基于RFID技術的智能防失聯系統研究

田紹鵬 卓佳佳 王年

摘 要 文章介紹的是一個為提高導游對游客的管理效率以及防止游客走丟而設計的系統。在項目的構思過程中我們考慮到：一方面，隨著人們生活水平的提高，景點游客量呈膨脹式增長，游客在人群中很容易走丟；另一方面，導游很難同時管理眾多游客，確保其人身安全。面對上述問題，我們設計了一種基于RFID技術的智能防失聯系統。系統的讀寫器和標簽均采用低功耗STM32單片機作為主控器件，采用DST-65芯片作為有源標簽，DSM-300作為識別模塊，MP3模塊作為語音播放器，同時采用uC/OS-II系統并進行移植構建了本項目的軟件系統。基于RFID技術的智能導游系統能夠根據游客所佩戴的電子標簽對其進行實時跟蹤監測和定位，查詢游客的位置分布情況同時還具有尋物和點名功能。本系統還具有語音提示功能，在游客距離導游較遠時能報警及時提醒導游是否有游客掉隊。

關鍵詞 導游系統；防失聯；STM32；RFID

中圖分類號 TP2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）206-0112-02

近年來，隨著生活水平的提高，旅行社成為人們出行的首選。然而，游客在跟團旅行中走失的事件卻屢見不鮮。尤其是對兒童，家長如果稍有不慎的話，其所帶領的幼童就有可能發生走失事故，而且由于幼童幾乎沒有生活常識，所以走失的幼童無法在第一時間聯絡到家長。除了兒童，也有不少游客在參觀過程中一時駐足觀賞，忽略了時間未跟上導游的步伐，在陌生的城市內心慌亂，不知如何是好。而導游也常常為了尋找一些“不知所蹤”的游客而身心俱疲。為解決這些問題，本團隊提出一種基于RFID技術的智能導游系統，使用射頻識別技術為廣大游客提供一個安全的旅行環境，為旅行社提供一種高效的管理方式。本系統可以根據游客所佩戴的有源電子腕帶標簽檢測游客所在的位置，若距離和導游太遠就會在第一時間報警通知導游該游客可能走丟，顯示走丟游客的手機號碼，方便導游與其聯系。

1 系統總體設計方案

1.1 射頻檢測系統

射頻檢測系統由射頻電路組成，主要對有源電子標簽進行讀取識別。射頻電路的中心芯片是DSM-300，專用于RFID的識別和編程，能識別移動速度200km/h以內快速移動的電子標簽，識別的距離8m～50m。標簽按照預設的規則周期性的進行信號發射，在一定范圍內讀寫器能接受并識別標簽發出的信號，當兩者超過一定距離后，讀寫器無法檢測到該信號，此時將信息發送給中心系統，判斷可能有游客丟失。

1.2 中心系統

中心系統由電源電路、STM32開發板兩部分組成。由5V，20？000mA充電寶通過BUCK電路提供6V電壓，使電源能夠長時間提供7寸TFT液晶屏正常工作。單片機采用STM32芯片，能耗使用低、處理性能強，有足夠快的處理速度和靈活的中斷方式以實現在處理接收到的無線信號的同時，驅動TFT液晶顯示屏顯示信息，同時芯片的實時性效果好、價格低廉，符合市場要求。

1.3 交互系統

由7寸TFT液晶顯示屏顯示數據及錄入游客信息，MP3播放模塊播放報警聲提醒導游。其中作為本系統人機交互中的一個重要組成——顯示部分，主要用于將測量數據實時顯示出來。本系統采用7寸TFT彩屏作為顯示模塊。該彩屏除了具有數據顯示功能以外，同時還支持觸摸屏功能，在STM32中移植的uC/OS-II系統對系統中的資源進行有效的管理。μC/OS-II具有占用空間小、執行效率高、實時性能優良和可擴展性強等特點，最小內核可編譯至2KB。通過提供函數（應用程序接口（API）），使得設計人員得以在一個友好的平臺上進行應用程序的設計和開發，大大地提高了開發效率。

2 系統硬件平臺實現

2.1 RFID有源標簽模塊

本系統采用DST-65遠距離有源電子標簽，該模塊采用GFSK信號調制方式，不斷主動向外發出無線電信號，通訊距離可達80余米。該無線信號具有編碼，且每個標識卡的編碼是唯一的；同時具有加密算法與認證，確保數據安全，防止鏈路竊聽與數據破解。如果標識卡發出的無線信號是在讀卡器的有效測量距離內，則該無線信號通過讀卡器上的天線被讀卡器接收并解碼，繼而讀卡器通過串口將信息發送給管理系統或其他監控系統。

2.2 RFID識別模塊

本系統采用的DSM-300讀寫器模塊專用于RFID的識別和編程，金屬外殼讀卡器使用外接天線，將IPX轉接線的一段（IPX接口）連接到模塊上，另一端（SMA接口）固定到外殼上，將外置天線擰入SMA接口。可以同時識別100張卡；能識別移動速度200km/h以內快速移動的電子標簽；識別的距離8m～50m。

2.3 TFT液晶顯示模塊

本系統的點陣TFT液晶顯示模塊具備圖形加速器性能，進而可通過簡略的指令更快速地寫字，畫點、線、圓形、矩形，填充圓面和矩形面，以及可獨立控制的游標等實用的繪圖功能，支持并行接口以及RS232串行接口，極適用于單片機控制系統，是自動化控制設備、儀器儀表、專業電控板等工業控制系統的彩色液晶顯示模塊首選。

2.4 語音播放模塊

該語音播放模塊采用mp3提示器，4×4.1cm規格，采用DC？5V供電，具備2組接口，低電平觸發，對地觸發；喇叭參數：0-2瓦？4-8歐（音量可調支持最大內存：16G）支持播放格式：MP3、WAV。支持采樣率：8、11.025、12、16、22.05、24、32、44.1、48khz；內部自帶3W功效，滿足大部分應用。

3 系統特色

本系統在多個方面具有自己的特色，具體表現在以下方面。

1）本系統便于用戶使用，提高了導游的工作效率，保障游客安全，同時應用面非常廣，可以擴展到生活的各個方面，使人們的生活更加高效、安全、便捷。

2）本系統使用的電子標簽成本低，能大批量生產，有極大的市場潛力。采用有源RFID，不用擔心與手機等物品接觸在一起會消磁使卡失效，而且安全性高、抗干擾能力強。易于生產，有極大的市場潛力。

3）具有存儲信息功能，可以完善地保存游客的詳細信息，便于聯系走失的游客。

4）用現代科技取代傳統人力，系統可擴展性強，如：可在系統中加入定位功能，隨時查看游客所在位置，加入電子導游功能，當游客接近某一景點時自動播放介紹。

4 結論

目前RFID技術已被廣泛運用于國民生產生活的各個方面，技術已趨于成熟。在很多領域都有著RFID技術使用的身影，因此以此技術為基礎的項目認可度較高。同時，此技術還未曾被應用于導游對游客的管理，這是本項目的創新點。

從實際情況考慮，景點占地面積大，客流量眾多，如果采用傳統的導游整隊管理游客的方式，不僅降低了游客游玩的樂趣，增加了導游的工足量，也不能很好地保障游客的安全。如果采用本系統不僅能提高導游的管理效率，使游客能夠安全出行，同時也提高了游玩的樂趣，減少了對掉隊的擔憂。綜上所述，本系統具有良好的市場前景，可擴展性強，成本低，應用范圍廣，能夠解決旅行中的許多實際困難，方便人們的出行與游玩。

參考文獻

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