[发明专利]一种基于RFID和蓝牙网络的监控定位系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线定位领域，尤其涉及一种基于RFID和蓝牙网络的监控定位系统和方法。

背景技术

随着社会的发展和进步，对诸如地下停车场、商场、地铁站等非露天环境下的定位需求也越来越强烈，现在有很多现成的定位技术，比如专业的全球定位系统(GPS)，其定位精度很高，可以实现全球定位，但是在上述的区域内，卫星信号被遮挡，即使可以穿透表层，其信号也很微弱，因此，将GPS用于上述区域的定位几乎不可行。

RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波(调成无线电频率的电磁场)。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。

RFID识别系统一般都包括应答器(或标签)和阅读器，所述应答器由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用标签作为应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；所述阅读器由天线，耦合元件，芯片组成，读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式RFID阅读器(如：C5000W)或固定式阅读器。

目前，射频识别技术已被广泛应用于生产、物流、交通运输等应用领域，并在定位跟踪、自动扫描等无人自动管理领域具有广泛的应用前景。特别是随着“物联网”(Internet of Things)概念引起业界广泛关注，作为一种先进生产力，RFID技术的广泛应用对提高生产效率、提升用户应用对应用的体验具有极大的促进作用。

射频识别系统一般包括RFID阅读器、RFID标签、天线和中间件等。RFID阅读器与RFID标签之间的通信通过电磁波传输与接收来实现。RFID阅读器可以快速扫描读取信号覆盖范围内的多个RFID标签信息。在信号覆盖范围内，RFID标签反射的信号可以透过纸张、木材、塑料甚至墙壁等非金属或非透明材质，进行穿透性通信，穿透性较强。并且，RFID传输的数据内容可以加密，从而保证数据传输过程的安全性。

另外，在上述区域一般都会设置监控探头，用于实时监控探头范围内的人和物的活动，以实现区域和物品安全，但是除此之外，探头别无它用。

因此，有必要充分利用已有的监控探头设备和新兴的RFID识别技术提出一种新的监控定位系统和方法。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的实施方式，提供了一种基于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。

根据本发明的实施方式，所述基于RFID和蓝牙网络的监控定位方法包括步骤：

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；