专利汇可以提供基于RFID技术的室内定位系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于RFID技术的室内 定位 系统,包括设备管理子系统、 复杂事件处理 子系统、实时定位子系统、行迹追溯子系统、移动服务子系统。本发明的有益效果是,利用经典 信号 传播模型在定位区域内构造虚拟参考标签空间,利用参考标签RSSI值和基于测距的方式计算出虚拟参考标签的RSSI值,并采用经典的对数路径损耗模型对环境变量进行估计,然后构造虚拟参考标签矩阵,通过加权平均值获得最虚拟参考标签的RSSI值,进而获得移动对象的 位置 ;同时,还克服了现有RFID定位系统在参考标签构成的区域之外定位 精度 失真的问题,并且从为用户提供单一的实时定位转变到向用户提供实时定位和目标追溯等多种服务。,下面是基于RFID技术的室内定位系统专利的具体信息内容。
1.一种基于RFID技术的室内定位系统,其特征在于:包括设备管理子系统、复杂事件处理子系统、实时定位子系统、行迹追溯子系统、移动服务子系统,各个子系统的功能分别是:
所述的设备管理子系统中的RFID设备管理用于对阅读器、参考标签、移动设备进行基本的增加、删除、修改的管理服务,并负责维护实时定位子系统中的设备信息库,还对当前设备工作状态进行实时监测,对故障设备提供告警提示;
所述的复杂事件处理子系统功能包括从阅读器进行数据采集,再进行数据过滤、事件还原、事件过滤、事件组合、事件匹配和事件分发的处理,将处理结果分成实时事件处理和非实时事件处理两类,该复杂事件处理子系统将整个系统业务逻辑紧密组织与联系在一起,复杂事件处理子系统提高了整个定位系统的数据处理效率,提高了系统的可靠性;
所述的实时定位子系统是整个系统的核心,其中的设备信息库中输入有设备管理提供的各个设备工作状态信息,定位策略库中存储有多个定位算法,实时定位子系统根据复杂事件处理子系统中的实时事件处理传递来的事件流、基本数据流,根据不同的服务要求,并在定位策略库中选择合适的算法进行实时事件处理,并将计算结果信息写入行迹信息库和定位追踪,定位追踪再利用行迹分析对目标实时定位,以实现对目标的实时监控,为用户提供定位服务;定位追踪再将定位结果传入移动服务子系统中的位置依赖服务;
所述的行迹追溯子系统中,一方面行迹信息库向行迹分析提供历史定位信息的查询,行迹分析将行迹信息还原为事件发生的过程;另一方面,行为规则库向行为事件处理提供相应的规则要求,行为事件处理同时利用非实时事件处理传递来的非实时事件流,根据不同的时间、空间等基本信息,行迹分析得出用户行为状态,该两方面的信息经过行迹分析,将结果输入行迹追溯中并通过GIS显示给用户;
所述的移动服务子系统用于将定位结果发送到移动设备上。
2.根据权利要求1所述的基于RFID技术的室内定位系统,其特征在于:
所述的实时定位子系统和行迹追溯子系统均依赖于下述的网络构建,该网络构建的结构是,
包括追踪服务器(1),追踪服务器(1)连接有若干组定位单元(2),所述的每个定位单元(2)包括定位服务器(3),定位服务器(3)与数据采集客户端(4)连接,数据采集客户端(4)与若干个定位蜂窝(5)连接,每个定位蜂窝(5)中设置有一台RFID的阅读器(6)和若干个参考标签(7),将定位标签设置于所要定位的移动目标上,将参考标签按组分别设置在室内各处,多个定位蜂窝(5)覆盖范围有部分相互重叠区域。
3.根据权利要求1或2所述的基于RFID技术的室内定位系统,其特征在于:所述的每个定位蜂窝内阅读器(6)的数量应满足的必要条件是|Γ|≥Min(|R|)。
4.根据权利要求1或2所述的基于RFID技术的室内定位系统,其特征在于:通过RFID设备通信协议进行通信的连接,具体功能实现是,
RFID的阅读器通过RS232串口与数据采集客户端连接,并通过数据采集客户端作为通信程序读取阅读器上传的数据或发送读取参考标签的命令,
设备通信时,串口数据读取波特率设置为38400bps,数据位为8,停止位为1,无校验位,
通过串口发送、接收的数据是RFID设备通信协议为通信内容,在通过RS232串口向阅读器发送命令时,如:定位命令、读取标签数据命令时,该命令要符合RFID设备通信协议的约定;同样地,在RFID阅读器传回的响应时,也要按照该协议解析所需的数据部分,RDCP是一种可变长的设备通信协议,根据功能不同包括数据读写、设备检测、定位功能,其中定位功能的协议采用如下形式化定义:
RDCP=CTRL-Segment Dest-Addr Src-Addr Relay-Seg Tag-Addr Body CRC-Segment其中,CTRL-Segment表示控制段,长度为8字节,以2字节的用户码为开始,接下来的字节指明该帧的功能;Dest-Addr与Src-Addr长度均为3个字节,都代表阅读器的地址信息,若Dest-Addr=000000则代表该消息是从阅读器传输到上位机的定位消息响应,Dest-Addr为目标阅读器地址,若Src-Addr=000000则代表该消息是从数据采集客户端传输到阅读器的定位命令,Src-Addr为源阅读器地址;Tag-Addr代表要定位标签地址;
CRC-Segment长度为2字节,采用CRC-16方式对校验段之前的整个帧体进行校验,无论是定位命令消息,还是响应消息,如果校验失败则该帧会被自动丢弃;Body部分指明了命令或数据的详细信息,如果是定位命令,该部分会指定各功率档发送定位消息的次数,如果是响应消息,则帧体中会有11字节的消息,最后8个字节分别对应1-8档收到定位消息的包数。
5.根据权利要求1或2所述的基于RFID技术的室内定位系统,其特征在于:还通过RFID设备管理协议进行设备的管理,具体功能实现是,
RFID设备管理协议简称RDMP,在RDMP中类似其他网络协议一样,详细定义了语法、语义与时序,其中语法部分使用BNF来描述,时序部分采用UML时序图来描述,通过RDMP对定位系统的数据采集、服务器与设备间的交互过程有清晰的认识,
从数据结构上划分,RDMP分成功能编号、消息体和结束符组成,如下文中BNF定义,RDMP=Function-ID Message-Content End-Segment;
从功能上划分,RDMP包括基本会话、定位、服务器认证、设备管理四个基本功能,采用下式定义:
RDMP=TALK/Positioning/Data-Server-Authentification/Device-List;
服务器认证、设备管理、定位三种功能分别介绍如下:
1)服务器认证
服务器认证的是对数据任务服务器角色进行认证,其中DataServerReq-ID表示认证数据任务服务器的功能编码,Authentification-Msg表示认证内容,包含数据任务服务器的认证校验码,
Data-Server-Authentification=Function-ID Message-Content End-Segment=DataServerReq-ID Authentification-Msg End-Segment
数据采集客户端的认证过程类似;
2)设备管理
设备管理部分负责对当前数据通信服务器下管理的所有数据采集客户端连接的阅读器与参考标签进行基本的状态检测,包含设备信息请求、设备列表响应两部分,分别发送自数据任务服务器和数据采集客户端,
Device-List=Device-List-Request/Device-List-Response,
设备列表请求由数据任务服务器发送,数据通信服务器会根据功能编号
DeviceListReq-ID直接予以转发,请求中包含指定的阅读器的编号、需检测的参考标签号信息,
Device-List-Request=DeviceListReq-ID List-Req-Content End-Segment,数据采集客户端接收到设备管理请求后,会判断List-Resp-Content中的RFID-Reader-List中是否包含本数据采集客户端连接的阅读器,如果不包含,则直接丢弃;
如果包含本站客户端连接的阅读器,则将请求的参考标签信息生成列表RFID-Tags-List,再以Device-List-Response的语法格式发送给数据采集客户端,
Device-List-Response=DeviceList-ID List-Resp-Content End-Segment,List-Resp-Content=RFID-Reader-List Device-Segment RFID-Tags-List;
3)定位
定位功能负责发送定位消息,同样地,定位命令包含请求与响应两种格式,定位请求指定了向阅读器发送需要定位标签列表信息,具体协议格式规定如下:
Positioning=Positioning-Request/Positioning-Response,
Positioning-Request=Function-ID Message-Content,
End-Segment = PositioningReq-ID Msg-Sequence RFID-Positioning-Req End-Segment,
Positioning-Response = Function-ID Message-Content End-Segment =Positioning-ID Msg-Sequence RFID-Positioning-RespEnd-Segment,
在数据任务服务器端设置有一个哈希表,用来存放定位请求序列编号(Msg-Sequence)和定位任务信息,数据任务服务器在发送定位请求前,会将将要发送的序列号作为索引,将定位任务基本信息生成散列值,放入序列哈希表中,并放于数据任务服务器端,在发送定位请求中包含该序号Msg-Sequence,当定位响应完成后,该序号会被传回,作为该响应对应定位任务的键,从哈希表中检索出对应任务的基本信息,从而完成发送定位请求、接收定位响应的过程。
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