基于RFID的嵌入式奧運(yùn)信息平臺(tái)

    北京奧運(yùn)信息平臺(tái)由“主控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”和“嵌入式服務(wù)終端”兩部分組成，各個(gè)“嵌入式服務(wù)終端”通過局域網(wǎng)與“主控中心”相連接。 

    “嵌入式服務(wù)終端”以三星ARM9 S3C2410嵌入式平臺(tái)為載體，采用8寸大屏幕觸摸屏作為人機(jī)交互平臺(tái)。安全方面，運(yùn)用RFID（無線射頻識(shí)別）技術(shù)進(jìn)行奧運(yùn)村人員識(shí)別并分類管理；信息查詢方面，使用迪杰斯特拉算法根據(jù)道路繁忙情況給出最短路徑；環(huán)境管理方面，工作人員可以通過下掛的單片機(jī)系統(tǒng)對外圍環(huán)境硬件進(jìn)行控制。 

    “主控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”為整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)核心。人員管理方面，采用分級數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，采用HSV（色彩空間變換）及邊緣檢測算法對遠(yuǎn)程“嵌入式終端”的登陸人員進(jìn)行人臉識(shí)別，并采用DirectX 8.0進(jìn)行硬件驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了攝像頭采集影像的實(shí)時(shí)處理；安全方面，“主控中心”可實(shí)時(shí)管理所有嵌入式終端并且提供詳細(xì)的日志記錄。 

    緒論 

    1.1、奧運(yùn)信息平臺(tái) 

    從1948年倫敦奧運(yùn)會(huì)到2004年雅典奧運(yùn)會(huì)，參賽的運(yùn)動(dòng)員及國家和地區(qū)由4062人、58個(gè)國家和地區(qū)增加到11099人、202個(gè)國家和地區(qū)（Wikipedia統(tǒng)計(jì)）。 

    但目前運(yùn)動(dòng)員、代表團(tuán)、記者及游客要了解賽事安排及進(jìn)展，主要依靠組委會(huì)新聞中心發(fā)布后各種媒介的傳播，以致信息不能隨時(shí)隨地獲得。 

    要參觀景點(diǎn)則主要依靠人工詢問、導(dǎo)游及地圖。由于他們來自不同的國家（包括大量小語種國家），語言不同，交流困難；加上普通印刷地圖的語言標(biāo)識(shí)受版面限制，不超過兩種語言，不便于他們?yōu)g覽閱讀，從而導(dǎo)致他們對奧運(yùn)信息的了解頗為欠缺。 

    針對此類問題，我們可以在奧運(yùn)村及主要路口建設(shè)信息亭提供觸摸屏上網(wǎng)信息查詢。目前北京市內(nèi)已經(jīng)有一些“數(shù)字北京信息亭”，該數(shù)字信息亭僅僅提供普通的信息查詢，地圖查詢功能，不能對不同的用戶群提供個(gè)性化的查詢服務(wù)。因此，針對這個(gè)問題我們提出了我們的“嵌入式奧運(yùn)服務(wù)終端”。 

    在某個(gè)固定區(qū)域的設(shè)置一臺(tái)“主控中心計(jì)算機(jī)”，該計(jì)算機(jī)上使用分級數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)所有用戶的資料，并且可以對該區(qū)域內(nèi)所有“嵌入式奧運(yùn)服務(wù)終端”進(jìn)行控制?！扒度胧綂W運(yùn)服務(wù)終端”通過局域網(wǎng)與“主控中心計(jì)算機(jī)”連接，根據(jù)用戶需求發(fā)送不同的查詢請求并將查詢結(jié)果反饋顯示給用戶。對于不同的用戶，“嵌入式終端”會(huì)以不同的界面顯示，比如：觀眾、志愿者、管理員；對于不同國家的用戶，“嵌入式終端”也能提供不同的語言支持。 

    由于采用了ARM9 S3C2410處理器的嵌入式處理器，該套系統(tǒng)比起傳統(tǒng)的基于PC機(jī)的查詢終端成本大大降低，更加適合大范圍推廣。另外，專一任務(wù)的嵌入式系統(tǒng)比起PC系統(tǒng)更加穩(wěn)定，功耗更小。 

    1.2、RFID（無線射頻識(shí)別）人員識(shí)別 

    奧運(yùn)會(huì)是一個(gè)作為四年一屆的體育盛會(huì)，將會(huì)有大量人員參與其中，本屆奧運(yùn)會(huì)預(yù)計(jì)游客將超過百萬人。如何對這些人員進(jìn)行有效管理，將是北京奧運(yùn)安全管理的一個(gè)重要問題。 

    這幾年RFID技術(shù)逐漸發(fā)展成熟，開始向各個(gè)行業(yè)大舉進(jìn)軍，在了解了奧運(yùn)會(huì)人員管理的現(xiàn)狀后，基于這種動(dòng)態(tài)、高效和數(shù)字化的管理手段將極大方便整個(gè)奧運(yùn)會(huì)的安全管理。 

    在每個(gè)“嵌入式終端”上，將附加一個(gè)RFID讀卡器，這使得“嵌入式終端”能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控周圍一定范圍內(nèi)的所有人員，并且能夠?qū)⑦@些人員信息發(fā)送“主控中心計(jì)算機(jī)”及時(shí)分析處理，主控中心能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視所有嵌入式終端周圍的人員動(dòng)態(tài)，據(jù)此可以分析實(shí)現(xiàn)一套行之有效的安全管理方案。 

    1.3、基于DirectX的人臉識(shí)別 

    “科技奧運(yùn)”提供給人們的是人性化的服務(wù)，在我們這套系統(tǒng)中，加入了人臉識(shí)別系統(tǒng)，這不僅在人員登陸方面提供了一定的智能化的便捷，更重要的是在安全方面給管理人員提供了極大的參考資料。 

    在每個(gè)“嵌入式終端”上都安裝有一個(gè)攝像頭，每當(dāng)用戶持RFID卡靠近終端并選擇要登陸的用戶名時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)出該人員數(shù)據(jù)庫中的登記照片，并對攝像頭拍攝到的圖片進(jìn)行分析處理，將人臉分離、對比，如果相似度達(dá)到某個(gè)值，則系統(tǒng)自動(dòng)為之登陸，如果長時(shí)間系統(tǒng)無法識(shí)別該人信息，該人員則只能通過自己設(shè)定的密碼登陸系統(tǒng)進(jìn)行查詢。 

    DirectX技術(shù)的使用使得快速處理海量的圖像信息成為可能，這樣用戶只需要在攝像頭前一晃而過，系統(tǒng)就能夠完成所有的識(shí)別計(jì)算并且將其間最大的相似度作為最終的對比結(jié)果。 

    1.4、地圖查詢 

    北京的交通一直以來是人們出行的大問題。2008年奧運(yùn)會(huì)在北京舉行時(shí)，世界各國的人們都聚集到了首都，特別是在各個(gè)比賽場館附近，人員的高度集中使得交通問題更加突出。而在我們設(shè)在奧運(yùn)村和各個(gè)路口的“嵌入式奧運(yùn)服務(wù)終端”下掛的RFID系統(tǒng)則可以承擔(dān)流動(dòng)人員的信息采集，最終“嵌入式終端”將所有信息匯總到“主控中心計(jì)算機(jī)”由主控中心綜合分析處理。 

    傳統(tǒng)的地圖查詢僅僅根據(jù)預(yù)先設(shè)定的查詢算法進(jìn)行單一的地圖查詢，由于“嵌入式終端”與“主控中心計(jì)算機(jī)”有著密切的聯(lián)系，主控中心可以隨時(shí)根據(jù)“嵌入式終端”反饋回來的路況信息設(shè)定道路的繁忙程度，并且采用迪杰斯特拉算法根據(jù)道路繁忙情況給出最優(yōu)路徑，這樣有效避免車輛人員擁堵，實(shí)現(xiàn)道路的優(yōu)化使用。