趙志科，張海波，張 爽，馬俊杰

（黃河科技學(xué)院 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 河南 鄭州 450063）

1 引言

射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)是一種通過(guò)射頻標(biāo)簽進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)與識(shí)別的方法[1]。由于RFID技術(shù)具有識(shí)別準(zhǔn)確率高、定位精確等優(yōu)點(diǎn)，已在倉(cāng)儲(chǔ)物流[2]、醫(yī)療監(jiān)護(hù)[3]等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。目前，圍繞著RFID技術(shù)在景區(qū)的應(yīng)用，僅局限于門(mén)禁識(shí)別[5]領(lǐng)域，在人員定位方面的應(yīng)用還存在不足。為此，本文設(shè)計(jì)了一種基于RFID和GPS的景區(qū)車輛、人員精確定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合RFID和GPS在定位方面的各自優(yōu)勢(shì)，減少了人員定位的盲區(qū)，增加了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)識(shí)別人員位置的準(zhǔn)確性，提高了景區(qū)的信息化管理水平。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

景區(qū)車輛人員定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要包括硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其總體結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示。該系統(tǒng)包括了GSM模塊、GPS模塊、LCD顯示模塊、電源模塊、RFID模塊、串行通信模塊和PC上位機(jī)組成。

圖1 總體結(jié)構(gòu)框圖

該系統(tǒng)要求對(duì)進(jìn)入景區(qū)的車輛和人員必須攜帶一個(gè)唯一地址的RFID標(biāo)簽用來(lái)進(jìn)行身份識(shí)別，該磁卡上錄入有車輛和人員的基本信息。景區(qū)周圍固定的定位平臺(tái)具有RFID數(shù)據(jù)接收和GPRS數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)墓δ?，能夠有效識(shí)別車輛和人員上的有源RFID標(biāo)簽，在讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)后，景區(qū)附近的系統(tǒng)平臺(tái)將對(duì)所獲得的信息進(jìn)行提取和整合，然后通過(guò)GPS模塊將數(shù)據(jù)傳送到終端控制系統(tǒng)。通過(guò)串口把導(dǎo)航信息實(shí)時(shí)發(fā)送給上位PC機(jī)，并通過(guò)internet網(wǎng)路實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)信息的共享。在STM32微處理器的LCD顯示屏和上位機(jī)PC上同時(shí)按照協(xié)議格式對(duì)其所在的經(jīng)度、緯度、時(shí)間、海拔高度和速度等位置信息進(jìn)行識(shí)別。

3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文選用的主控芯片為STM32F103RCT6，GSM模塊為ATK-SIM800C，RFID射頻 IC卡感應(yīng)模塊為MFRC-522 RC522讀卡器，GPS定位模塊為北斗雙定位模塊S1216，串口模塊選用USB轉(zhuǎn)RS-232串行適配器，便于車載便攜式電腦的安裝。利用STM32預(yù)留外擴(kuò)接口對(duì)各個(gè)子模塊的便捷集成，具體的硬件系統(tǒng)聯(lián)結(jié)效果如圖2所示。

圖2 硬件系統(tǒng)

通過(guò)S1216模塊實(shí)現(xiàn)當(dāng)前位置信息的定位。GSM不僅可以實(shí)時(shí)的傳輸具體的位置信息，還可以短消息的形成發(fā)送具體的經(jīng)、緯度信息給景區(qū)工作人員，便于及時(shí)開(kāi)展救援和幫助服務(wù)。RFID模塊通過(guò)非接觸式的快速識(shí)別，通過(guò)對(duì)游客攜帶的RFID磁卡的檢測(cè)與識(shí)別，獲取RFID磁卡上的個(gè)人或車輛信息，來(lái)判斷具體的人員與車輛位置。這一過(guò)程需要將上述車輛和人員信息錄入到RFID磁卡上，并將這些信息編碼并通過(guò)GSM發(fā)送給景區(qū)管理系統(tǒng)。

4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在硬件設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，以主函數(shù)調(diào)用和修改現(xiàn)有的頭文件的方式，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)。程序首先是建立軟件與硬件的連接，再進(jìn)行對(duì)STM32的初始化，為恢復(fù)硬件寄存器的設(shè)定狀態(tài)。然后，程序進(jìn)入GPS啟動(dòng)過(guò)程，GPS啟動(dòng)這個(gè)過(guò)程需要兩分鐘的時(shí)間。當(dāng)程序進(jìn)入主程序后，開(kāi)始依次調(diào)用GPS子程序，GSM子程序，RFID子程序，串口子程序，LCD子程序，通過(guò)GPS和RFID不斷獲取當(dāng)前的車輛與人員的信息。系統(tǒng)通過(guò)串口通信將實(shí)時(shí)的位置信息數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)。當(dāng)上位機(jī)接受到信息后，經(jīng)過(guò)解包拆分，獲取的了相關(guān)的位置信息顯示，上位機(jī)信息獲取情況。

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該系統(tǒng)能有效改善景區(qū)人員與車輛的監(jiān)控現(xiàn)狀的能力，該方法與系統(tǒng)是可行的。不足之處，是對(duì)于有隧道的景區(qū)，在隧道內(nèi)不容易獲取GPS位置信息。