基于RFID的地震遺址導覽與安全監控系統的設計

摘要：為了設計實現北川地震遺址導覽與安全監控系統，主要基于RFID技術，設計了包括智能化現場導覽管理，地震危險區域參觀人員的安全監控，以及后臺軟件平臺管理，完成了對遺址區域內人員的全過程動態監管，實現了基于RFID技術的地震遺址參觀管理模塊的創新。
關鍵詞：RFID技術；PDA；地震遺址管理；現場導覽

0 引言
北川廢墟作為汶川大地震的產物，告訴了人們過去發生的重大災難，也警示人們如何在大災難面前更好地做好自我防護才能有效保護生命。由于地震遺址場所的特殊性，如何更好地實現該區域內參觀人員的導覽管理、安全監控等，都是該智能化管理系統的重中之重。
鑒于此，本文提出基于RFID(Radio Frequency Identification，無線射頻識別)技術實現實時監控參觀人員的行跡，并結合PDA移動應用終端，將人員實時監控與精確定位技術相融合，實現基于RFID技術的地震遺址參觀管理系統的創新。在RFID技術的應用中，常規的方法都是通過后臺應用系統或者直接在終端設備上進行操作，再將終端收集的數據上傳并進行處理。但考慮到PC機和筆記本電腦均存在著體積過大，攜帶、供電不便等諸多問題，而PDA是一種比筆記本電腦要小巧輕便的數據終端，其數據處理、信息管理和電子商務等功能完善?，F將RFID和PDA結合應用，不僅保持了PDA的原有功能，而且還具有了對射頻卡的讀、寫能力，可充分利用PDA具有多種高級數據采集功能以及靈活的語音和數據通訊功能，并且與無線局域網實現同步，結合對射頻卡的讀、寫能力，能實時訪問數據信息，形成具有高可靠性、低功耗、操作簡單、模塊化設計的智能掌上數據處理終端設備，同時還能提供豐富的應用軟件資源和硬件接口等?；赑DA的RFID人員信息采集裝置可大大提高地震遺址參觀管理系統的工作效率，為參觀人員提供方便高效的導覽服務模式，是現代數據采集、電子管理的發展方向，同時在PDA移動終端上亦能方便、快捷地進行二次應用開發。

1 RFID系統工作原理
RFID是通過讀寫器與安裝在物品上的電子標簽的電磁耦合或電感耦合來進行數據通信，實現對物品自動識別，是連接物理空間中的物體和信息空間中的ID的紐帶。RFID還是惟一可以實現多標簽同時識別的自動識別技術。此技術的實時數據獲取功能和對外界環境較強的適應能力，是實現地震遺址此類大型參觀區域中數目眾多的人員信息快速、準確、實時獲取的基礎，是實現對廣范圍內的參觀人員群體實行實時導覽、定位、安全監控、危險區域預警等智能化管理的有力保障。
典型的RFID系統主要由讀寫器、電子標簽、中間件和應用系統軟件組成。RFID系統基本工作原理如下：由讀寫器通過發射天線發送特定頻率的射頻信號，當電子標簽進入有效工作區域時產生感應電流，從而獲得能量，電子標簽被激活，使得電子標簽將自身編碼信息通過內置射頻天線發送出去；讀寫器的接收天線接收到從標簽發送來的調制信號，經天線調節器傳送到讀寫器信號處理模塊，經解調和解碼后將有效信息送至后臺應用系統進行相關的處理；應用系統根據邏輯運算識別該標簽的身份，針對不同的設定作出相應的處理和控制，最終發出指令信號控制讀寫器完成相應的讀寫操作。
本文采用的是北京洪德智源信息技術有限公司的JX3000R手持RFID智能移動信息終端。該終端充分結合RFID，PDA，GPS，GIS等技術，為系統提供了現場數據采集與管理功能。系統RFID識讀采用2．4～2．483 GHz頻段，能可靠識讀靜止或快速移動的目標，識讀距離為50～150 m，識讀無盲區，發射功率為-16～4dBm范圍內可調。天線采用內置全向天線，振動沖擊符合《GJB-150-86》標準。

2 系統總體結構
本系統主要由3個主要單元組成：智能化現場導覽管理(下面簡稱“現場導覽單元”)，地震危險區域參觀人員的安全監控(下面簡稱“安全監控單元”)，以及后臺軟件平臺管理(下面簡稱“后臺管理單元”)，如圖1所示，系統的主要功能模塊說明如下：

地震遺址區域內導游由手持的PDA移動終端，現場實時采集參觀人員的RFID標簽ID信息，并通過GPS確定導游自身的位置，由CDMA無線通信技術將ID信息、位置信息等傳送至后臺管理單元的數據庫中，并由GIS地理信息系統直觀地將位置信息顯示在后臺監控終端上，可實現對導覽對象的全過程動態監控。若有參觀人員闖入預先定義的危險區域時，現場的RFID閱讀器將該人員的RFID標簽ID信息，由CDMA技術傳送至后臺管理單元的監控終端，并立即觸發現場的報警器。