会场人员跟踪定位系统设计
系统设计规划
1. 系统组成方案
会场人员跟踪定位系统是一个复杂的组合系统，其包含：
⑴ 人员定位信息采集子系统。
⑵ 图像监视子系统。
⑶ 无线信息传输子系统（基于Wi-Fi技术，2.4G频段）。
⑷ 人员跟踪定位与图像监视信息软件处理子系统（使用VB/VC编制）。
其中，人员定位信息采集子系统根据不同需定位区域的具体情况，在不同的位置放置RFID读头，周期性地采集不同人员随身佩戴的RFID标签代码信号（简称标签号），获得相关人员所处位置区域的基本信息；图像监测子系统对定位区域进行图像监视，帮助系统使用者比对由定位算法获得的人员跟踪定位结果是否正确；无线信息传输子系统利用Wi-Fi技术实现信息的汇聚与传递；而人员跟踪定位与图像监视信息软件处理子系统则负责在PC机上实现自创的人员跟踪定位算法、定位信息显示和图像监视，及在PDA上实现定位信息的显示。
2. 定位区域
⑴ 试验阶段在电机楼313会议室和3楼走道进行，对应区域的布局图如图1、2所示。
图1 电机楼313会议室布局图
图2 电机楼3楼走道布局图
⑵ 演示与试用阶段在电机楼402会议室和4楼走道进行，对应区域的布局图如图3、4所示。
图3 电机楼402会议室布局图
图4 电机楼4楼走道布局图
3. 中控室
位于电机楼406室，对应区域的布局图如图5所示。
图5 电机楼406中控室布局图
4. 定位用RFID读头安装布局位置
对应在人员跟踪定位子系统设计制作过程中的试验阶段和演示与试用阶段，实际是使用一套子系统设备，即试验阶段于电机楼313会议室和3楼走道构建的人员跟踪定位子系统将在调试完毕后整体搬迁至电机楼402会议室和4楼走道。
⑴ 由于一般会议室内人员移动的范围均在房间的中心区域，房间的角落区域通常是由门、家具和立柜式空调所占据，故对电机楼313会议室内人员（移动标签）的定位主要考虑室内中心区域及进出门口。具体电机楼313会议室RFID读头布局图如图6所示。
图6 电机楼313会议室RFID读头布局图
注：1. 红色区域为读头无线波覆盖范围，如水滴状，并非单纯的锥形。
2. 共有10个读头。
⑵ 在电机楼3楼走道进行定位只需要判断进出313室门口人员的来去方向即可，故考虑仅在313会议室门口的两侧各安装1个读头。具体电机楼313楼走道RFID读头布局图如图7所示。
图7 电机楼3楼走道RFID读头布局图
注：1. 共有2个读头。
⑶ 对电机楼402会议室内人员（移动标签）的定位同样主要考虑室内中心区域及进出门口。具体电机楼402会议室RFID读头布局图如图8所示。
图8 电机楼402会议室RFID读头布局图
注：1. 红色区域为读头无线波覆盖范围，如水滴状，并非单纯的锥形。
2. 共有9个读头。
⑷ 在电机楼4楼走道进行定位只需要判断进出402室门口人员的来去方向即可，故考虑仅在402会议室门口的两侧各安装1个读头。具体电机楼402楼走道RFID读头布局图如图9所示。
图9 电机楼4楼走道RFID读头布局图
注：1. 共有2个读头。
根据上述考虑，整个人员跟踪定位子系统中将使用RFID读头12个，RFID读头暂定均安装在每个楼层的顶部隔板中。
如果RFID读头设备使用上海营信公司的YXU2861型UHF超高频电子标签分体机（4合1），将只要3个，并配备12根YX-UANT-802C型UHF圆极化8dbi天线。天线布局位置对应为图6~图9中读头的位置。
5. 摄像机安装位置
对应在图像监视子系统设计制作过程中的试验阶段和演示与试用阶段，实际是使用一套子系统设备，即试验阶段于电机楼313会议室和3楼走道构建的图像监视子系统将在调试完毕后整体搬迁至电机楼402会议室和4楼走道。
⑴ 由于需要通过图像监视方式判断由人员跟踪定位算法获得的人员跟踪定位结果是否正确，故在电机楼313会议室内和电机楼3楼走道各安装1个无线摄像机（基于Wi-Fi）。具体电机楼313会议室和3楼走道摄像机布局图如图10所示。
图10 电机楼313会议室和3楼走道摄像机布局图
注：1. 共有2个摄像机（粉红色区域为摄像机覆盖区域）。
⑵ 出于同样的目的，在电机楼402会议室内和电机楼4楼走道也各安装1个无线摄像机（基于Wi-Fi）。具体电机楼402会议室和4楼走道摄像机布局图如图11所示。
图11 电机楼402会议室和4楼走道摄像机布局图
注：1. 共有2个摄像机（粉红色区域为摄像机覆盖区域）。
根据上述考虑，整个图像监视子系统中将使用无线摄像机2个。可采用凯聪安防公司的Sip1018型无线网络摄像机。
6. 无线信息传输子系统（基于Wi-Fi技术）
对应在人员跟踪定位子系统和图像监视子系统设计制作过程中的试验阶段和演示与试用阶段，无线信息传输子系统实际是使用一套子系统设备，即试验阶段于电机楼313会议室、3楼走道和电机楼406中控室构建的无线信息传输子系统将在调试完毕后对应RFID读头与摄像机部分搬迁至电机楼402会议室和4楼走道，而电机楼406中控室部分保持不动。
无线信息传输子系统设备拓扑图如图12所示。
图12 无线信息传输子系统设备拓扑图
⑴ 对应RFID读头与摄像机部分的无线设备是紧随相关设备一起布局与安置的，其中：
* 考虑到人员跟踪定位子系统设计中RFID读头设备使用上海营信公司的YXU2861型UHF超高频电子标签分体机（4合1），共使用3个。为此只需要对应配置3个该公司的Wi-Fi模块即可。
* 考虑到图像监视子系统中将采用凯聪安防公司的Sip1018型无线网络摄像机，该类摄像机是本身就包含有Wi-Fi技术的无线设备。
⑵ 对应电机楼406中控室的无线设备，主要有服务于PC机的无线路由器，其中：
* 无线路由器完成无线组网与信息汇集工作。
* 基于Wi-Fi的无线网络中主要包括由读头读取的定位区域内的标签信息和视频图像信息。这些信息由无线路由器通过网线传递给PC机，由PC机上的人员跟踪定位与图像监视信息软件处理子系统完成具体处理工作。
⑶ PDA为一个可在整个无线网络中任意移动的显示终端设备。为了与无线路由器建立无线通信，其还配置了一个Wi-Fi模块。该Wi-Fi模块通过串口与PDA进行有线通信。PDA的具体工作细节为：
* 显现信息来自于PC机。
* 显现信息为人员跟踪定位信息，无图像监视信息。
* 信息传递路径为：PC机中人员跟踪定位与图像监视信息软件处理子系统处理结果（仅为人员跟踪定位信息）=>无线路由器=>PDA Wi-Fi无线设备=>PDA串口=>PDA。
7. 人员跟踪定位与图像监视信息软件处理子系统。
人员跟踪定位与图像监视信息软件处理子系统有两项工作，其一是负责在PC机上实现自创的人员跟踪定位算法、定位信息显示和图像监视；其二是负责在PDA实现定位信息的显示。
⑴ 在PC机上，使用VB/VC编制人员跟踪定位与图像监视信息软件，主要功能包括：
* 根据定位区域中不同RFID读头获得的移动/固定人员随身佩戴的RFID标签信息，通过自创的定位算法，实现对相应人员的二维定位。暂定定位算法可以同时对10~20个移动/固定人员（RFID标签）进行定位运算。
* 在PC机显示屏上绘制出定位区域的平面布局图，包括基本固定的桌、椅与设备等，具体如图1~图4；另外，还要划分出由2个摄像机传输回来的图像监视画面区域，及系统操控功能快捷键安置区域。这些图组成原始界面图。但是，考虑到本系统将经历试验阶段、演示与试用阶段，故其中图1、图2对应试验阶段原始界面图，图3、图4对应演示与试用阶段原始界面图。原始界面参考图如图13所示。
* 在原始界面上，根据定位算法确定的移动/固定人员（RFID标签）的定位信息，以有色圆点的方式标注出相应人员的位置。圆点旁应有对应人员的姓名，同时圆点位置可随人员（RFID标签）移动的状况而变，参见图13。
图13 人员跟踪定位与图像监视信息软件参考界面
⑵ 在PDA上，定位信息接收与显示软件为一个自编软件，主要使用Visual C++语言编制。PDA暂定是一款扬创S3C2440开发板，所用系统为WINCE5.0，可以比较方便地实现windows下VC程序到WINCE的移植。PDA显示屏上的原始界面只要取图1或图3即可，对走道的表示仅以被跟踪定位人员进出门时的左右方向表示即可。
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