[发明专利]一种基于RFID和蓝牙网络的监控定位系统和方法

权利要求书

1.一种基于RFID和蓝牙网络的监控定位系统，所述系统包括用于唯一标示目标的定位RFID标签、与之连接的RFID阅读器模块，用于进行无线定位的蓝牙区域网和控制监控探头跟随移动的监控探头转台；所述RFID阅读器模块包括天线、RFID芯片、微控制器和蓝牙信号收发模块，所述蓝牙区域网包括蓝牙网络调节器、蓝牙节点和蓝牙定位控制器，所述蓝牙定位控制器包括用于接收蓝牙区域网信号的通信接口模块、集成信息处理模块和监控探头转台控制模块；

其中所述集成信息处理模块执行基于RSSI的蓝牙网络定位，依据定位RFID标签在蓝牙区域网下移动时的无线RSSI信号强度精确定位RFID标签；监控探头转台控制模块根据定位数据信息，发出指令动态调整转台；

所述RSSI信号强度为：

其中，d为需要计算的未知节点到信标节点的距离，n为路径损耗指数，依赖于蓝牙区域网，PL(d)为未知节点接收到的信号强度，PL(d₀)为参考距离d₀处的信号强度，d₀为参考节点到信标节点的距离，ε为定位误差。

2.一种如权利要求1所述的系统，所述监控探头转台控制模块，通过调节PWM方式来控制转台转向。

3.一种如权利要求1所述的系统，所述蓝牙信号收发模块和蓝牙区域网采用2.4GHz射频信号。

4.一种如权利要求1所述的系统，所述蓝牙定位控制器采用双ARM内核处理单元，所述通信接口模块采用异步收发传输器。

5.一种如权利要求1-4其中之一所述的基于RFID和蓝牙网络的监控定位系统进行定位的方法，包括步骤：

1)采样阶段：

在定位区域内设置一定数量的蓝牙网络调节器或蓝牙网络节点作为参考节点，蓝牙网络调节器和蓝牙网络节点组网完成后，所述参考节点的位置信息均已知；

测量相互间的衰减强度RSSI值，构建储备区DR的输出矩阵W_out；

蓝牙网络调节器经由UART将此W_out发送到蓝牙定位控制器；

将定位RFID标签移入蓝牙网络中定义为网络的初始状态，所述初始状态定义为0，即x(0)＝0；

训练定位样本(u(n),n＝1,2,…P)经过输入矩阵W_in被加入到储备区DR中，其中P为样本数量，依次完成系统状态和误差输出的计算和收集；

计算输出矩阵W_out，蓝牙网络调节器从某一时刻m开始收集内部状态变量，并以向量(x1(i),x2(i)…,xN(i))(i＝m,m+1,…,P)为行构成矩阵B(P-m+1,N)，同时相应的样本定位数据ε(n)也被收集，并构成一个列向量T(P-m+1,1)；

2)权值计算阶段：

根据在采样阶段收集到定位系统状态矩阵和定位RFID标签移动样本数据，计算输出连接权矩阵W_out；

状态变量x(n)和输出之间是线性关系，利用回声状态网络实际输出逼近期望输出ε(n)，所述计算权值满足网络定位均方差最小：min1P-m+1Σn=mP(ϵ(n)-ΣiLwioutxi(n))2,]]>所述wiout]]>为矩阵W_out的元素；

求矩阵B的逆矩阵，即W_out＝B^-1T，完成回声状态网络的训练，根据训练好的网络对定位RFID标签进行实时跟随定位。