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中國(guó)民用航空中南地區(qū)空中交通管理局技保中心

【摘 要】利用RFID物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線定位的技術(shù)，根據(jù)客人位置及客流走向分析溫泉池的使用率，控制溫泉水更換時(shí)間，能更好更合理管理溫泉資源，有效節(jié)省能源損耗等問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】射頻識(shí)別（RFID）；人員定位

射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification， RFID）技術(shù)是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其利用無(wú)線射頻方式在閱讀器和射頻卡之間進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換的目的，最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：1.標(biāo)簽（Tag，即射頻卡）：由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信。2.閱讀器：讀取（在讀寫器中還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備。3.天線：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。

一、需求背景

目前溫泉酒店都普遍面臨水資源嚴(yán)格控制，酒店溫泉水溫能耗需要降低，溫泉池布局和改造需要客流數(shù)據(jù)提供支持等。目前這方面只能利用人工估算，耗費(fèi)人力物力而且數(shù)據(jù)不精確，溫泉客人定位管理系統(tǒng)”（下文簡(jiǎn)稱“系統(tǒng)”），具有安裝簡(jiǎn)便、無(wú)縫過(guò)渡、投入少、見效明顯的特點(diǎn)，系統(tǒng)可以清晰地定位游客即時(shí)位置。

二、系統(tǒng)說(shuō)明

如圖1所示，客人定位管理系統(tǒng)由后臺(tái)監(jiān)控、進(jìn)出識(shí)別及活動(dòng)過(guò)程定位三大部分組成。

后臺(tái)監(jiān)控指通過(guò)后臺(tái)軟件系統(tǒng)、服務(wù)器及局域網(wǎng)，管理人員進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控溫泉區(qū)內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及客人的位置等數(shù)據(jù)信息。

進(jìn)出識(shí)別是指通過(guò)進(jìn)出口閘機(jī)及人員卡（防水手環(huán)）進(jìn)行識(shí)別，人員卡內(nèi)置RFID芯片，兼容高頻RFID卡功能，進(jìn)入溫泉更衣室發(fā)卡后，可直接對(duì)閘機(jī)刷卡進(jìn)入，離開該區(qū)域可將人員卡塞入閘機(jī)回收離場(chǎng)。

活動(dòng)過(guò)程定位是指旅客佩戴手環(huán)在溫泉區(qū)內(nèi)浸泡活動(dòng)，當(dāng)路過(guò)分布設(shè)置于溫泉池關(guān)鍵路段及特殊位置的基站，即可被檢測(cè)到，并形成客人路徑信息。

系統(tǒng)通過(guò)三大部分緊密協(xié)作，構(gòu)成客人從進(jìn)入溫泉區(qū)到離開全過(guò)程的智能化定位識(shí)別管理。

三、設(shè)備介紹

1.FRID標(biāo)簽手環(huán)：

每位客人進(jìn)入更衣室都要得到一條與儲(chǔ)物柜鎖對(duì)應(yīng)的防水RFID手環(huán)，系統(tǒng)把該FRID信息記錄到后臺(tái)的監(jiān)視系統(tǒng)，旅客的手環(huán)標(biāo)簽便處于后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的識(shí)別工作狀態(tài)，經(jīng)過(guò)基站時(shí)，基站天線便可獲取該旅客的信息，最后旅客離開溫泉區(qū)時(shí)，手環(huán)回收并注銷該客人信息。

2.寫卡器：

用于寫入手環(huán)（電子標(biāo)簽）對(duì)應(yīng)溫泉更衣室儲(chǔ)物箱開鎖碼，該信息是唯一的電子編碼，并把該編碼信息記錄到后臺(tái)的監(jiān)視系統(tǒng)，當(dāng)客人入場(chǎng)更衣時(shí)把已寫好編碼的標(biāo)簽手環(huán)分發(fā)給客人。該讀寫器應(yīng)選用支持符合UHF EPC Gen2（ISO18000-6C）協(xié)議電子標(biāo)簽、工作頻率符合當(dāng)?shù)匾蠊ぷ黝l率（840-960MHz）的讀寫器，

3.基站：

基站安裝在區(qū)內(nèi)通往各溫泉池必經(jīng)之路的視頻監(jiān)控桿、照明燈柱上，一來(lái)方便安裝取電，二來(lái)后續(xù)可以結(jié)合視頻監(jiān)控查看當(dāng)時(shí)情況?；局恍枰娫垂╇娂纯?，無(wú)需傳輸線纜，基站通過(guò)WIFI與數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)接?；窘邮帐汁h(huán)信息的距離在100米范圍內(nèi)，與現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境相關(guān)。

基站布點(diǎn)采用子母基站的方式是解決子基站所在位置WIFI覆蓋信號(hào)若的問(wèn)題，子母基站相距要根據(jù)溫泉池布局而定，約100-300米，子基站接收到的信息通過(guò)母基站傳輸給數(shù)據(jù)庫(kù)。見圖二

4.數(shù)據(jù)庫(kù)及監(jiān)視系統(tǒng)：

基站識(shí)別出的客人ID存儲(chǔ)在管理系統(tǒng)后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)，監(jiān)視系統(tǒng)根據(jù)識(shí)別基站的前后次序加以統(tǒng)計(jì)，最后匯總形成客人的流動(dòng)路徑，通過(guò)人流數(shù)量匯聚統(tǒng)計(jì)判斷溫泉池的使用率、根據(jù)客人停留時(shí)間判斷水質(zhì)變化情況，以圖表及圖形界面顯示。利用所得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)控制水體質(zhì)量確定換水時(shí)間，并為今后溫泉池布局改造提供數(shù)據(jù)支持。

四、關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題：

1.防碰撞沖突 .

此管理系統(tǒng)涉及兩類FRID碰撞沖突：一類為多標(biāo)簽碰撞問(wèn)題，當(dāng)多個(gè)客人（電子標(biāo)簽）進(jìn)入一個(gè)基站識(shí)別天線范圍時(shí)同時(shí)與讀寫器通信產(chǎn)生的碰撞。另一類是相鄰的兩個(gè)基站讀寫器同時(shí)在其信號(hào)交疊區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的干擾。對(duì)于第一類沖突一般在讀寫器內(nèi)已經(jīng)有相應(yīng)的防碰撞算法，我們討論第二種沖突。

我們?cè)谧x寫器布置方面需考慮到多讀寫器碰撞問(wèn)題，如上圖所示，當(dāng)兩個(gè)相互覆蓋的讀寫器讀取同一個(gè)標(biāo)簽時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致無(wú)法讀取到標(biāo)簽信息，其最終表現(xiàn)就是讀寫器的讀取范圍縮小。因此在設(shè)計(jì)布置讀寫器時(shí)選取關(guān)鍵位置很重要，由于我們選取的標(biāo)簽讀范圍是八米左右，因此可以設(shè)置基站在兩個(gè)池子通道的兩側(cè)，盡量避免讀取范圍的相互覆蓋，如果在要求比較嚴(yán)格的場(chǎng)合，或者兩個(gè)池子相鄰位置比較狹窄，需要多讀寫器同時(shí)工作的時(shí)候，我們可以利用基于時(shí)隙的多個(gè)射頻識(shí)別讀寫器的防碰撞方法，用于多個(gè)讀寫器。