生產(chǎn)，有極大的市場(chǎng)潛力。

3）具有存儲(chǔ)信息功能，可以完善地保存游客的詳細(xì)信息，便于聯(lián)系走失的游客。

4）用現(xiàn)代科技取代傳統(tǒng)人力，系統(tǒng)可擴(kuò)展性強(qiáng)，如：可在系統(tǒng)中加入定位功能，隨時(shí)查看游客所在位置，加入電子導(dǎo)游功能，當(dāng)游客接近某一景點(diǎn)時(shí)自動(dòng)播放介紹。

4 結(jié)論

目前RFID技術(shù)已被廣泛運(yùn)用于國(guó)民生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，技術(shù)已趨于成熟。在很多領(lǐng)域都有著RFID技術(shù)使用的身影，因此以此技術(shù)為基礎(chǔ)的項(xiàng)目認(rèn)可度較高。同時(shí)，此技術(shù)還未曾被應(yīng)用于導(dǎo)游對(duì)游客的管理，這是本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)。

從實(shí)際情況考慮，景點(diǎn)占地面積大，客流量眾多，如果采用傳統(tǒng)的導(dǎo)游整隊(duì)管理游客的方式，不僅降低了游客游玩的樂趣，增加了導(dǎo)游的工足量，也不能很好地保障游客的安全。如果采用本系統(tǒng)不僅能提高導(dǎo)游的管理效率，使游客能夠安全出行，同時(shí)也提高了游玩的樂趣，減少了對(duì)掉隊(duì)的擔(dān)憂。綜上所述，本系統(tǒng)具有良好的市場(chǎng)前景，可擴(kuò)展性強(qiáng)，成本低，應(yīng)用范圍廣，能夠解決旅行中的許多實(shí)際困難，方便人們的出行與游玩。

參考文獻(xiàn)

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