一种基于RFID标签的搜救系统及方法与流程

本发明属于无线通信领域，更具体地，涉及一种基于RFID标签的搜救系统及方法。

背景技术：

有很多工况作业存在人身风险，一旦发生危险，工人的搜救工作难度很大。例如矿井作业、煤矿开采、隧道开挖等，一旦出现矿难或者塌方，最快时间确定遇难人员数量和定位遇难人员位置，对于抢救生命的作用至关重要。

目前已有基于RFID标签的搜救系统，例如，公开号为CN104459616A的中国专利文献、公开号为CN103926559A的中国专利文献。然而，这类系统的有效工作建立在装置能正常运行的基础上；然而当危险发生时很有可能通讯装置已处在失灵状态，很有可能无法起到预期的定位作用，耽误搜救时间，错过挽救生命的机会。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于RFID的搜救系统及方法，其目的在于通过对RFID定位器的合理布局以及基于该布局的，由此解决现有技术鲁棒性不足的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于RFID标签的搜救系统，其包括多个定位器、记录仪、以及上位机；

所述多个定位器，为设置在工作区域中的RFID标签读写器，用于定位RFID标签，工作区域以每个定位器的感知范围被划分，其中某一个定位器的感知范围内，具有与其他定位器交叠的区域和/或独立定位区域；

所述记录仪用于记录感知器以及定位器感知RFID标签的记录，并将记录传送给上位机；

所述上位机，根据记录仪的记录以及当时多个定位器对于特定RFID标签的定位，判断定位器相应区域作为搜救区域，并判断搜救区域优先级。

优选地，所述搜救系统，其还包括边界感知器，所述边界感知器，为设置在工作区域边缘的RFID标签读写器，用于感知相应RFID标签的出入，并进行记录。

优选地，所述搜救系统，其所述多个定位器之间，间距为RFID标签有效感知距离的1至1.5倍。

优选地，所述搜救系统，其相对于任意一个定位器，在工作区域内，其周围设有多个定位器，所述多个定位器与该定位器连线之间的夹角在60°至90°之间。

优选地，所述搜救系统，其所述上位机用于当根据感知器的记录，特定RFID标签进入工作区域内，根据多个定位器的记录查找所述RFID标签通过定位器的路径；当所述路径及周围多个定位器感知所述RFID标签时，将所有感知RFID标签的定位器交叠区域作为优先级最高的搜救区域；当所述路径及周围定位器仅有一个定位器感知所述RFID标签时，将所述定位器的独立定位区域作为优先级最高的搜救区域；当没有定位器感知到所述RFID标签时，将被破坏的定位器独立定位区域以及多个被破坏的定位器的交叠区域按照离所述RFID标签最后一次定位位置从近到远的顺序作为优先级从高到底的搜救区域。

按照本发明提供的另一种基于RFID的搜救方法，其应用如权利要求1至5所述的搜救系统。

优选地所述搜救方法，其包括以下步骤：

A、判断待搜救RFID标签是否在工作区域，当判断其不在工作区域时，返回不在本区域并结束；否则进入步骤B；

B、获取当前所有定位器的RFID标签感知结果，并在其中搜索所述RFID标签，当多个定位器感知所述标签时：

将所有感知RFID标签的定位器交叠区域作为优先级最高的搜救区域；当所述路径及周围定位器仅有一个定位器感知所述RFID标签时，将所述定位器的独立定位区域作为优先级最高的搜救区域，进入步骤D；

否则进入步骤C；

C、根据步骤A中感知所述RFID标签的边界感知器，获取其定位路径，获取其最后定位区域；

D、获取当前所有受损定位器，当无受损定位器时，进入步骤F；否则根据所述受损定位器的原感知范围获取当前所有无定位区域，进入步骤E；

E、将步骤D获取的无定位区域按照与步骤C中获取的所述RFID标签的最后定位区域距离由近到远的顺序，由高到低地确定所述无定位区域的搜索优先级；

F、将工作区域按照定位器的感知区域划分成待搜救区域，将所有待搜救区域按照离步骤C中获取的最后定位区域的距离由近到远的顺序，由低到高的确定所述待搜救区域的搜救优先级；

G、按照步骤F确定的搜救优先级由高到低的顺序，对工作区域进行搜救工作，并结束。

优选地所述搜救方法，其应用如权利要求2所述的搜救系统，步骤A所述判断待搜救RFID标签是否在工作区域具体为：获取器边界感知器的感知记录，判断器是否在工作区域。

优选地所述搜救方法，其步骤C所述定位路径为所述RFID标签进入工作区域后，所述定位器按照时间顺序感知所述RFID标签的记录；

优选地所述搜救方法，其步骤F使得所述搜救优先级的最高级别与步骤A至E中确定的区域的搜救优先级的最低级别相同。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于使得工作区域内的定位范围产生一定程度的交叠，巧妙的利用交叠区域和独立定位区域，从而在定位器正常工作的情况下更为准确快速的找到搜救目标，更重要的是，在部分定位器受损而无法工作的情况下，仍然能够几位准确快速的判断目标标签的所在区域，其定位速度几乎与正常工作相同，极大提高了搜救系统的鲁棒性。当危险发生时，能有效缩小搜救范围，挽回生命。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的搜救系统结构示意图；

图2是本发明实施例3提供的搜救系统结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为边界感知器，2为定位器，3为记录仪，4为上位机，5为受损的定位器，6为第一标签，7为第二标签，8为第三标签，9为第四标签，10为第五标签，11为第六标签。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供的基于RFID标签的搜救系统，如图1、2所示，包括边界感知器1、多个定位器2、记录仪3、以及上位机4；

所述边界感知器1，为设置在工作区域边缘的RFID标签读写器，用于感知相应RFID标签的出入，并进行记录；

所述多个定位器2，为设置在工作区域中的RFID标签读写器，用于定位RFID标签；所述多个定位器2之间，间距为RFID标签有效感知距离的1至1.5倍；相对于任意一个定位器2，在工作区域内，其周围设有多个定位器2，所述多个定位器2与该定位器2连线之间的夹角在60°至90°之间；工作区域以每个定位器2的感知范围被划分，其中某一个定位器2的感知范围内，具有与其他定位器2交叠的区域和/或独立定位区域。

所述记录仪3用于记录感知器1以及定位器2感知RFID标签的记录，并将记录传送给上位机4；

所述上位机4，根据记录仪3的记录以及当时多个定位器2对于特定RFID标签的定位，判断定位器2相应区域作为搜救区域，并判断搜救区域优先级。当根据感知器1的记录，特定RFID标签进入工作区域内，根据多个定位器2的记录查找所述RFID标签通过定位器2的路径；当所述路径及周围多个定位器2感知所述RFID标签时，将所有感知RFID标签的定位器2交叠区域作为优先级最高的搜救区域；当所述路径及周围定位器2仅有一个定位器2感知所述RFID标签时，将所述定位器2的独立定位区域作为优先级最高的搜救区域；当没有定位器2感知到所述RFID标签时，将被破坏的定位器2独立定位区域以及多个被破坏的定位器2的交叠区域按照离所述RFID标签最后一次定位位置从近到远的顺序作为优先级从高到底的搜救区域。

由于发生危险时，定位器2很有可能被破坏，因此通过多个定位器2交叠定位，抵抗部分定位器2被破坏的结果，仍然能通过当时定位器2的感知结果迅速而准确的找到搜救区域，从而制定行之有效的搜救计划，挽救生命，最大程度的避免人员、财产损失。为达到这个目的，定位器2的布置，重叠区域的设置是重点，其布置的效果应使得定位器2之间具有合适的交叠区域，使得独立定位区域在可承受的范围之内，同时不宜过度交叠造成定位混淆和大量计算，以及增加硬件成本。因此按照本发明提供的定位其布置方式，能起到平衡计算量、硬件成本以及控制独立定位区域大小的目的，从而使得整个搜救装置能在抵抗定位器2遭到破坏的风险的同时，做到快速定位搜救区域。

本发明提供的基于RFID标签的搜救方法，应用所述基于RFID标签的搜救系统，包括如下步骤：

A、对于待搜救的RFID标签，获取其边界感知器1的感知记录，判断其是否在工作区域；当判断其不在工作区域时，返回不在本区域并结束；否则进入步骤B；

B、获取当前所有定位器2的RFID标签感知结果，并在其中搜索所述RFID标签，当多个定位器2感知所述标签时：

将所有感知RFID标签的定位器2交叠区域作为优先级最高的搜救区域；当所述路径及周围定位器2仅有一个定位器2感知所述RFID标签时，将所述定位器2的独立定位区域作为优先级最高的搜救区域，进入步骤D；

否则进入步骤C；

C、根据步骤A中感知所述RFID标签的边界感知器1，获取其定位路径，获取其最后定位区域；所述定位路径为所述RFID标签进入工作区域后，所述定位器2按照时间顺序感知所述RFID标签的记录；

D、获取当前所有受损定位器5，当无受损定位器5时，进入步骤F；否则根据所述受损定位器5的原感知范围获取当前所有无定位区域，进入步骤E；

E、将步骤D获取的无定位区域按照与步骤C中获取的所述RFID标签的最后定位区域距离由近到远的顺序，由高到低地确定所述无定位区域的搜索优先级；

F、将工作区域按照定位器2的感知区域划分成待搜救区域，将所有待搜救区域按照离步骤C中获取的最后定位区域的距离由近到远的顺序，由低到高的确定所述待搜救区域的搜救优先级，并使得所述搜救优先级的最高级别与步骤A至E中确定的区域的搜救优先级的最低级别相同；

G、按照步骤F确定的搜救优先级由高到低的顺序，对工作区域进行搜救工作，并结束。

以下为实施例：

实施例1

本发明提供的基于RFID标签的搜救系统，如图1所示，包括边界感知器1、多个定位器2、记录仪3、以及上位机4；

所述边界感知器1，为设置在工作区域边缘的RFID标签读写器，用于感知相应RFID标签的出入，并进行记录；

所述多个定位器2，为设置在工作区域中的RFID标签读写器，用于定位RFID标签；所述多个定位器2之间，间距为RFID标签有效感知距离的1倍；相对于任意一个定位器2，在工作区域内，其周围设有多个定位器2，所述多个定位器2与该定位器2连线之间的夹角为60°；工作区域以每个定位器2的感知范围被划分，其中某一个定位器2的感知范围内，具有与其他定位器2交叠的区域。

所述记录仪3用于记录感知器1以及定位器2感知RFID标签的记录，并将记录传送给上位机4；

所述上位机4，根据记录仪3的记录以及当时多个定位器2对于特定RFID标签的定位，判断定位器2相应区域作为搜救区域，并判断搜救区域优先级。

实施例2

利用实施例1中的搜救系统进行搜救的方法，包括以下步骤：

A、对于待搜救的RFID标签，获取其边界感知器1的感知记录，判断其是否在工作区域；当判断其不在工作区域时，返回不在本区域并结束；否则进入步骤B；

B、获取当前所有定位器2的RFID标签感知结果，并在其中搜索所述RFID标签，当多个定位器2感知所述标签时：

将所有感知RFID标签的定位器2交叠区域作为A级搜救区域，如第一标签6所在的区域进入步骤D；

否则进入步骤C；

C、根据步骤A中感知所述RFID标签的边界感知器1，获取其定位路径，获取其最后定位区域；所述定位路径为所述RFID标签进入工作区域后，所述定位器2按照时间顺序感知所述RFID标签的记录；如对于第三标签8最后所在区域为α；

D、获取当前所有受损定位器5，当无受损定位器5时，进入步骤F；否则根据所述受损定位器5的原感知范围获取当前所有无定位区域，如区域α、β，进入步骤E；

E、将步骤D获取的无定位区域按照与步骤C中获取的所述RFID标签的最后定位区域距离由近到远的顺序，由高到低地确定所述无定位区域的搜索优先级；区域α优先级为A级、区域β优先级为B级

F、将工作区域按照定位器2的感知区域划分成待搜救区域，将所有待搜救区域按照离步骤C中获取的最后定位区域的距离由近到远的顺序，由低到高的确定所述待搜救区域的搜救优先级，并使得所述搜救优先级的最高级别与步骤A至E中确定的区域的搜救优先级的最低级别相同；

G、按照步骤F确定的搜救优先级由高到低的顺序，对工作区域进行搜救工作，并结束。

实施例3

本发明提供的基于RFID标签的搜救系统，如图2所示，包括边界感知器1、多个定位器2、记录仪3、以及上位机4；

所述边界感知器1，为设置在工作区域边缘的RFID标签读写器，用于感知相应RFID标签的出入，并进行记录；

所述多个定位器2，为设置在工作区域中的RFID标签读写器，用于定位RFID标签；所述多个定位器2之间，间距为RFID标签有效感知距离的1.5倍；相对于任意一个定位器2，在工作区域内，其周围设有多个定位器2，所述多个定位器2与该定位器2连线之间的夹角为90°；工作区域以每个定位器2的感知范围被划分，其中某一个定位器2的感知范围内，具有与其他定位器2交叠的区域和独立定位区域。

所述记录仪3用于记录感知器1以及定位器2感知RFID标签的记录，并将记录传送给上位机4；

所述上位机4，根据记录仪3的记录以及当时多个定位器2对于特定RFID标签的定位，判断定位器2相应区域作为搜救区域，并判断搜救区域优先级。

实施例4

利用实施例1中的搜救系统进行搜救的方法，包括以下步骤：

A、对于待搜救的RFID标签，获取其边界感知器1的感知记录，判断其是否在工作区域；当判断其不在工作区域时，返回不在本区域并结束；否则进入步骤B；

B、获取当前所有定位器2的RFID标签感知结果，并在其中搜索所述RFID标签，当多个定位器2感知所述标签时：

将所有感知RFID标签的定位器2交叠区域作为A级搜救区域，如第四标签9所在的区域；当所述路径及周围定位器2仅有一个定位器2感知所述RFID标签时，将所述定位器2的独立定位区域作为A级搜救区域，如第五标签10所在的区域，进入步骤D；

否则进入步骤C；

C、根据步骤A中感知所述RFID标签的边界感知器1，获取其定位路径，获取其最后定位区域；所述定位路径为所述RFID标签进入工作区域后，所述定位器2按照时间顺序感知所述RFID标签的记录；如对于第六标签11最后所在区域为α；

D、获取当前所有受损定位器5，当无受损定位器5时，进入步骤F；否则根据所述受损定位器5的原感知范围获取当前所有无定位区域，如区域γ，进入步骤E；

E、将步骤D获取的无定位区域按照与步骤C中获取的所述RFID标签的最后定位区域距离由近到远的顺序，由高到低地确定所述无定位区域的搜索优先级；区域γ优先级为A级；

F、将工作区域按照定位器2的感知区域划分成待搜救区域，将所有待搜救区域按照离步骤C中获取的最后定位区域的距离由近到远的顺序，由低到高的确定所述待搜救区域的搜救优先级，并使得所述搜救优先级的最高级别与步骤A至E中确定的区域的搜救优先级的最低级别相同；如图所示

G、按照步骤F确定的搜救优先级由高到低的顺序，对工作区域进行搜救工作，并结束。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。