一种低功耗射频识别定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种低功耗射频识别定位系统，通过压电传感器技术与低功耗控制电路的巧妙设计，最大限度的降低了整个系统的功耗，系统可以采用电池长期稳定可靠的工作，系统与服务器后台设备的信息传送通过WIFI模块无线通信，最终使系统设备的安装达成“无线化”的目标。特别适合装修完工的室内场所的“无线化”部署，不需要对已装修的室内环境进行“再次装修”，最大限度的降低了改造成本和部署周期。本实用新型专利技术的压电传感器装置部署在室内需要定位的关键位置，结合该专利后台管理平台处理系统可以确定他们所在的具体位置。

A low power RFID positioning system

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗射频识别定位系统
本技术涉及射频定位
，尤其涉及一种低功耗射频识别定位系统。
技术介绍
室内是人类生活关系最密切的场所。大量人类的应用需求都与室内定位服务相关，例如室内物品的存放位置，人员的位置等等。目前成熟的室内定位技术主要有蓝牙、WiFi/WLAN、射频识别（RFID），以及超宽带（UWB）等。其中，蓝牙和WLAN技术都基于电磁波的接收信号强度指示（RSSI）的值来判断距离，并通过到达多个基站的的距离计算位置，从而达到定位的目的，该技术存在成本高（至少需要四个基站才能定位）、定位精度不高、组网复杂、多径效应明显、易受同频信号干扰、施工难度大的缺点。超宽带（UWB）技术基于电磁波的飞行时间测距法来判断距离，通过多个基站的距离来计算位置，达到定位的目的，该技术虽说定位精度高，可以到达厘米级定位，但是组网复杂，成本相对昂贵。而射频识别定位技术以其非视距、成本低、功耗低、能快速确定目标位置等优点，已经成为室内定位技术的解决方案之一。因此，在室内为了实时定位人员的位置信息，采用射频识别定位技术，能更加精确的对室内人员进行自动实时识别和追踪，确保了人员的安全。然而在室内铺设射频识别定位技术系统，需要在指定的位置预埋供电系统和与服务器通信的线路，成本费用高，尤其针对老旧养老院施工难、改造困难重重。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种低功耗射频识别定位系统。本技术采用的技术方案是：一种低功耗射频识别定位系统，其包括RFID电子标签、压电识别装置和定位服务器，RFID电子标签佩戴于待定位人员身上，压电识别装置铺设在于室内需要定位的关键位置，压电识别装置包括压电传感设备和低功耗射频识别读写器，压电传感器设备与低功耗射频识别读写器连接，低功耗射频识别读写器具有WiFi通讯电路以及低功耗控制电路，低功耗射频识别读写器通过WiFi通讯电路与定位服务器无线通讯，低功耗射频识别读写器在常时处于低功耗待机状态，压电传感器设备用于感应压力并生成电信号激活低功耗射频识别读写器工作，低功耗射频识别读写器用于读取RFID电子标签内标签信息并发送至定位服务器，定位服务器接收信息并记录形成对应的待定位人员的位置信息。进一步地，RFID电子标签穿戴在待定位人员的鞋子上。进一步地，低功耗射频识别读写器将标签信息结合时间戳以及低功耗射频识别读写器的设备ID一同发送至定位服务器，定位服务器采用时间顺序记录位置信息。进一步地，低功耗射频识别读写器包括WiFi通信电路、低功耗控制电路、射频收发器和主处理器，压电传感器设备分别连接主处理器和低功耗控制电路，电源通过低功耗控制电路接入设备，低功耗控制电路控制电源向WiFi通信电路、射频收发器和主处理器供电，射频收发器在主处理器的控制下向电子标签发送射频信号并接收电子标签的反馈信号，主处理器通过WiFi通信电路与定位服务器无线通信连接。进一步地，射频收发器包括沿信号依次连接的信号放大器、滤波器、定向耦合器、电桥和天线，定向耦合器的连接主处理器的信号发生引脚，定向耦合器依次通过低噪放和巴仑连接主处理器的信号接收引脚。进一步地，压电传感设备包括压电传感器、电荷放大器和从处理器，压电传感器通过电荷放大器连接从处理器，从处理器的输出端连接低功耗射频识别读写器的低功耗控制电路，压电传感器产生微弱电流信号，电荷放大器用于放大微弱电流信号，从处理器基于微弱电流信号输出激活信号控制低功耗控制电路打开电源激活低功耗射频识别读写器工作。进一步地，还包括双电压比较器和压力指示灯，电荷放大器的输出端连接双电压比较器的输入端，双电压比较器抵消压电传感器和电荷放大器的器件偏差，双电压比较器的输出端连接压力指示灯的一端，压力指示灯的另一端连接从处理器的一个灯光驱动输出IO口，从处理器基于压电传感器的电流信号的强度驱动点亮对应强度个数的压力指示灯。进一步地，压电传感设备具有5个压电传感器以及对应的5个电荷放大器和5路压力指示电路，5个压电传感器沿踩踏方向依次排列设置，每路压电传感器均连接一个电荷放大器，每个电荷放大器均将电压信号分成两路，一路送给压力指示电路，压力指示电路包括LM393双电压比较器和发光LED灯，一路接入双电压比较器的输入端，通过双电压比较器抵消压电传感器和电荷放大器的器件偏差，双电压比较器的输出端连接发光LED灯的一端，发光LED灯的另一端连接从处理器的一个输出IO口，5路压电传感器分别对应从处理器的5个信号输入口以及5个灯光驱动输出IO口，从处理器根据收到5路压电传感器电信号时间上的不同而判断比较出定位人员的走路朝向以判断人员的路径方向。进一步地，压电传感器设备包括踩踏板、踩踏板的四周压边压角、传感器电路板及其信号走线，踩踏板采用PVC塑料橡胶材质成型，具有防滑、防水、牢固、防腐蚀的优点，踩踏板离地高度15毫米，踩踏板的底部中间安装压电传感器电路板及信号走线，为了防止定位人员尤其是老人走过时容易忽略设备厚度造成摔倒，踩踏板的四周设置压边和压角进行主体与路平面高度差的过渡。进一步地，定位服务器预存有低功耗射频识别读写器的设备ID及其对应安装位置。进一步地，电源为内置电池，低功耗射频识别读写器采用M100型RFID射频识别芯片为主处理器，从处理器采用ESP32增强型透传芯片。一种低功耗射频识别定位方法，其包括以下步骤：步骤1，在室内的关键位置布设压电识别装置，并在待定位人员身上佩戴电子标签；步骤2，当待定位人员踩踏压电识别装置时，压电识别装置感应生成触发信号驱动低功耗控制电路打开电源激活低功耗射频识别读写器工作；步骤3，低功耗射频识别读写器通过射频收发器发送“发送身份信息”射频信号至电子标签；步骤4，电子标签吸收“发送身份信息”射频信号作为电源并将标签信息作为应答身份信息反馈至该低功耗射频识别读写器；步骤5，低功耗射频识别读写器将标签信息连同时间戳和低功耗射频识别读写器的设备ID一同发送通过WiFi发送至定位服务器；步骤6，定位服务器接收信息并依据设备ID获取该低功耗射频识别读写器的位置，记录形成一条位置信息；步骤7，定位服务器依照时间顺序获取同一电子标签对应的位置信息形成待定位人员在室内的流动情况。本技术采用以上技术方案，在射频识别定位技术的基础上采用WiFi无线通信方式，免除铺设通信线路，采用压电传感技术对射频标签进行识别，并对射频识别读写器采用低功耗技术进行处理，免去铺设电源线路，从而大大降低施工成本。本技术具有以下优势：1、高集成度，小体积，低功耗可使产品实现小型化；2、射频识别定位技术读写器无需铺设供电系统和与服务器通信的线路，施工成本低，根据网络规划可以做到“随处安装，随处铺设”；3、该系统将RFID标签内嵌在定位人员日常生活穿戴的鞋子内，确保鞋子的轻便性、耐磨性，以及不会对使用者的生活带来影响；4、系统通过RFID读写器收集标签信息从而确定定位人员的位置，定位精度高，并将收集到的位置信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低功耗射频识别定位系统，其特征在于：其包括RFID电子标签、压电识别装置和定位服务器，RFID电子标签佩戴于待定位人员身上，压电识别装置铺设在于室内需要定位的关键位置，压电识别装置包括压电传感设备和低功耗射频识别读写器，压电传感器设备与低功耗射频识别读写器连接，低功耗射频识别读写器具有WiFi通讯电路以及低功耗控制电路，低功耗射频识别读写器通过WiFi通讯电路与定位服务器无线通讯，低功耗射频识别读写器未激活时处于低功耗的待机状态，压电传感器设备用于感应压力并生成电信号激活低功耗射频识别读写器工作，低功耗射频识别读写器用于读取RFID电子标签内标签信息并发送至定位服务器，定位服务器接收信息并记录形成对应的待定位人员的位置信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种低功耗射频识别定位系统，其特征在于：其包括RFID电子标签、压电识别装置和定位服务器，RFID电子标签佩戴于待定位人员身上，压电识别装置铺设在于室内需要定位的关键位置，压电识别装置包括压电传感设备和低功耗射频识别读写器，压电传感器设备与低功耗射频识别读写器连接，低功耗射频识别读写器具有WiFi通讯电路以及低功耗控制电路，低功耗射频识别读写器通过WiFi通讯电路与定位服务器无线通讯，低功耗射频识别读写器未激活时处于低功耗的待机状态，压电传感器设备用于感应压力并生成电信号激活低功耗射频识别读写器工作，低功耗射频识别读写器用于读取RFID电子标签内标签信息并发送至定位服务器，定位服务器接收信息并记录形成对应的待定位人员的位置信息。


2.根据权利要求1所述的一种低功耗射频识别定位系统，其特征在于：RFID电子标签穿戴在待定位人员的鞋子上。


3.根据权利要求1所述的一种低功耗射频识别定位系统，其特征在于：低功耗射频识别读写器包括WiFi通信电路、低功耗控制电路、射频收发器和主处理器，压电传感器设备分别连接主处理器和低功耗控制电路，电源通过低功耗控制电路接入设备，低功耗控制电路控制电源向WiFi通信电路、射频收发器和主处理器供电，射频收发器在主处理器的控制下向电子标签发送射频信号并接收电子标签的反馈信号，主处理器通过WiFi通信电路与定位服务器无线通信连接。


4.根据权利要求3所述的一种低功耗射频识别定位系统，其特征在于：射频收发器包括沿信号依次连接的信号放大器、滤波器、定向耦合器、电桥和天线，定向耦合器的连接主处理器的信号发生引脚，定向耦合器依次通过低噪放和巴仑连接主处理器的信号接收引脚。


5.根据权利要求1所述的一种低功耗射频识别定位系统，其特征在于：压电传感设备包括压电传感器、电荷放大器和从处理器，压电传感器通过电荷放大器连接从处理器，从处理器的输出端连接低功耗射频识别读写器的低功耗控制电路，压电传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：林峰，田有隆，陈骏，
申请(专利权)人：福州数据技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35