萊特州立大學(xué)采用RFID和超聲波實(shí)現(xiàn) 3D 實(shí)時(shí)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(xiàng)系統(tǒng)完全開發(fā)成功，項(xiàng)目經(jīng)理，計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程教授 Kuldip Rattan 稱，可幫助護(hù)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(bào)。

　　項(xiàng)目是萊特州立大學(xué)“生活實(shí)驗(yàn)室”的組成部分，該實(shí)驗(yàn)室于去年 11 月在 Bethany Village 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(hù)理技術(shù)的實(shí)驗(yàn)場所，其中包括采用類人體機(jī)器人模似需要護(hù)理協(xié)助的家庭成員。機(jī)器人用于幫助護(hù)理學(xué)生學(xué)習(xí)護(hù)理技巧。

　　研究項(xiàng)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(hù)理協(xié)會及 Bethany Village 合作研究如保追蹤個(gè)人，如護(hù)理院成員的移動、行為和健康狀態(tài)。

　　護(hù)理和協(xié)助生活機(jī)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(gè)人所處的房間，也采用一個(gè)類似按鈕的轉(zhuǎn)發(fā)器，在緊急情況下，如跌倒時(shí)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(gè)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(gè)功能可通過超聲波技術(shù)實(shí)現(xiàn)。Rattan 及其學(xué)生開發(fā)的標(biāo)簽原型采用了一個(gè)超聲波接收器和一個(gè)有源 EPC Gen 2 RFID 轉(zhuǎn)發(fā)器，發(fā)送其唯一 ID 碼到 9 個(gè)感應(yīng)器節(jié)點(diǎn) - Rattan 安裝在模似客廳的天花板上。

　　每個(gè)感應(yīng)器節(jié)點(diǎn)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(diǎn)接收一個(gè) UHF EPC Gen 2 RFID 發(fā)射信號，接著等待接收一個(gè) 20 kHz - 40 kHz 超聲波信號 - 由附近多達(dá) 4 個(gè)感應(yīng)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送的。感應(yīng)器節(jié)點(diǎn)的三邊測量，及標(biāo)簽從感應(yīng)器節(jié)點(diǎn)接收超聲波信號的時(shí)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 EPC Gen 2 RFID 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(diǎn)。一個(gè)網(wǎng)站通過 ZigBee 2.4 GHz 鏈接從感應(yīng)器節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)。

　　軟件上顯示一個(gè)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(jī)，在其實(shí)驗(yàn)室測試將照相機(jī)集成進(jìn)系統(tǒng)里。Rattan 目前尋求資金來支付其它硬件成本和進(jìn)一步研究和開發(fā)費(fèi)用，目標(biāo)是在 Bethany Village 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(gè)事件，并發(fā)送警報(bào)，指示攝像機(jī)轉(zhuǎn)到該人員位置進(jìn)行拍照。相片及警報(bào)信息接著發(fā)送到護(hù)理人員的電腦、移動設(shè)備或 iPhone 上。

　　“這樣，護(hù)理人員可以查看圖片，接收警報(bào)，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(hù)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(jìn)食情況。另外，Rattan 稱，系統(tǒng)還可以追蹤什么時(shí)候用戶使用電爐，安裝在電爐附近感應(yīng)器節(jié)點(diǎn)的溫度感應(yīng)器甚至?xí)l(fā)送警報(bào)，如果溫度超過一定值，這意味著用戶忘記關(guān)爐。

　　這項(xiàng)技術(shù)為老年人或殘疾人士提供更大的獨(dú)立性，Rattan 稱。此外，小組還計(jì)劃開發(fā)一個(gè)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。