博物館人機(jī)互動定位系統(tǒng)方案

近幾年，隨著無線射頻識別技術(shù)RFID(Radio FrequencyIdenTIficatiON)的快速發(fā)展，RFID技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在物流追蹤、倉庫管理、圖書館管理、智能考勤等各個(gè)方面。現(xiàn)代博物館是集參觀流覽、智能互動于一體的多媒體信息系統(tǒng)。現(xiàn)代的科學(xué)博物館將RFID技術(shù)應(yīng)用于真人互動游戲中，支持游客在真實(shí)環(huán)境下與真實(shí)物體實(shí)現(xiàn)互動，突破了傳統(tǒng)游戲場景的限制，為游客提供更加自由和人性化的互動服務(wù)。

　　本文基于博物館的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，結(jié)合RFID定位技術(shù)設(shè)計(jì)了一種人機(jī)互動的定位系統(tǒng)，主要包括人機(jī)互動的游戲部分和輔助人機(jī)互動的區(qū)域定位部分。同時(shí)提出了一種結(jié)合RFID定位技術(shù)的人機(jī)互動游戲應(yīng)用方案，并將該方案成功應(yīng)用到博物館中。

　　1 系統(tǒng)原理和功能

　　1.1 系統(tǒng)原理

　　RFID是一種利用射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)信息的技術(shù)。RFID技術(shù)可以分為有源系列和無源系列。有源和無源RFID的性能對比如表1所示。

　　表1 有源和無源RFID對比

　　由表1可知，有源RFID具有更長的識別距離和更強(qiáng)的移動追蹤能力。本文需要對博物館中人員進(jìn)行室內(nèi)定位追蹤，故采用有源RFID設(shè)備。

　　系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分：標(biāo)簽、讀寫器和信息處理系統(tǒng)。標(biāo)簽和讀卡器構(gòu)成RFID網(wǎng)絡(luò)，感知游客的各種情景信息，并遠(yuǎn)程傳輸給信息處理系統(tǒng)集中處理。

　　博物館的場館簡易平面分布圖如圖1所示。

　　RFID的博物館人機(jī)互動定位系統(tǒng)主要包含人機(jī)互動的游戲部分和人員區(qū)域定位部分。人機(jī)互動的游戲部分主要利用圖1中互動游戲場館內(nèi)編號為a 、b 、c的讀寫器實(shí)現(xiàn)室內(nèi)精確的二維定位，便于與游戲地圖進(jìn)行比較，從而完成移動人員的定位與追蹤。人員區(qū)域定位部分主要利用圖1中場館通道間的讀寫器(編號為0 、1 、2、3、4 、5 、6)實(shí)現(xiàn)，游客在通過場館通道時(shí)，讀寫器會自動讀取游客門票中的標(biāo)簽信息，完成區(qū)域定位的功能。

　　標(biāo)簽的ID號是唯一的，用于游客身份的識別。讀寫器接收到的數(shù)據(jù)包含有標(biāo)簽ID號信息、數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)刻信息等，PC上位機(jī)接收到的數(shù)據(jù)包含有源標(biāo)簽ID號信息、數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)刻信息和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的讀寫器編號信息等，PC上位機(jī)集中處理這些由讀卡器轉(zhuǎn)發(fā)而來的數(shù)據(jù)包。系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。