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标题 基于RFID技术的智能防失联系统研究
范文 田绍鹏 卓佳佳 王年
摘 要 文章介绍的是一个为提高导游对游客的管理效率以及防止游客走丢而设计的系统。在项目的构思过程中我们考虑到：一方面，随着人们生活水平的提高，景点游客量呈膨胀式增长，游客在人群中很容易走丢；另一方面，导游很难同时管理众多游客，确保其人身安全。面对上述问题，我们设计了一种基于RFID技术的智能防失联系统。系统的读写器和标签均采用低功耗STM32单片机作为主控器件，采用DST-65芯片作为有源标签，DSM-300作为识别模块，MP3模块作为语音播放器，同时采用uC/OS-II系统并进行移植构建了本项目的软件系统。基于RFID技术的智能导游系统能够根据游客所佩戴的电子标签对其进行实时跟踪监测和定位，查询游客的位置分布情况同时还具有寻物和点名功能。本系统还具有语音提示功能，在游客距离导游较远时能报警及时提醒导游是否有游客掉队。
关键词 导游系统；防失联；STM32；RFID
中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）206-0112-02
近年来，随着生活水平的提高，旅行社成为人们出行的首选。然而，游客在跟团旅行中走失的事件却屡见不鲜。尤其是对儿童，家长如果稍有不慎的话，其所带领的幼童就有可能发生走失事故，而且由于幼童几乎没有生活常识，所以走失的幼童无法在第一时间联络到家长。除了儿童，也有不少游客在参观过程中一时驻足观赏，忽略了时间未跟上导游的步伐，在陌生的城市内心慌乱，不知如何是好。而导游也常常为了寻找一些“不知所踪”的游客而身心俱疲。为解决这些问题，本团队提出一种基于RFID技术的智能导游系统，使用射频识别技术为广大游客提供一个安全的旅行环境，为旅行社提供一种高效的管理方式。本系统可以根据游客所佩戴的有源电子腕带标签检测游客所在的位置，若距离和导游太远就会在第一时间报警通知导游该游客可能走丢，显示走丢游客的手机号码，方便导游与其联系。
1 系统总体设计方案
1.1 射频检测系统
射频检测系统由射频电路组成，主要对有源电子标签进行读取识别。射频电路的中心芯片是DSM-300，专用于RFID的识别和编程，能识别移动速度200km/h以内快速移动的电子标签，识别的距离8m～50m。标签按照预设的规则周期性的进行信号发射，在一定范围内读写器能接受并识别标签发出的信号，当两者超过一定距离后，读写器无法检测到该信号，此时将信息发送给中心系统，判断可能有游客丢失。
1.2 中心系统
中心系统由电源电路、STM32开发板两部分组成。由5V，20？000mA充电宝通过BUCK电路提供6V电压，使电源能够长时间提供7寸TFT液晶屏正常工作。单片机采用STM32芯片，能耗使用低、处理性能强，有足够快的处理速度和灵活的中断方式以实现在处理接收到的无线信号的同时，驱动TFT液晶显示屏显示信息，同时芯片的实时性效果好、价格低廉，符合市场要求。
1.3 交互系统
由7寸TFT液晶显示屏显示数据及录入游客信息，MP3播放模块播放报警声提醒导游。其中作为本系统人机交互中的一个重要组成——显示部分，主要用于将测量数据实时显示出来。本系统采用7寸TFT彩屏作为显示模块。该彩屏除了具有数据显示功能以外，同时还支持触摸屏功能，在STM32中移植的uC/OS-II系统对系统中的资源进行有效的管理。μC/OS-II具有占用空间小、执行效率高、实时性能优良和可扩展性强等特点，最小内核可编译至2KB。通过提供函数（应用程序接口（API）），使得设计人员得以在一个友好的平台上进行应用程序的设计和开发，大大地提高了开发效率。
2 系统硬件平台实现
2.1 RFID有源标签模块
本系统采用DST-65远距离有源电子标签，该模块采用GFSK信号调制方式，不断主动向外发出无线电信号，通讯距离可达80余米。该无线信号具有编码，且每个标识卡的编码是唯一的；同时具有加密算法与认证，确保数据安全，防止链路窃听与数据破解。如果标识卡发出的无线信号是在读卡器的有效测量距离内，则该无线信号通过读卡器上的天线被读卡器接收并解码，继而读卡器通过串口将信息发送给管理系统或其他监控系统。
2.2 RFID识别模块
本系统采用的DSM-300读写器模块专用于RFID的识别和编程，金属外壳读卡器使用外接天线，将IPX转接线的一段（IPX接口）连接到模块上，另一端（SMA接口）固定到外壳上，将外置天线拧入SMA接口。可以同时识别100张卡；能识别移动速度200km/h以内快速移动的电子标签；识别的距离8m～50m。
2.3 TFT液晶显示模块
本系统的点阵TFT液晶显示模块具备图形加速器性能，进而可通过简略的指令更快速地写字，画点、线、圆形、矩形，填充圆面和矩形面，以及可独立控制的游标等实用的绘图功能，支持并行接口以及RS232串行接口，极适用于单片机控制系统，是自动化控制设备、仪器仪表、专业电控板等工业控制系统的彩色液晶显示模块首选。
2.4 语音播放模块
该语音播放模块采用mp3提示器，4×4.1cm规格，采用DC？5V供电，具备2组接口，低电平触发，对地触发；喇叭参数：0-2瓦？4-8欧（音量可调支持最大内存：16G）支持播放格式：MP3、WAV。支持采样率：8、11.025、12、16、22.05、24、32、44.1、48khz；内部自带3W功效，满足大部分应用。
3 系统特色
本系统在多个方面具有自己的特色，具体表现在以下方面。
1）本系统便于用户使用，提高了导游的工作效率，保障游客安全，同时应用面非常广，可以扩展到生活的各个方面，使人们的生活更加高效、安全、便捷。
2）本系统使用的电子标签成本低，能大批量生产，有极大的市场潜力。采用有源RFID，不用担心与手机等物品接触在一起会消磁使卡失效，而且安全性高、抗干扰能力强。易于生产，有极大的市场潜力。
3）具有存储信息功能，可以完善地保存游客的详细信息，便于联系走失的游客。
4）用现代科技取代传统人力，系统可扩展性强，如：可在系统中加入定位功能，随时查看游客所在位置，加入电子导游功能，当游客接近某一景点时自动播放介绍。
4 结论
目前RFID技术已被广泛运用于国民生产生活的各个方面，技术已趋于成熟。在很多领域都有着RFID技术使用的身影，因此以此技术为基础的项目认可度较高。同时，此技术还未曾被应用于导游对游客的管理，这是本项目的创新点。
从实际情况考虑，景点占地面积大，客流量众多，如果采用传统的导游整队管理游客的方式，不仅降低了游客游玩的乐趣，增加了导游的工足量，也不能很好地保障游客的安全。如果采用本系统不仅能提高导游的管理效率，使游客能够安全出行，同时也提高了游玩的乐趣，减少了对掉队的担忧。综上所述，本系统具有良好的市场前景，可扩展性强，成本低，應用范围广，能够解决旅行中的许多实际困难，方便人们的出行与游玩。
参考文献
[1]周江.STM32单片机原理及硬件电路设计研究[J].数字技术与应用，2015（11）：1.
[2]童诗白.模拟电子技术基础[M].4版.北京：高等教育出版社，2009.
[3]姜莉.基于RFID的电子导游系统设计[J].电子测试，2014（4x）：63-64.
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更新时间：2025/3/21 19:49:21