專利名稱：基于無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)無(wú)源實(shí)時(shí)定位追蹤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，尤其是一種基于無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)無(wú)源實(shí)時(shí)定似追S示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)目標(biāo)定位與跟蹤技術(shù)的需求也日益增大。除了需要在室外環(huán)境下對(duì)移動(dòng)的人員、車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)的定位與跟蹤，在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中，尤其是高檔住宅小區(qū)、展廳、倉(cāng)庫(kù)、超市、地下停車場(chǎng)等場(chǎng)景中，常常需要獲得人員或物品的實(shí)時(shí)位置信息，室內(nèi)定位追蹤系統(tǒng)在以上場(chǎng)合將能發(fā)揮巨大作用?，F(xiàn)有的室內(nèi)定位追蹤系統(tǒng)主要分為三類:1、視頻監(jiān)控系統(tǒng)；2、入侵檢測(cè)系統(tǒng)；3、
射頻識(shí)別定位系統(tǒng)(Radio-Frequency Identification---RFID)。由于室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性
和不確定性程度較高，因此，現(xiàn)有的室內(nèi)追蹤系統(tǒng)普遍存在一些問(wèn)題。其中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用高清攝像監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，該技術(shù)雖然能提供可視化影像，但存在以下缺陷:1、無(wú)法對(duì)視頻圖像中的目標(biāo)自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)、定位、追蹤，需要安全人員值守；2、無(wú)法在無(wú)光源情況下進(jìn)行工作；3、存在監(jiān)控死角；4、設(shè)備由于監(jiān)控需要，容易暴露，易被破壞；5、無(wú)法進(jìn)行穿墻檢測(cè)。入侵檢測(cè)系統(tǒng)普遍為紅外入侵檢測(cè)系統(tǒng)等，該技術(shù)通過(guò)檢測(cè)發(fā)射信號(hào)是否被干擾來(lái)判斷入侵，存在以下缺點(diǎn):1、只能進(jìn)行入侵檢測(cè)，無(wú)法對(duì)入侵目標(biāo)進(jìn)行定位、追蹤；
2、無(wú)法進(jìn)行穿墻檢測(cè)；3、無(wú)法提供可視化影像。射頻識(shí)別定位系統(tǒng)，需要被定位目標(biāo)佩戴RFID電子標(biāo)簽，使其能發(fā)射位置信息與系統(tǒng)進(jìn)行合作檢測(cè)，其存在的問(wèn)題是:1、被定位目標(biāo)需與系統(tǒng)進(jìn)行合作，無(wú)法進(jìn)行無(wú)目標(biāo)合作的無(wú)源檢測(cè)；2、無(wú)法對(duì)不可識(shí)別的入侵目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)；3、無(wú)法提供可視化影像。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種性能可靠、隱蔽性強(qiáng)、成本低的基于無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)無(wú)源實(shí)時(shí)定位追蹤系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種基于無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)無(wú)源實(shí)時(shí)定位追蹤系統(tǒng)，包括信息處理終端、無(wú)線傳感單元、RFID電子標(biāo)簽及攝像監(jiān)控設(shè)備，無(wú)線傳感單元之間構(gòu)成無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)，該無(wú)線傳感單元包括普通傳感單元和控制傳感單元，該控制傳感單元與信息處理終端相連接，該信息處理終端還與攝像監(jiān)控設(shè)備及RFID標(biāo)簽項(xiàng)連接。而且，所述的無(wú)線傳感單元由微處理器和無(wú)線射頻模塊連接構(gòu)成。而且，所述的無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)中還設(shè)有信號(hào)中繼器。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極 效果是:1、本追蹤系統(tǒng)采用無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)，使用無(wú)線射頻信號(hào)作為信號(hào)來(lái)源，通過(guò)無(wú)源定位追蹤技術(shù)及視頻監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)環(huán)境下的定位、追蹤及目標(biāo)可視化功能，充分利用射頻信號(hào)可穿墻的特點(diǎn)進(jìn)行隔墻檢測(cè)；同時(shí)無(wú)線傳感單元體積小、成本低、隱蔽性強(qiáng)，極大地提高了整系統(tǒng)的性能。2、本追蹤系統(tǒng)通過(guò)采集無(wú)線射頻信號(hào)，對(duì)目標(biāo)區(qū)域信號(hào)強(qiáng)度及衰減進(jìn)行分析從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)移動(dòng)目標(biāo)的無(wú)源檢測(cè)、定位及追蹤。3、本追蹤系統(tǒng)可按檢測(cè)場(chǎng)景需要分為若干子系統(tǒng)，子系統(tǒng)間可進(jìn)行配合，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)切換。4、本追蹤系統(tǒng)使用了 RFID標(biāo)簽，從而對(duì)已知目標(biāo)與未知目標(biāo)進(jìn)行區(qū)分。5、本追蹤系統(tǒng)使用了高清攝像監(jiān)控設(shè)備，從而在對(duì)入侵目標(biāo)完成檢測(cè)定位后，提供目標(biāo)的實(shí)時(shí)影像。

圖1是實(shí)用新型的 系統(tǒng)連接示意圖；圖2是本實(shí)用新型的系統(tǒng)監(jiān)控樣例示意圖；圖3是本實(shí)用新型的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述。一種基于無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)無(wú)源實(shí)時(shí)定位追蹤系統(tǒng)，如圖1所示，包括信息處理終端、無(wú)線傳感單元、RFID電子標(biāo)簽、信號(hào)中繼器及攝像監(jiān)控設(shè)備。無(wú)線傳感單元包括普通傳感單元和控制傳感單元并通過(guò)信號(hào)中繼器構(gòu)建無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)，控制傳感單元與信息處理終端相連接，信息處理終端還與攝像監(jiān)控設(shè)備及RFID標(biāo)簽項(xiàng)連接。無(wú)線傳感單元作為系統(tǒng)的核心，由微處理器(MSP430控制器)和德州儀器(TI)CC2530F256無(wú)線射頻模塊連接構(gòu)成，該無(wú)線射頻模塊使用2.4GHz下全向天線，無(wú)線傳輸速率達(dá)到250kbps，配備16個(gè)傳輸通道，子頻段數(shù)足夠進(jìn)行中小型場(chǎng)所頻段復(fù)用，因此不同用戶的系統(tǒng)不會(huì)互相干擾。在非自由空間，兩個(gè)傳感單元之間實(shí)測(cè)最大安全傳輸距離為40米，自由空間最大理論值達(dá)400米,該傳感單元能檢測(cè)水平面上下0.5-1米范圍內(nèi)的擾動(dòng)。相鄰的傳感單元之間傳送無(wú)線射頻信號(hào)構(gòu)成無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)。如圖2所示，普通傳感單元被部署于監(jiān)控場(chǎng)所周圍，負(fù)責(zé)檢測(cè)并發(fā)回射頻信號(hào)；控制傳感單元與信息處理終端相連，其作為橋梁負(fù)責(zé)接收普通傳感單元發(fā)送的信號(hào)并轉(zhuǎn)換格式發(fā)送給信息處理終端，同時(shí)接收信息處理終端的命令，廣播給普通傳感單元。普通傳感單元將部署于被監(jiān)控場(chǎng)所周圍，監(jiān)控場(chǎng)所內(nèi)無(wú)需布置任何設(shè)備，安保人員可使用系統(tǒng)信息處理終端，通過(guò)信息處理終端在一定范圍內(nèi)遠(yuǎn)程監(jiān)視普通傳感單元情況。若有入侵行為被發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)信息處理終端將實(shí)時(shí)顯示入侵位置及移動(dòng)目標(biāo)數(shù)量。在本室內(nèi)無(wú)源實(shí)時(shí)定位追蹤系統(tǒng)中，中繼器為可選配件，視具體目標(biāo)場(chǎng)景而定:例如，機(jī)房等小型場(chǎng)所無(wú)需配備信號(hào)中繼 器，當(dāng)監(jiān)控場(chǎng)地過(guò)大，超出了無(wú)線傳感單元傳輸距離，則需要配置信號(hào)中繼器，例如，在變電站等中型場(chǎng)所則由于傳感單元傳輸范圍有限需配備若干信號(hào)中繼器。本實(shí)用新型的工作過(guò)程，如圖3所示，無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感單元按照數(shù)字1、2、3……的預(yù)編號(hào)進(jìn)行廣播，每個(gè)節(jié)點(diǎn)(傳感單元)接收到來(lái)自于其他節(jié)點(diǎn)(傳感單元)的信號(hào)時(shí)，記錄下相應(yīng)的接收信號(hào)強(qiáng)度值等相關(guān)信息。數(shù)十個(gè)節(jié)點(diǎn)(傳感單元)會(huì)形成上百個(gè)鏈路。由于目標(biāo)對(duì)信號(hào)的吸收、反射及衍射作用，每一個(gè)鏈路的接收信號(hào)強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生不同的變化。這些高度冗余的信息通過(guò)合適的測(cè)量模型與目標(biāo)的位置信息建立聯(lián)系，并利用無(wú)源追蹤算法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位，跟蹤，獲得目標(biāo)的坐標(biāo)位置。系統(tǒng)在檢測(cè)到移動(dòng)目標(biāo)信號(hào)后，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行匹配識(shí)別，若佩戴RFID標(biāo)簽，則系統(tǒng)可將其區(qū)分為可識(shí)別人員。最后，系統(tǒng)定位出無(wú)法識(shí)別的入侵目標(biāo)，記錄其反饋的相對(duì)坐標(biāo)位置，控制視頻監(jiān)控設(shè)備轉(zhuǎn)向從而提供入侵目標(biāo)影像。需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此本實(shí)用新型包括并不限于具體實(shí)施方式
中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)無(wú)源實(shí)時(shí)定位追蹤系統(tǒng)，其特征在于:包括信息處理終端、無(wú)線傳感單元、RFID電子標(biāo)簽及攝像監(jiān)控設(shè)備，無(wú)線傳感單元之間構(gòu)成無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)，該無(wú)線傳感單元包括普通傳感單元和控制傳感單元，該控制傳感單元與信息處理終端相連接，該信息處理終端還與攝像監(jiān)控設(shè)備及RFID標(biāo)簽項(xiàng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)無(wú)源實(shí)時(shí)定位追蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述的無(wú)線傳感單元由微處理器和無(wú)線射頻模塊連接構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)無(wú)源實(shí)時(shí)定位追蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述的無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)中還設(shè)有信號(hào)中繼器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)無(wú)源實(shí)時(shí)定位追蹤系統(tǒng)，其技術(shù)特點(diǎn)是包括信息處理終端、無(wú)線傳感單元、RFID電子標(biāo)簽及攝像監(jiān)控設(shè)備，無(wú)線傳感單元之間構(gòu)成無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)，該無(wú)線傳感單元包括普通傳感單元和控制傳感單元，該控制傳感單元與信息處理終端相連接，該信息處理終端還與攝像監(jiān)控設(shè)備及RFID標(biāo)簽項(xiàng)連接。本實(shí)用新型采用無(wú)線射頻傳感器網(wǎng)絡(luò)，使用無(wú)線射頻信號(hào)作為信號(hào)來(lái)源，通過(guò)無(wú)源定位追蹤技術(shù)及視頻監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)環(huán)境下的定位、追蹤及目標(biāo)可視化功能，充分利用射頻信號(hào)可穿墻的特點(diǎn)進(jìn)行隔墻檢測(cè)；同時(shí)無(wú)線傳感單元體積小、成本低、隱蔽性強(qiáng)，極大地提高了整系統(tǒng)的性能。
文檔編號(hào)H04W84/18GK202940968SQ20122066777
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者陳曦, 李云鵬, 馬克科茨 申請(qǐng)人:陳曦, 李云鵬