摘 要

本文完成了地下管廊人员定位系统的设计与实现，实现了人员实时定位、人员移动轨迹显示、人员移动方向显示。

本文涉及到硬件之间的通信、硬件与软件之间的通信。本文介绍了RFID系统的组成、室内定位的算法具体有哪些以及如何在网页端实现数据之间的交互。本文在研究地下管廊人员定位系统时，进行了需求分析、概要设计以及详细设计，并给出了部分代码。

论文主要研究如何使用RFID的读写器、电子标签，结合web技术实现一个室内的无线人员定位的系统。该系统能显示当前区域内的人员的位置，人员姓名，人员在一段时间内是怎样移动的。电子标签保存有自己的ID，RFID阅读器读取标签的ID，并进行一些简单的梳理，然后将信息发个上位机。上位机再次进行处理之后，实时将数据保存到本地文件，网页实时读取本地文件的数据显示到网页上。

本文只研究了收到硬件信息之后如何进行处理，然后上位机的处理过程，但是对于怎样完成硬件与软件之间的交互，对于硬件之间通信的过程，如何进行通信，为何能通信不做过多的深究。

关键词：RFID、室内定位、web、地下管廊

Abstract

This thesis completes the design and realization of the underground corridor personnel positioning system, realizes the personnel real-time positioning, personnel movement trajectory display, personnel movement direction display.

This thesis relates to communication between hardware, hardware and software. This thesis describes the composition of the RFID system, indoor positioning algorithm specifically what and how to achieve data in the web page between the interaction. In this thesis, the needs of the underground corridor personnel positioning system, the demand analysis, summary design and detailed design, and gives some of the code.

The thesis mainly studies how to use RFID reader, electronic tag, and web technology to realize a system of indoor wireless personnel positioning. The system can show the location of the person in the current area, the name of the person, and how the person moves over a period of time. The electronic tag holds its own ID, the RFID reader reads the ID of the tag, and makes some simple sorting, then sends the message to the host computer. After the host computer to deal with again, the real-time data will be saved to the local file, the page real-time read the local file data displayed on the page.

This thesis only studies how to send and receive information between the two modules, how to complete the interaction between hardware and software, the process of communication between hardware, how to communicate, why can not do too much communication.

Keywords: RFID、Indoor Positioning、web、Underground corridor

目 录

第1章 绪论 3

1.1 研究背景 3

1.2 研究目的及意义 3

1.2.1 研究目的 3

1.2.2 研究意义 3

1.3 国内外研究现状分析 4

1.3.1 RFID的发展 4

1.3.2 RFID的应用 4

1.3.3 人员定位的技术 5

第2章 地下管廊人员定位系统的需求分析 6

2.1 地下管廊人员定位系统的需求分析 6

2.1.1 系统功能性需求 6

2.1.2 系统非功能性需求 6

2.2 地下管廊人员定位系统的可行性分析 7

第3章 地下管廊人员定位系统设计与实现 8

3.1 系统总体设计 8

3.1.1 系统总体框架设计 8

3.2系统所采用的技术 9

3.2.1 RFID概述 9

3.2.2 室内人员定位算法 10

3.2.3 防碰撞算法 10

3.2.4串口调试助手 10

3.2.5 网页设计 10

3.3 详细设计与实现 11

3.3.1定位算法 11

3.3.2 防碰撞算法 12

3.3.3 网页端 13

第4章 地下管廊人员定位系统的测试 15

4.1测试定位算法是否能达到定位的效果 15

4.2测试读写器是否能接收到电子标签发送的数据 15

4.3 测试网页能否正常显示人员信息 16

4.4 综合测试 16

第5章 总结和展望 17

5.1 开发总结 17

5.2 未来展望 17

参考文献 18

第1章 绪论

1.1 研究背景

随着社会的发展，城市建设，地下管廊的修建也日益增多。由于地下管廊处于地下，施工及维护人员面临这很大的危险。为了工作人员的安全，我们希望能有一个系统能让我们知道工作人员的位置，以便在某些突发状况下救护人员能够及时的救援。而纵观现在市面上的定位系统，有很多人员定位系统，要么成本比较高，如GPS定位必须要带GPS的手机，要么在室内达不到很好的效果，而专门面向室内定位的系统又大多不是用于人员定位而是用于定位物品。考虑到RFID现在已经融入到了我们的生活，RFID已经使用在生活中的方方面面。RFID的特性也决定了它可以使用在地下管廊这种恶劣的环境。那么，能不能设计一个基于RFID的专门的室内的人员定位系统呢？

1.2 研究目的及意义

1.2.1 研究目的

地下管廊，就是地下城市管道综合走廊。即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通讯，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和"生命线"^[1]。由于经济的发展，城市的建设，市民们对城市环境的要求变高，推动了政府建设地下管廊的决心，我国正在大力将设地下管廊。由于是在地下施工，危险性比露天施工大得多，且救援速度也更加缓慢。地下施工的安全因素很多，环境、施工工具 、人员突发状况等都可能引起事故。而目前国内的监测目标主要是环境和设备，极少的监测人员状态和轨迹。一旦出现突发状况或者危险事故，快速了解遇险人员数量及遇险环境，找到遇险人员必须成为首要目标，而地下环境复杂，快速找到遇险人员非常困难。随着无线通信、自动识别技术特别是射频识别技术的发展，人员定位变得简单。

1.2.2 研究意义

该课题是基于RFID的一种人员定位系统。RFID的特点是识别人、物时非常准确，对于识别的距离要求不高，很灵活，而且，就算中间有遮挡物，RFID照样可以完成阅读与识别。并且，RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性，这样就能方便地在地下各种恶劣环境中对人员进行定位；再者，RFID体积小、形状多，可重复使用，使用时丝毫不会影响工作人员的工作。因此，为了能时刻知道工作人员的工作位置，在地下管廊安装一套人员定位系统，并配合网页来实时监控人员位置信息。这样，万一发生了事故，我们就可以快速定位被困人员位置，减少救援时间，减小工作人员遇难的风险。因此，此课题的研究具有较高的实用意义。

1.3 国内外研究现状分析

通过查阅文献资料，我基本了解了有关RFID的发展以及RFID的使用现状。

1.3.1 RFID的发展

1941～1950年：RFID技术开始起步。因为当时社会的发展，人们对雷达的使用增多，在用雷达的时候做了一些改变和研究，在研究时，RFID技术产生了。RFID技术的理论基础在1948年产生了^[2]。

1961～1970年：这个时期是RFID技术的探索时期，只要是各种相关技术人员在实验室研究RFID技术。