ＩＳＳＮ １ＯＯ９－３０４４ Ｅ～ｍａｉｌ：ｋｆｙｊ＠ｄｎｚｓ．ｎｅｔ．ｅｌｌ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｎｚｓ．ｎｅｔ．ｃｎ Ｔｅ１：＋８６－５５１—６５６９０９６３ ６５６９０９６４ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ电脑知识与技术 Ｖｏ１．１２，Ｎｏ．３４，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０１６ 基于ＲＦＩＤ的游乐场物联网智能营运管理系统的研究 晏细兰 （广州番禺职业技术学院信息工程学院，广东广州５１１４８５） 摘要：该文以研究物联网的体系结构为基础，从虚拟网络世界与现实物理世界融合角度提出一个基于ＲＦＩＤ技术的物联网 的概念模型，研究射频识别技术在游乐场的应用，构建一个智能互动游乐场的物联网平台，从而提高整个游乐场运营效 益。 关键词：ＲＦＩＤ；游乐场智能管理；物联网体系结构 中图分类号：ＴＰ３儿 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－３０４４（２０１６）３４—０２７０—０２ 系统的物联网应用架构示意图。 游乐场是一个集中了大型消费和各种游乐项目的场所，具 有面积大、游乐项目多、场馆 分散游客人流量大等特点，如果沿用以前传统的人工方式 来管理门票的销售、游客身份信息识别验证、游客和场馆的工 作人员门禁访问控制管理、监控、游客和游客来处理信息，如员 工人身安全保证，任务信息和工作量将大大增加，这将增加游乐 园的运营成本。而且可以极大地减少整个操场的运营效率，游客 的满意度。尤其是在娱乐领域等待一些令人兴奋的项目时间 将浪费大量的游客。所以如何让体验过程顺畅娱乐在体育场 是进一步提高操场的焦点目前操作条件，基于ＲＦＩＤ技术的物 图１ 联网的应用和其他现代信息技术新公园管理降低成本，建立先 进的游乐园智能管理系统，来解决当前和未来可以看到各种各 样的问题，提高管理的效率和操作质量是成功的关键现代游乐 园。 ２系统体系框架 根据实际操作情况的操场，操场是智能管理系统需求分析， 结合经济和实用等主要因素，利用物联网技术，开发应用了游 乐场消费者电子腕带流程控制、区域定位系统、票务系统、进出 １物联网概述 １．１物联网的概念 场管理模块、移动手持终端设备，实现了消费者身份验证、门禁 及区域定位等多种功能。系统体系框架主要包括：１）给游客配 发腕带式电子手环；２）读写器；３）多功能查询终端；４）控制中 物联网是通过射频识别、激光扫描仪，全球定位系统（ＧＰＳ） 传感器和红外传感器、信息设备，根据合同的协议，把任何物品 心、无线基站等基础设施。图２为该系统总体框架示意图。 ２．１腕带式电子手环 与互联网，信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、监控、管 理和跟踪的网络。物联网是计算机和互联网之后的世界信息 产业第三次浪潮的通信网络。通过传感器安装在设备和设备， 形成了一个巨大的物联网，然后通过互联网，使人们能够在人的 庞大网络的运行状态和设备监控管理，目前互联网的发展ＲＦＩＤ 和无线传感技术主要用于实现人和物，内容和内容的信息交流 和沟通。 腕带式 电子手环是负载了电子门票、定位跟踪、电子钱包、身份认 证等多功能的电子标签，将其设计成腕带式手环形式，佩戴在 游客手上，使游客拥有一个方便且轻松舒适的游玩感觉。该电 子手环集成了１３．５６ＭＨｚ和２．４５ＧＨｚ两个不同频率的标签，即 １．２基于ＲＦＩＤ系统的物联网架构 基于ＲＦＩＤ系统的物联网架构是将ＲＦＩＤ标签贴到相应物 品上，通过读取标签上的信息，将之与读写器的信息进行交换 与通讯，从而将物品的信息传到后台信息处理系统中进行保 存，从而实现对物品的信息采集以及位置跟踪，最后信息服务 处理系统与互联网结合，提供物联网服务。图１为基于ＲＦＩＤ 双频合一的腕带式电子手环。如果两个电子手环信号的同时， 信号“崩溃”，中间的软件使用的算法的控制系统包含撤退和利 用伪随机数生成算法来控制随机时间。退避算法可以显著降 低碰撞概率，使该阅读器具备“防碰撞”功能。 读写器对动态移动的腕带式电子手环携带的信息进行接 收、处理、传输以实现游乐场中游客的跟踪定位，游客可以多功 能终端定位自己和同伴当前时刻的位置，也可以了解目前的数 收稿日期：２０１６－１０－１９ 基金项目：广州番禺职业技术学院“十三五”（第一批）科研项目：智能游乐场的物联网营运平台体系结构的研究（项目编２０１６ＫＪ０１４） 作者简介：晏细兰（１９８５一），女，江西南昌人，中级讲师，硕士，研究方向为嵌入式技术与应用，物联网应用工程。 本栏目责任编辑：粱书 第１２卷第３４期（２０１６年１２月） 量分布游玩区域，从而科学、方便的安排下一个游玩计划。基 于射频识别腕带式电子手环除了识别标签功能也有许多行业 ＣｏｍｐｕｔｅｒＫｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ电脑知识与技术 的存储功能，可以在腕带式电子手环的形式存储在电子钱包。 应用有电子钱包功能，游客根据需要可往电子钱包中充 值，在场馆内各种消费均可刷电子手环，该项功能可使游客有 效提高消费结算效率，方便游客无负担游玩消费等。 ２．２基站 息。除了对各数据终端发送来的数据信息进行数据处理，控制 中心还可开发大型数据处理软件，为各数据终端设备提供数据 处理技术支持。 ３关键技术分析 基于ＲＦＩＤ的游乐场物联网智能营运管理系统的关键技术 有两种： ３。１防碰撞技术 基站是由ＺｉｇＢｅｅ模块和读写器模块组成，读写器选用 １３．５６ＭＨｚ的近距离读写器和２．４５ＧＨｚ的远距离读写器用于和 腕带式电子手环的配套使用。将读写器安装在多功能查询终 端，通过多功能查询终端，游客可查询自己及同伴的所在位置 信道争用是指当多个电子标签同时给读写器发送信息时， 由于电子标签均存在于同频率同读写器的工作范围，这些电子 标签说明响应相同的阅读和写作几乎是在同一时间。将自己的 和预约排队等。游客进出某一游玩区时，位置固定的读写器会 记录游玩区的ＩＤ、游玩项目ＩＤ、佩戴电子手环的ＩＤ号、游客们 进出游玩区时间等；腕带式电子手环进入读写器读写范围后， 读写器读取标签信息， 然后传到ＲＦＩＤ中间模块进行处理，在中间模块负责数据 收集、旅游信息过滤、身份认证等一系列的数据处理工作。然后 将处理成功的数据传到后端信息系统进行进一步管理处理，经 过该一系列处理达到对验证持卡人的身份识别，也可以支持软 件系统相结合，实现检验游客是否具有游乐项目游玩许可，如果 是有权限的游客，游客不需要等候排队。只有一个有效的ＲＦＩＤ 电子标签的用户可以进入相应的区域，整个过程系统将跟踪所 有访问旅游信息备查。 无线基站主要是用来转发各终端和移动设备的游客数据， 为了配合定位，无线基站需要成功通过测量接收信号能量，并将 该能量传给多功能查询终端，由多功能查询终端服务器计算游 客具体的位置信息。 ２．３多功能查询终端 多功能查询终端模块主要是为游客提供场馆内相关信息 及自身位置的查询功能，通过刷腕带式电子手环，游客可以得 到正确的使用，最近的操场上活动，访问游玩项目的位置分布， 自己与同伴游玩的位置信息，娱乐项目等待时间游戏介绍和自 助查询的需要。 多功能查询终端应用主要包括：游客确认自己和同伴的相 对游玩位置信息；游乐场整体的项目介绍及各游玩项目的游玩 方式；项目位置分布以及需要排队时间的情况；游客查询自己 或其他游客的活动路径信息。游客活动路径查询包括：通过多 功能查询终端，游客可查看到自己游玩路径的信息并打印出 来，带同伴的游客成员还可实时查看同伴中其他成员的游玩路 径信息。组员位置定位包括游客组的各个成员先通过刷手环 获得多功能终端查询资格， 查询结果显示为被查游客的最后刷卡情况。当前位置信 息查询包括游客通过刷手环在多功能查询终端查询自己的当 前所处的位置信息，多功能查询终端将以图像的形式显示以当 前位置为中心一定范围内的地图信息。 ２．４控制中心 控制中心对各数据终端包括移动电子标签及固定读写器 发来的数据信息进行相关处理，游乐场工作人员通过图形化的 处理用户界面，实现监管信息、游乐场门禁、应急报警、定位跟 踪各子系统，同时与各个多功能查询终端连接，更新终端信 本栏目责任编辑：梁书 信息发送频率，从而使读写器不能正确响应电子标签信息，以 致读写器误认为这个标签不在其工作范围内的情况，即发生了 信号碰撞，该现象也称为信号相互干扰。为解决信号碰撞问 题，可在在读写器中加入二进制树图的函数，用二进制树算法 实现多标签的防碰撞读起信号。该算法的性能取决于读写器 作用区域内的标签的数量以及标签的序列号的位数。 ３．２跟踪定位技术 本文研究的游乐场智能管理系统中的游客定位技术主要 是采用ＲＦＩＤ的实时定位技术，多个读写器位置已经固定，游客 佩戴的电子手环位置是移动的，当待定位的电子手环发出的 信号被固定位置的读写器扫描读取到时，系统将根据该读写器 获取游客信号传播时间所形成的几何约束关系来判断游客位 置信息，从而实现游客在移动状态下的自动识别进而实现游客 位置的自动化管理，该定位系统融合Ｚｉｇｂｅｅ技术，实时跟踪游 乐场内的游客手环，有效提高定位精度。 ４结束语 本文从实际需求和功能出发，对ＲＦＩＤ技术在游乐场智能 管理系统的应用，进行了相关的研究与探讨。对游乐场中智能 管理所需进行仔细分析得出智能管理系统在本文中需要完成 的功能，提出系统总体设计框架并对每个模块作了功能描述。 整个智能管理系统完成了电子门票、智能排队、跟踪定位、电子 钱包、多功能查询终端、控制中心管理等功能，有效提高游乐场 运营效率和游客游玩的满意度，降低了整个游乐场的运营成 本。 参考文献： 【１】董浩岩．基于ＲＦＩＤ技术的游乐场管理系统设计与应用【ＤＪ． 上海：华东理工大学硕士学位论文，２０１０． 【２】沈苏彬等．物联网的体系结构与相关技术研究［Ｊ】．南京邮电 大学学报，２００９，２９（６）：１—１ １． 【３】钱晓军，范冬萍．ＧＩＳ技术及物联网在城市物联应急平台构建 中的应用『Ｊ］．现代电子技术，２０１５（２４）：６９—７１，７５． 【４】李珍香，李国，李德兴．基于ＡＲＭ的ＲＦＩＤ智能安全管理系统 设计与实现 计算机工程与设计，２０１０，３１（１２）：２７４４－２７４８． 【５】葛付伟．物联网中的ＲＦ１Ｄ技术及物联网的构建【Ｊ１．电子测试， ２０１５（２３）：１３４—１３５． 【６】史辉情．基于ＲＦ１Ｄ技术的档案管理系统的研究与设计ＩＪ１．低 碳世界，２０１３（１３）：１４７—１４８． 【７】张凡，陈典铖，杨杰．室内定位技术及系统比较研究ｆＪ１．广东通 信技术，２０１２，３２（１ １）：７３－７９．