莱特州立大学采用RFID和超声波实现3D实时定位

俄亥俄州代顿市莱特州立大学的一组研究人员结合采用 RFID 和超声波技术开发出一套系统，不令能定位出标签携带者的位置，还能判断出他或她所处的状 态，如站着、坐着或躺在地板上。一旦这项系统完全开发成功，项目经理，计算机科学和工程教授 Kuldip Rattan 称，可帮助护理人员追踪顾客、 病人及家庭成员的活动和健康状况，如果用户跌倒了，系统还可以发送警报。

项目是莱特州立大学"生活实验室"的组成部分，该实验室于去年 11 月在 Bethany Village 老年人社区正式成立。在那里， 一幢两层高的楼房被用做新健康护理技术的实验场所，其中包括采用类人体机器人模似需要护理协助的家庭成员。机器人用于帮助护理学生学习护理技巧。

研究项目的 RFID 部分起源于莱特-帕特森空军基地，Rattan 在那里研究室内车辆的追踪（GPS 不可用）。接着，Rattan 和他的学生和莱特州护理协会及 Bethany Village 合作研究如保追踪个人，如护理院成员的移动、行为和健康状态。

护理和协助生活机构已经采用了多种追踪方案，结合 RFID 或红外技术定位个人所处的房间，也采用一个类似按钮的转发器，在紧急情况下，如 跌倒时按下发送求助信号。然而，Rattan 的目标是开发一套系统，不仅可定位出个人所处房间，还能了解他们当前的高度，即他们是站着、坐着或躺着。这 个功能可通过超声波技术实现。Rattan 及其学生开发的标签原型采用了一个超声波接收器和一个有源 EPC Gen 2 RFID 转发器，发送其唯 一 ID 码到 9 个感应器节点 - Rattan 安装在模似客厅的天花板上。

每个感应器节点含一台超声波发射器及 RFID 阅读器。标签（师生们在过去一年开发的）从感应器节点接收一 个 UHF EPC Gen 2 RFID 发射信号，接着等待接收一个 20 kHz - 40 kHz 超声波信号 - 由附近多达 4 个感应器节 点发送的。感应器节点的三边测量，及标签从感应器节点接收超声波信号的时间，可接着被系统软件应用，在三维方向上定位标签位置在几厘米范围内。标签采 用 EPC Gen 2 RFID 空中接口协议发送其唯一 ID 码和基于超声波位置返回给感应器节点。一个网站通 过 ZigBee 2.4 GHz 链接从感应器节点接收数据。

软件上显示一个标识，代表该位置的标签携带人员。软件还能判断出标签的高度，从而判断人员是否是站、坐着或躺着。

Rattan 小组还在房间里安装一台摄像机，在其实验室测试将照相机集成进系统里。Rattan 目前寻求资金来支付其它硬件成本和进一步 研究和开发费用，目标是在 Bethany Village 全面启用这套系统，他称。如果系统安装到位，当标签携带人员跌倒或无法站起来，系统将捕获到 这个事件，并发送警报，指示摄像机转到该人员位置进行拍照。相片及警报信息接着发送到护理人员的电脑、移动设备或 iPhone 上。

"这样，护理人员可以查看图片，接收警报，判断人员是否处于麻烦中" 他称。

存储在软件里的数据还可以帮助护理人员了解所监视人员的一天情况，如系统追踪会追踪他们去冰箱的次数，判断他们的进食情况。另 外，Rattan 称，系统还可以追踪什么时候用户使用电炉，安装在电炉附近感应器节点的温度感应器甚至会发送警报，如果温度超过一定值，这意味着用户忘 记关炉。

这项技术为老年人或残疾人士提供更大的独立性，Rattan 称。此外，小组还计划开发一个较小的标签，可配戴在手腕上，他称。目前的标签安装在头盔上，尺寸过大。