萊特州立大學(xué)采用RFID和超聲波實現(xiàn)3D實時定位

俄亥俄州代頓市萊特州立大學(xué)的一組研究人員結(jié)合采用RFID和超聲波技術(shù)開發(fā)出一套系統(tǒng)，不令能定位出標(biāo)簽攜帶者的位置，還能判斷出他或她所處的狀 態(tài)，如站著、坐著或躺在地板上。一旦這項系統(tǒng)完全開發(fā)成功，項目經(jīng)理，計算機科學(xué)和工程教授KuldipRattan稱，可幫助護理人員追蹤顧客、 病人及家庭成員的活動和健康狀況，如果用戶跌倒了，系統(tǒng)還可以發(fā)送警報。

項目是萊特州立大學(xué)“生活實驗室”的組成部分，該實驗室于去年11月在BethanyVillage老年人社區(qū)正式成立。在那里， 一幢兩層高的樓房被用做新健康護理技術(shù)的實驗場所，其中包括采用類人體機器人模似需要護理協(xié)助的家庭成員。機器人用于幫助護理學(xué)生學(xué)習(xí)護理技巧。

研究項目的RFID部分起源于萊特-帕特森空軍基地，Rattan在那里研究室內(nèi)車輛的追蹤（GPS不可用）。接著，Rattan和他的學(xué)生和萊特州護理協(xié)會及BethanyVillage合作研究如保追蹤個人，如護理院成員的移動、行為和健康狀態(tài)。

護理和協(xié)助生活機構(gòu)已經(jīng)采用了多種追蹤方案，結(jié)合RFID或紅外技術(shù)定位個人所處的房間，也采用一個類似按鈕的轉(zhuǎn)發(fā)器，在緊急情況下，如 跌倒時按下發(fā)送求助信號。然而，Rattan的目標(biāo)是開發(fā)一套系統(tǒng)，不僅可定位出個人所處房間，還能了解他們當(dāng)前的高度，即他們是站著、坐著或躺著。這 個功能可通過超聲波技術(shù)實現(xiàn)。Rattan及其學(xué)生開發(fā)的標(biāo)簽原型采用了一個超聲波接收器和一個有源EPCGen2RFID轉(zhuǎn)發(fā)器，發(fā)送其唯 一ID碼到9個感應(yīng)器節(jié)點-Rattan安裝在模似客廳的天花板上。

每個感應(yīng)器節(jié)點含一臺超聲波發(fā)射器及RFID閱讀器。標(biāo)簽（師生們在過去一年開發(fā)的）從感應(yīng)器節(jié)點接收一 個UHFEPCGen2RFID發(fā)射信號，接著等待接收一個20kHz-40kHz超聲波信號-由附近多達4個感應(yīng)器節(jié) 點發(fā)送的。感應(yīng)器節(jié)點的三邊測量，及標(biāo)簽從感應(yīng)器節(jié)點接收超聲波信號的時間，可接著被系統(tǒng)軟件應(yīng)用，在三維方向上定位標(biāo)簽位置在幾厘米范圍內(nèi)。標(biāo)簽采 用EPCGen2RFID空中接口協(xié)議發(fā)送其唯一ID碼和基于超聲波位置返回給感應(yīng)器節(jié)點。一個網(wǎng)站通 過ZigBee2.4GHz鏈接從感應(yīng)器節(jié)點接收數(shù)據(jù)。

軟件上顯示一個標(biāo)識，代表該位置的標(biāo)簽攜帶人員。軟件還能判斷出標(biāo)簽的高度，從而判斷人員是否是站、坐著或躺著。

Rattan小組還在房間里安裝一臺攝像機，在其實驗室測試將照相機集成進系統(tǒng)里。Rattan目前尋求資金來支付其它硬件成本和進一步 研究和開發(fā)費用，目標(biāo)是在BethanyVillage全面啟用這套系統(tǒng)，他稱。如果系統(tǒng)安裝到位，當(dāng)標(biāo)簽攜帶人員跌倒或無法站起來，系統(tǒng)將捕獲到 這個事件，并發(fā)送警報，指示攝像機轉(zhuǎn)到該人員位置進行拍照。相片及警報信息接著發(fā)送到護理人員的電腦、移動設(shè)備或iPhone上。

“這樣，護理人員可以查看圖片，接收警報，判斷人員是否處于麻煩中”他稱。

存儲在軟件里的數(shù)據(jù)還可以幫助護理人員了解所監(jiān)視人員的一天情況，如系統(tǒng)追蹤會追蹤他們?nèi)ケ涞拇螖?shù)，判斷他們的進食情況。另 外，Rattan稱，系統(tǒng)還可以追蹤什么時候用戶使用電爐，安裝在電爐附近感應(yīng)器節(jié)點的溫度感應(yīng)器甚至?xí)l(fā)送警報，如果溫度超過一定值，這意味著用戶忘 記關(guān)爐。

這項技術(shù)為老年人或殘疾人士提供更大的獨立性，Rattan稱。此外，小組還計劃開發(fā)一個較小的標(biāo)簽，可配戴在手腕上，他稱。目前的標(biāo)簽安裝在頭盔上，尺寸過大。