萊特州立大學采用RFID和超聲波實現3D實時定位

俄亥俄州代頓市萊特州立大學的一組研究人員結合采用RFID和超聲波技術開發(fā)出一套系統(tǒng)，不令能定位出標簽攜帶者的位置，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，項目經理，計算機科學和工程教授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“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生學習護理技巧。

研究項目的RFID部分起源于萊特-帕特森空軍基地，Rattan在那里研究室內車輛的追蹤（GPS不可用）。接著，Rattan和他的學生和萊特州護理協(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)助生活機構已經采用了多種追蹤方案，結合RFID或紅外技術定位個人所處的房間，也采用一個類似按鈕的轉發(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實現。Rattan及其學生開發(fā)的標簽原型采用了一個超聲波接收器和一個有源EPCGen2RFID轉發(fā)器，發(fā)送其唯 一ID碼到9個感應器節(jié)點-Rattan安裝在模似客廳的天花板上。

每個感應器節(jié)點含一臺超聲波發(fā)射器及RFID閱讀器。標簽（師生們在過去一年開發(fā)的）從感應器節(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個感應器節(jié) 點發(fā)送的。感應器節(jié)點的三邊測量，及標簽從感應器節(jié)點接收超聲波信號的時間，可接著被系統(tǒng)軟件應用，在三維方向上定位標簽位置在幾厘米范圍內。標簽采 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器節(jié)點。一個網站通 過ZigBee2.4GHz鏈接從感應器節(jié)點接收數據。

軟件上顯示一個標識，代表該位置的標簽攜帶人員。軟件還能判斷出標簽的高度，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，目標是在BethanyVillage全面啟用這套系統(tǒng)，他稱。如果系統(tǒng)安裝到位，當標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。

存儲在軟件里的數據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)追蹤會追蹤他們去冰箱的次數，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器節(jié)點的溫度感應器甚至會發(fā)送警報，如果溫度超過一定值，這意味著用戶忘 記關爐。

這項技術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)一個較小的標簽，可配戴在手腕上，他稱。目前的標簽安裝在頭盔上，尺寸過大。