基于RFID技术的人机互动定位系统设计

　　2 系统设计和实现

　　2.1 系统硬件

　　硬件设备采用了RFID 组件， 主要包括PC、有源标签、有源读写器、摄像头以及相关设备连接线等。博物馆的环境比较复杂， 繁多的多媒体设备带来的中低频干扰较大， 为了适应博物馆这种独特的环境， 需要采用微波段的RFID 设备。现阶段的微波段RFID 主要集中在工作频率为2.4 GHz~5.8 GHz ， 其中以2.4 GHz 有源RFID 系统较为成熟。博物馆采用的RFID 各设备型号如表2所示。

　　表2 RFID 硬件设备

　　2.2 系统软件

　　RFID 系统软件采用了Delphi7、MYSQL 和ODBC 等进行人机界面开发。软件系统主要可划分为游客INFO 文档的建立、区域定位、游戏场馆内人员移动轨迹的追踪。

　　2.2.1 文档的建立

　　PC 上位机根据安装在入口处的0 号读写器读取的数据信息， 实时存储刷卡人门票中的标签ID 号信息，实时构建一个以ID 号为标识的信息文档INFO， 并同步截取刷卡人的照片并保存到对应的文档下， 具体流程如图4 所示。

　　2.2.2 区域定位

　　PC 上位机根据0 ~6 号读写器提供的数据包中的读写器编号来判断游客即将进入的场馆区域； 根据标签ID 号信息来区分游客；根据数据发送时刻来记录游客在各场馆的参观时间， 并将这些信息实时更新到游客的INFO 文档中， 具体流程如图5 所示。

　　2.2.3 游戏场馆C 区内人员移动轨迹的追踪

　　游戏场馆C 区编号为a、b、c 的读写器可以完成C 区内人员移动追踪。游戏轨迹地图由一组二维坐标构成， 设i 时刻的游戏地图为map ［i］ ，游客的二维坐标为pos［i］。互动游戏开始后， 将游客坐标pos［i］与游戏地图map［i］相比较。

　　如果在各个时刻两者都相一致， 则根据从信息包中提取出来的ID 号查找数据库， 从该ID 号码对应的信息文档提取照片， 将照片保存到指定的（winner ） 文档路径下， 指示该游客为人机互动游戏的胜利者并返回。

　　如果某一时刻游客的坐标pos［i］ 与游戏地图map ［i］不相一致， 则返回并指示游客游戏失败。人机互动游戏的数据处理具体流程如图6 所示。

　　游戏地图可以根据不同的需要来设定游戏轨迹的长度、难度以及布置障碍物等， 丰富游戏场景， 同时也可以设置多人模式进行人机互动游戏。

　　3 系统测试结果

　　3.1 游戏场馆内的定位误差测试

　　游戏场馆C 区为14 m×20 m 的长方形区域， 测试长方形游戏场馆C 区内每个点的坐标位置， 并与实际标准位置做比较， 所得的误差曲线如图7 所示。所以可将式（2） 中的△x、△y 设置为△x=△y=0.8 m， 即地图的小区域为0.8 m×0.8 m 的正方形区域， 这样足可以保证对人员移动轨迹追踪的准确度。