基于RFID的新型交互式生命搜救儀器

讀寫器的天線有激活信號(hào)發(fā)射天線A和接收信號(hào)天線B之分，也可以為同一天線；讀寫器對(duì)激活信號(hào)具有控制功能，在收到某標(biāo)簽返回的信號(hào)后可以繼續(xù)發(fā)送激活信號(hào)激活其它標(biāo)簽，也可以停止發(fā)送激活信號(hào)；讀寫器應(yīng)能提供通用的接口模塊，如USB、RS232、SPI、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口等，以便與PC或其它讀寫器進(jìn)行通信；考慮到易操作性，讀寫器應(yīng)具有方便的人機(jī)交互界面，使用LCD彩色屏提供直觀的顯示功能及可視化的功能菜單界面，讀寫器的主要模塊構(gòu)成如圖4所示。

2．3 防碰撞算法
從讀寫器節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息到各被搜救用戶節(jié)點(diǎn)，采用廣播方式，在UHF頻帶使用413．475MHz的頻率，占用100kHz的信道，讀寫器發(fā)送的任何信息，正常情況下各被搜救用戶終端控制器都能接收到。從各被搜救用戶節(jié)點(diǎn)到中央節(jié)點(diǎn)，采用隨機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)方式，以407．350MHz的頻率，也占用100kHz信道。如果各被搜救用戶不同時(shí)發(fā)送信息，讀寫器可以正確收到；如果各被搜救用戶同時(shí)發(fā)送信息，則會(huì)發(fā)生沖突，使信息不可識(shí)別，必須重發(fā)。顯然，信息的沖突會(huì)降低傳輸效率。但是考慮到各被搜救用戶的數(shù)據(jù)報(bào)文較短(即占用信道時(shí)間較短)，發(fā)送信息有突發(fā)性和斷續(xù)性，因此這種隨機(jī)性訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)方式還是可行的。
通過(guò)劃分相等的時(shí)間片，每個(gè)時(shí)間片對(duì)于一個(gè)幀，指定被搜救用戶在每個(gè)時(shí)間的開(kāi)始端發(fā)送信息，每個(gè)時(shí)間片的長(zhǎng)度，要合理設(shè)計(jì)。因?yàn)閺母鱾€(gè)被搜救用戶的報(bào)文分組到達(dá)讀寫器系統(tǒng)的傳輸延遲不同，最大的報(bào)文分組長(zhǎng)度相關(guān)于第一個(gè)報(bào)文分組首部到達(dá)時(shí)刻與最后一個(gè)報(bào)文分組尾部到達(dá)時(shí)刻之時(shí)間差值，由這個(gè)先后到達(dá)的時(shí)間差值，選擇每個(gè)時(shí)間片的寬度。對(duì)擁有中等數(shù)量用戶的系統(tǒng)，時(shí)間片法的傳輸效率約為36．8％，如果被搜救用戶數(shù)量較少，傳輸效率還可提高。

3 結(jié)論
本文提出的基于RFID技術(shù)的交互式生命探測(cè)儀主要由攜帶在人身上的無(wú)源激活有待機(jī)源RFID標(biāo)簽和救援人員手持可移動(dòng)的嵌入式讀寫器組成。提出將當(dāng)前流行的RFID技術(shù)應(yīng)用于生命探測(cè)領(lǐng)域，并分析了其可行性。給出了RFID標(biāo)簽的幾種制作思路，使人們將RFID標(biāo)簽作為佩飾隨身攜帶，更好地應(yīng)對(duì)突發(fā)性災(zāi)難。被掩埋在廢墟中的人員可通過(guò)RFID有源模塊主動(dòng)發(fā)射較強(qiáng)的求救信號(hào)，提高地面救援人員發(fā)現(xiàn)受困者的概率。針對(duì)傳統(tǒng)的有源RFID標(biāo)簽功耗大，電池壽命短的缺點(diǎn)，引入了無(wú)源激活模塊。當(dāng)探測(cè)不到附近有激活信號(hào)時(shí)，切斷有源模塊的供電，使有源模塊處于待機(jī)狀態(tài)，基本沒(méi)有能耗；當(dāng)探測(cè)到附近的激活信號(hào)，即救援人員在射頻覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，給有源模塊供電，向讀寫器發(fā)射大功率的求救信號(hào)，合理利用了電池的有限能量。將脈搏傳感器集成到RFID標(biāo)簽中，實(shí)時(shí)監(jiān)視受困人員的生存狀態(tài)，避免了救援人員盲目的解救，將更多的精力投入到對(duì)幸存者的救援工作中。設(shè)計(jì)了嵌入式讀寫器，具有便攜、可移動(dòng)及簡(jiǎn)單的人機(jī)交互等特點(diǎn)。在不影響人們?nèi)粘Ｉ畹耐瑫r(shí)，通過(guò)RFID標(biāo)簽的普及會(huì)極大地提高災(zāi)后的搜救效率。