基于RFID和GPS的景區人員車輛精確定位系統研究

趙志科，張海波，張 爽，馬俊杰

（黃河科技學院 應用技術學院 河南 鄭州 450063）

1 引言

射頻識別（RFID）技術是一種通過射頻標簽進行自動檢測與識別的方法[1]。由于RFID技術具有識別準確率高、定位精確等優點，已在倉儲物流[2]、醫療監護[3]等領域得到了應用。目前，圍繞著RFID技術在景區的應用，僅局限于門禁識別[5]領域，在人員定位方面的應用還存在不足。為此，本文設計了一種基于RFID和GPS的景區車輛、人員精確定位系統。該系統綜合RFID和GPS在定位方面的各自優勢，減少了人員定位的盲區，增加了實時動態識別人員位置的準確性，提高了景區的信息化管理水平。

2 系統總體設計

景區車輛人員定位系統的設計，主要包括硬件系統設計和軟件系統設計，其總體結構框圖，如圖1所示。該系統包括了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上位機組成。

圖1 總體結構框圖

該系統要求對進入景區的車輛和人員必須攜帶一個唯一地址的RFID標簽用來進行身份識別，該磁卡上錄入有車輛和人員的基本信息。景區周圍固定的定位平臺具有RFID數據接收和GPRS數據無線傳輸的功能，能夠有效識別車輛和人員上的有源RFID標簽，在讀取標簽數據后，景區附近的系統平臺將對所獲得的信息進行提取和整合，然后通過GPS模塊將數據傳送到終端控制系統。通過串口把導航信息實時發送給上位PC機，并通過internet網路實現遠程數據信息的共享。在STM32微處理器的LCD顯示屏和上位機PC上同時按照協議格式對其所在的經度、緯度、時間、海拔高度和速度等位置信息進行識別。

3 硬件系統設計

本文選用的主控芯片為STM32F103RCT6，GSM模塊為ATK-SIM800C，RFID射頻 IC卡感應模塊為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RS-232串行適配器，便于車載便攜式電腦的安裝。利用STM32預留外擴接口對各個子模塊的便捷集成，具體的硬件系統聯結效果如圖2所示。

圖2 硬件系統

通過S1216模塊實現當前位置信息的定位。GSM不僅可以實時的傳輸具體的位置信息，還可以短消息的形成發送具體的經、緯度信息給景區工作人員，便于及時開展救援和幫助服務。RFID模塊通過非接觸式的快速識別，通過對游客攜帶的RFID磁卡的檢測與識別，獲取RFID磁卡上的個人或車輛信息，來判斷具體的人員與車輛位置。這一過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GSM發送給景區管理系統。

4 軟件系統設計

在硬件設計為基礎，以主函數調用和修改現有的頭文件的方式，實現了系統的程序設計。程序首先是建立軟件與硬件的連接，再進行對STM32的初始化，為恢復硬件寄存器的設定狀態。然后，程序進入GPS啟動過程，GPS啟動這個過程需要兩分鐘的時間。當程序進入主程序后，開始依次調用GPS子程序，GSM子程序，RFID子程序，串口子程序，LCD子程序，通過GPS和RFID不斷獲取當前的車輛與人員的信息。系統通過串口通信將實時的位置信息數據傳送給上位機。當上位機接受到信息后，經過解包拆分，獲取的了相關的位置信息顯示，上位機信息獲取情況。

5 結語

實驗結果證明該系統能有效改善景區人員與車輛的監控現狀的能力，該方法與系統是可行的。不足之處，是對于有隧道的景區，在隧道內不容易獲取GPS位置信息。