專(zhuān)利名稱：Rfid矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及RFID射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及RFID監(jiān)測(cè)定位技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種 RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
RFID ( Radio Frequency Identification)是一種無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，由于超高頻(400MHz ~ 2.4GHz) RFID標(biāo)簽的電磁波易被水吸收而衰減，在實(shí)際使用過(guò)程中，常常由于受到液體容 器或富含水分的物質(zhì)(如高含水物品、人體、動(dòng)物軀體等)的遮擋，造成超高頻RFID標(biāo)簽 無(wú)法識(shí)讀的狀況。
同時(shí)，現(xiàn)代生活中，已經(jīng)存在各種各樣的導(dǎo)航定位設(shè)備，如GPS等，但是這些設(shè)備的造 價(jià)和系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)較高。特別是對(duì)于區(qū)域人員或者物品的定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，目前還沒(méi)有 很好的技術(shù)能夠大規(guī)模普及應(yīng)用，這樣就給人們的工作和生活帶來(lái)了很大的不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能夠有效對(duì)人員進(jìn)行定位監(jiān)測(cè)、 成本較低、工作性能穩(wěn)定可靠、適用范圍較為廣泛的RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及 其監(jiān)測(cè)方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法如下
該RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是，所述的系統(tǒng)包括固定布設(shè)于監(jiān) 測(cè)區(qū)域地面下方的超高頻RFID標(biāo)簽矩陣、設(shè)置于監(jiān)測(cè)區(qū)域上方的監(jiān)測(cè)天線和與該監(jiān)測(cè)天線 相連接的監(jiān)測(cè)控制裝置。
該RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的超高頻RFID標(biāo)簽矩陣按照系統(tǒng)預(yù)設(shè)的固定布 設(shè)間距和排列方式埋置布設(shè)于監(jiān)測(cè)區(qū)域地面下方。
該RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的固定布設(shè)間距為當(dāng)人體直立時(shí)垂直投影至少 覆蓋2個(gè)以上的超高頻RFID標(biāo)簽，且每個(gè)監(jiān)測(cè)天線的電波覆蓋區(qū)域中不超過(guò)100個(gè)超高頻 RFID標(biāo)簽。該RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的監(jiān)測(cè)天線為窄波束的探測(cè)天線。 該RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的相鄰的監(jiān)測(cè)天線的電波覆蓋區(qū)域部分重疊。 該RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的超高頻RFID標(biāo)簽的頻率范圍為400MHz~ 2.4GHz。
該利用上述的系統(tǒng)進(jìn)行分布式人員定位監(jiān)測(cè)的方法，其主要特點(diǎn)是，所述的方法包括以 下步驟
(1 )系統(tǒng)對(duì)所布設(shè)的超高頻RFID標(biāo)簽矩陣中的RFID標(biāo)簽逐一進(jìn)行編號(hào)定位，建立標(biāo) 準(zhǔn)矩陣表；
(2 )系統(tǒng)持續(xù)通過(guò)監(jiān)測(cè)天線對(duì)其電波覆蓋區(qū)域中的各個(gè)超高頻RFID標(biāo)簽進(jìn)行探測(cè)讀?。?(3 )系統(tǒng)才艮據(jù)無(wú)法讀取的RFID標(biāo)簽的位置、數(shù)量以及相鄰RFID標(biāo)簽的固定布設(shè)間距
實(shí)時(shí)計(jì)算該超高頻RFID標(biāo)簽矩陣中人員的數(shù)量和分布位置；
(4 )系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無(wú)法讀取的先后順序和時(shí)間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算人員的移動(dòng)方向和移
動(dòng)速度。
該進(jìn)行分布式人員定位監(jiān)測(cè)的方法中的根據(jù)RFID標(biāo)簽無(wú)法讀取的先后順序和時(shí)間間隔 實(shí)時(shí)計(jì)算人員的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度，包括以下步驟
(11) 系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無(wú)法讀取和恢復(fù)讀取的先后次序?qū)崟r(shí)計(jì)算出人體在該超高頻 RFID標(biāo)簽矩陣中移動(dòng)的方向；
(12) 系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無(wú)法讀取和恢復(fù)讀取的時(shí)間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算出人體在該超高頻 RFID矩陣中移動(dòng)的速度。
該進(jìn)行分布式人員定位監(jiān)測(cè)的方法中的監(jiān)測(cè)天線為窄波束的探測(cè)天線，且相鄰的監(jiān)測(cè)天 線的電波覆蓋區(qū)域部分重疊，所述的方法中還包括以下步驟
(5 )系統(tǒng)根據(jù)相對(duì)于人體在各個(gè)不同角度的監(jiān)測(cè)天線所測(cè)得的無(wú)法讀取的RFID標(biāo)簽的 遮擋投影估算人員的身高。
采用了該發(fā)明的RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法，由于其巧妙利用了 高頻電磁波易被水吸收而衰減的特性，并利用人體遮擋固定布設(shè)于地面下的超高頻RFID標(biāo) 簽矩陣而產(chǎn)生無(wú)法讀: 又的效應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)矩陣區(qū)域內(nèi)人員的數(shù)量、分布、移動(dòng)方向和移動(dòng)速度， 而且還可以根據(jù)人體在各個(gè)不同角度天線測(cè)得遮擋投影，精確標(biāo)定人員，估算出人員的身高， 不僅能夠有效對(duì)人員進(jìn)行定位監(jiān)測(cè)，而且整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成本較低，工作性能穩(wěn)定可靠，適 用范圍較為廣泛，為RFID的廣泛應(yīng)用以及區(qū)域定位監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步普及和發(fā)展奠定了堅(jiān) 實(shí)的基礎(chǔ)。


圖1為本發(fā)明的RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體構(gòu)成示意圖。 圖2為本發(fā)明的RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)方法的工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參閱圖1所示，該RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括固定布設(shè)于監(jiān)測(cè)區(qū)域地 面下方的超高頻RFID標(biāo)簽矩陣、設(shè)置于監(jiān)測(cè)區(qū)域上方的監(jiān)測(cè)天線和與該監(jiān)測(cè)天線相連接的 監(jiān)測(cè)控制裝置，所述的超高頻RFID標(biāo)簽的頻率范圍為400MHz ~ 2.4GHz。
其中，該超高頻RFID標(biāo)簽矩陣按照系統(tǒng)預(yù)設(shè)的固定布設(shè)間距和排列方式埋置布設(shè)于監(jiān) 測(cè)區(qū)域地面下方，所述的固定布設(shè)間距為當(dāng)人體直立時(shí)垂直投影至少覆蓋2個(gè)以上的超高頻 RFID標(biāo)簽，且每個(gè)監(jiān)測(cè)天線的電波覆蓋區(qū)域中不超過(guò)100個(gè)超高頻RFID標(biāo)簽。
同時(shí)，所述的監(jiān)測(cè)天線為窄波束的探測(cè)天線，且相鄰的監(jiān)測(cè)天線的電波覆蓋區(qū)域部分重疊。
再請(qǐng)參閱圖2所示，該利用上述的系統(tǒng)進(jìn)行分布式人員定位監(jiān)測(cè)的方法，包括以下步驟 (1)系統(tǒng)對(duì)所布設(shè)的超高頻RFID標(biāo)簽矩陣中的RFID標(biāo)簽逐一進(jìn)行編號(hào)定位，建立標(biāo) 準(zhǔn)矩陣表；
(2 )系統(tǒng)持續(xù)通過(guò)監(jiān)測(cè)天線對(duì)其電波覆蓋區(qū)域中的各個(gè)超高頻RFID標(biāo)簽進(jìn)行探測(cè)讀取； (3 )系統(tǒng)根據(jù)無(wú)法讀取的RFID標(biāo)簽的位置、數(shù)量以及相鄰RFID標(biāo)簽的固定布設(shè)間距 實(shí)時(shí)計(jì)算該超高頻RFID標(biāo)簽矩陣中人員的數(shù)量和分布位置；
(4 )系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無(wú)法讀取的先后順序和時(shí)間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算人員的移動(dòng)方向和移 動(dòng)速度，包括以下步驟
(a)系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無(wú)法讀取和恢復(fù)讀:f又的先后次序?qū)崟r(shí)計(jì)算出人體在該超高 頻RFID標(biāo)簽矩陣中移動(dòng)的方向；
(b )系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無(wú)法讀取和恢復(fù)讀取的時(shí)間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算出人體在該超高 頻RFID矩陣中移動(dòng)的速度；
遮擋投影估算人員的身高。
在實(shí)際使用當(dāng)中，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，需要在地面固定布設(shè)超高頻RFID標(biāo)簽 矩陣，利用人體遮擋造成RFID標(biāo)簽無(wú)法讀取的效應(yīng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)矩陣區(qū)域內(nèi)人員的數(shù)量、分布、移動(dòng)方向和移動(dòng)速度。
該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖l所示，其工作原理如下
監(jiān)測(cè)區(qū)域的地面下按照固定的間距和排列埋置了超高頻RFID標(biāo)簽矩陣，當(dāng)矩陣上面沒(méi) 有人或物遮擋時(shí)，監(jiān)測(cè)天線可以讀到矩陣的所有RFID標(biāo)簽；當(dāng)矩陣上面有人時(shí)，由于人體 的遮擋，部分矩陣RFID標(biāo)簽無(wú)法讀取，系統(tǒng)就可才艮據(jù)無(wú)法讀取的RFID標(biāo)簽位置和數(shù)量，換 算出矩陣上人員的數(shù)量和位置；根據(jù)RFID標(biāo)簽被遮擋的先后順序和時(shí)間，可以換算出人員 的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度。如果矩陣上方采用窄波束的探測(cè)天線交錯(cuò)布設(shè)，系統(tǒng)可以根據(jù)人體 在各個(gè)不同角度天線測(cè)得遮擋投影，精確標(biāo)定人員，估算出人員的身高。
再請(qǐng)參閱圖2所示，根據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)矩陣中RFID標(biāo)簽的讀取情況，當(dāng)前D2、 D3、 D4 位置處的RFID標(biāo)簽未讀到，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的RFID標(biāo)簽間距測(cè)算，在Dl D4區(qū)域有一個(gè)人 體遮擋了地面的RFID標(biāo)簽；當(dāng)人體移動(dòng)時(shí)，周?chē)腞FID標(biāo)簽相繼被遮擋，而原來(lái)被遮擋的 RFID標(biāo)簽又恢復(fù)識(shí)別，根據(jù)恢復(fù)識(shí)別和被遮擋RFID標(biāo)簽先后次序，可以換算出人體在矩陣 中移動(dòng)的方向；根據(jù)RFID標(biāo)簽被遮擋和恢復(fù)識(shí)別的時(shí)間間隔，可以測(cè)算出人體在矩陣中移 動(dòng)的速度。
RFID標(biāo)簽的布設(shè)間距以人體直立時(shí)垂直投影至少覆蓋2個(gè)以上RFID標(biāo)簽為宜，但也不 可太密，以每個(gè)探測(cè)天線電波覆蓋區(qū)域不超過(guò)100個(gè)RFID標(biāo)簽為宜。同時(shí)相鄰天線的覆蓋 區(qū)要互相重疊，以提高監(jiān)測(cè)精度。
采用了上述的RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法，由于其巧妙利用了高 頻電磁波易被水吸收而衰減的特性，并利用人體遮擋固定布設(shè)于地面下的超高頻RFID標(biāo)簽 矩陣而產(chǎn)生無(wú)法讀取的效應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)矩陣區(qū)域內(nèi)人員的數(shù)量、分布、移動(dòng)方向和移動(dòng)速度， 而且還可以根據(jù)人體在各個(gè)不同角度天線測(cè)得遮擋投影，精確標(biāo)定人員，估算出人員的身高， 不僅能夠有效對(duì)人員進(jìn)行定位監(jiān)測(cè)，而且整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成本較低，工作性能穩(wěn)定可靠，適 用范圍較為廣泛，為RFID的廣泛應(yīng)用以及區(qū)域定位監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步普及和發(fā)展奠定了堅(jiān) 實(shí)的基礎(chǔ)。
在此說(shuō)明書(shū)中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種 修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限 制性的。
權(quán)利要求
1、一種RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括固定布設(shè)于監(jiān)測(cè)區(qū)域地面下方的超高頻RFID標(biāo)簽矩陣、設(shè)置于監(jiān)測(cè)區(qū)域上方的監(jiān)測(cè)天線和與該監(jiān)測(cè)天線相連接的監(jiān)測(cè)控制裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的超 高頻RFID標(biāo)簽矩陣按照系統(tǒng)預(yù)設(shè)的固定布設(shè)間距和排列方式埋置布設(shè)于監(jiān)測(cè)區(qū)域地面下方。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的固 定布設(shè)間距為當(dāng)人體直立時(shí)垂直投影至少覆蓋2個(gè)以上的超高頻RFID標(biāo)簽，且每個(gè)監(jiān)測(cè)天 線的電波覆蓋區(qū)域中不超過(guò)100個(gè)超高頻RFID標(biāo)簽。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，所迷的監(jiān)測(cè)天線為窄波束的探測(cè)天線。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的相 鄰的監(jiān)測(cè)天線的電波覆蓋區(qū)域部分重疊。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在 于，所述的超高頻RFID標(biāo)簽的頻率范圍為400MHz ~ 2.4GHz。
7、 一種利用權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)進(jìn)行分布式人員定位監(jiān)測(cè)的方法，其特征在于，所述 的方法包括以下步驟(1 )系統(tǒng)對(duì)所布設(shè)的超高頻RFID標(biāo)簽矩陣中的RFID標(biāo)簽逐一進(jìn)行編號(hào)定位，建立標(biāo) 準(zhǔn)矩陣表；(2 )系統(tǒng)持續(xù)通過(guò)監(jiān)測(cè)天線對(duì)其電波覆蓋區(qū)域中的各個(gè)超高頻RF1D標(biāo)簽進(jìn)行探測(cè)讀??； (3 )系統(tǒng)根據(jù)無(wú)法讀取的RFID標(biāo)簽的位置、數(shù)量以及相鄰RFID標(biāo)簽的固定布設(shè)間距實(shí)時(shí)計(jì)算該超高頻RFID標(biāo)簽矩陣中人員的數(shù)量和分布位置；(4 )系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無(wú)法讀取的先后順序和時(shí)間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算人員的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的進(jìn)行分布式人員定位監(jiān)測(cè)的方法，其特征在于，所述的根據(jù) RFID標(biāo)簽無(wú)法讀取的先后順序和時(shí)間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算人員的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度，包括以下步 驟(11)系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無(wú)法讀取和恢復(fù)讀取的先后次序?qū)崟r(shí)計(jì)算出人體在該超高頻 RFID標(biāo)簽矩陣中移動(dòng)的方向；(12)系統(tǒng)根據(jù)RFID標(biāo)簽無(wú)法讀取和恢復(fù)讀取的時(shí)間間隔實(shí)時(shí)計(jì)算出人體在該超高頻 RFID矩陣中移動(dòng)的速度。
9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的進(jìn)行分布式人員定位監(jiān)測(cè)的方法，其特征在于，所述的監(jiān)測(cè)天 線為窄波束的探測(cè)天線，且相鄰的監(jiān)測(cè)天線的電波覆蓋區(qū)域部分重疊，所述的方法中還包括 以下步驟(5 )系統(tǒng)根據(jù)相對(duì)于人體在各個(gè)不同角度的監(jiān)測(cè)天線所測(cè)得的無(wú)法讀取的RFID標(biāo)簽的 遮擋投影估算人員的身高。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括固定布設(shè)于監(jiān)測(cè)區(qū)域地面下方的超高頻RFID標(biāo)簽矩陣、設(shè)置于監(jiān)測(cè)區(qū)域上方的監(jiān)測(cè)天線和與監(jiān)測(cè)天線相連的監(jiān)測(cè)控制裝置。方法包括對(duì)RFID標(biāo)簽矩陣中的RFID標(biāo)簽逐一編號(hào)定位建立標(biāo)準(zhǔn)矩陣表、對(duì)電波覆蓋區(qū)域中的RFID標(biāo)簽探測(cè)讀取、根據(jù)無(wú)法讀取的RFID標(biāo)簽位置、數(shù)量及相鄰RFID標(biāo)簽的固定布設(shè)間距計(jì)算RFID標(biāo)簽矩陣中人員數(shù)量和位置、根據(jù)RFID標(biāo)簽無(wú)法讀取的先后順序和時(shí)間間隔計(jì)算人員移動(dòng)方向和速度。采用了上述的RFID矩陣分布式人員定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法，能夠有效對(duì)人員進(jìn)行定位監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)成本較低，工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛，為區(qū)域定位監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步普及和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)G01S13/00GK101435872SQ200810207648
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者鄭之敏 申請(qǐng)人:鄭之敏