射频卡定位（精选6篇）
射频卡定位 篇1
0 引言
在炼钢厂, 生产管理需要获得混铁炉铁水的入炉量、出炉量, 按班、日、月进行统计汇总, 获得转炉每炉钢的入铁量、废钢放入量、产钢量, 这些数据的获取可通过现场天车吊运物料的重量变化、天车的位置变化再与炼钢厂的工艺流程相结合, 计算机就可以根据重量逻辑、位置逻辑和时序逻辑来定性、定量判断天车进行了何种作业, 从而自动计量出兑入铁水量、加入废钢量、出钢量和连铸消耗等, 代替了抄报员的繁重工作。炼钢现场电磁干扰比较严重, 天车的作业性质决定其数据只能无线传输, 所以天车物流子站的设计是物流管理系统的核心。
本文以河南凤宝炼钢厂天车物流管理系统的天车物流子站设计为例, 介绍了物流子站的设计方案。现场情况如图1所示, 共有三跨:600t混铁炉跨, 加料跨, 浇钢跨, 为了实现天车吊运作业内容和吊运物料种类进行判断, 我们根据实际需要选定以下12个位置作为天车定位点 (每个定位点加装位置标识即加装射频卡) 。
1 子站结构及工作原理
子站系统采用模块化设计方法, 由射频卡定位模块、重量调理模块、数据远传模块组成。
1.1 射频卡读卡器的设计
1.1.1 射频卡定位原理
射频识别是一种非接触式的自动识别技术, 它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID识别系统通常由射频卡标签、读写器、天线组成。工作时, 读写器通过系统天线发送一定频率的射频信号, 当射频卡标签进入发射天线工作区域时产生感应, 从而获得能量并被激活。激活后的射频卡标签将自身编码等信息通过其内置天线发送出去, 系统天线接受到射频卡标签发送来的载波信号, 经读写器对其进行解调和译码, 并将译码后的数据送到主系统进行相关处理以判断该卡的合法性, 利用射频卡的这种特性就可以在天车定位点安装射频卡, 在天车侧面安装射频卡读卡器, 及时获取天车的位置信息。
1.1.2 射频卡读卡器的设计
1) 读卡器天线设计
读卡器中的天线用于产生磁通量, 而磁通量用于向射频卡片提供电源, 对读卡器天线的设计有三点要求:
(1) 天线线圈的电流最大, 用于产生最大的磁通量。
(2) 功率匹配, 最大程度地利用产生磁通量的可用能量;
(3) 足够的带宽, 以无失真地传送数据调制的载波信号。
根据频率范围的不同, 使用不同的方法将天线线圈连接到读卡器发送器的输出端, 通过功率匹配将天线线圈直接连接到功率输出级, 或通过同轴电缆来馈送到天线线圈。由于MFRC531是低功耗设计, 因此卡和天线之间的耦合系数必须满足一定的值, 卡和天线之间的耦合系数不能低于0.3, 天线的直径要求介于0.5~1.5mm之间。在本设计中, 天线采用65cm×54cm、天线导体宽度为本1mm、圈数为三圈的方形天线。这样, 天线的电感通过下列公式计算得到[3]:
其中:L:读卡器天线感应;I:天线导体长度 (1圈) ;D:天线导体宽度 (必须介于0.5~1.5mm之间) ;N:天线导体圈数 (3圈) 。
2) 读卡器电路设计
读卡器的硬件组成见原理框, 如图3所示。Mifare射频卡进入距离射频天线100mm内, 读卡器就可以读到卡中的数据。读卡器读到Mifare卡中的数据后, 系统单片机要将所读卡号及时间一起存入存储器, 同时指示灯闪一次, 喇叭响一次, 表示完成一次操作。
读卡要执行一系列的操作指令, 调用多个C51函数。包括装载密码、询卡、防冲突、选卡、验证密码、读卡、停卡, 这一系列的操作必须按固定的顺序进行。
读卡器和主CPU (C8051F020) 之间采用应答方式通讯, 可随时把卡号及读卡时间传送给主CPU。
1.2 称重传感器信号调理、秤体安装
称重传感器采用QS-M鱼背式传感器, 传感器的灵敏度为2.0±0.005m V/V, 最大供桥电压15V, 信号调理电路由AD620高精度集成运算放大器和OPA27组成的滤波电路组成, 电路增益通过调节Rg来实现, 即G=49.4/Rg+1, 电气原理图如图5所示。
鱼背式传感器安装于定滑轮轴或称重轴下方, 每根轴装有2只传感器, 传感器测得滑轮轴上钢丝绳张力, 从而得到被吊重物的重量, 传感器安装图如图6所示。
1.3 C8051F020单片机[1]
C8051F020是美国CYGNAL公司推出的混合信号系统芯片, 是高度集成的片上系统, 它嵌入了一款高速、低功耗、高性能的8位微处理器, 最突出的特点是高速指令处理能力。C8051F020采用CIP-51微控制器内核, 与MCS-51指令完全兼容。CIP-51采用流水线结构, 与标准的8051相比, 指令执行速度有很大的提高。片内集成了多通道12位和8位A/D转换器以及一个双12位D/A转换器, 两个增强型UART串口, 便于模拟量和数字量的采集, 该单片机还集成有4KB内部数据RAM和64KB Flash, 片内还配置了标准的JTAG接口, 调试方便。
1.4 图形式LCD显示
系统采用320X240点阵图形式液晶显示模块, 显示清晰、分辨率高、文本图形显示、具有EL背光。根据需要显示站号 (S) 、重量 (W) 、射频卡位置 (P) 等信息。
1.5 通讯接口[2]
通过交叉开关把C8051F020单片机的P0.0, P0.1设置为TX0, RX0。采用SP3223转换器实现TTL电平与RS-232电平相转换, 数传电台采用ND-250A, 其主要特点是日本原装, 采用FET放大电路, 体积小, 功耗低。
2 系统软件设计
2.1 主程序设计
软件设计采用模块化编程结构, 包括初始化子程序、数据采集处理子程序、数据存储子程序、LCD显示子程序、按键获取程序、传感器标定子程序、站号设定子程序、串口通讯子程序。所有程序代码采用C语言编写, 可以方便地调试和下载程序, 主程序流程如图8所示。
2.2 通讯程序
地面上主站为及时获得每个天车重量 (毛重、皮重) 、位置信息, 由逻辑推理后可自动生成各种报表, 动态流程画面。主站采用轮寻点名方式通过无线数传电台ND250发送站号指令, 所有子站收到站号指令后均与机内用户设定的站号比较, 站号相同的子站把最新数据 (包括位置数据、毛重量数据、净重量数据) 通过数传电台ND250打包发送回去。为了降低无线传输中的误码率, 采用循环冗余校验 (CRC) 的误码检测技术, 在数据包后面添加数据校验和, 为了减少数据包长度, 提高传输效率, 本系统采用了8位的CRC校验, 生成多项式为[5]:G (x) =x8+x5+x4+1, CRC编码由程序完成。
3 结论[4]
射频卡代替传统的光电开关组, CPU采用SOC芯片单片机, 无线传输部分采用功率、频段、BAUD可调的日精数传电台, 系统抗干扰能力强、可靠性高、维护工作量小。该子站已在河南凤宝炼钢厂运行一年, 满足设计要求。
参考文献
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[2]李刚, 林凌.与8051兼容的高性能、高速单片机-8051Fxxx.北京:北京航空航天大学出版社, 2002.
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[5]宋汉珍.微型计算机原理[M].北京:高等教育出版社, 2005.
射频卡定位 篇2
该系统设计包括以下功能:一是实时定位人员以及其他移动设备, 记录人员以及其他移动设备的运动轨迹信息;二是将数据实时传输到变电站的控制室, 并进行存储;三是可将相关信息上传至上级单位的管理中心。
1 频识别技术
射频识别技术 (RFID) 作为一种无线通信技术, 是通过无线电讯号找出特殊物体且可以读取和写入相关信息, 在这期间不需要系统与目标之间有机械或者光学接触。无线电的信号是解调成无线电频率的电磁场, 把信息从安装在目标上的标签发送出去, 以自动识别并跟踪该物品。某些标签在辨识时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量, 并不需要电池;也有标签本身拥有电源, 并可以主动传出无线电波 (解调成无线电频率的电磁场) 。标签包含了相关数据, 一定范围内就可以识别[1]。和传统的标识区别在于, 射频标签不必到特定的扫描区, 也能放入到被追踪目标之内。
RFID系统的基本组成部分主要包括RFID阅读器 (Reader) , 电子标签 (Tag) 和后台数据管理系统3个部分, 其基本组成见图1。
2 无线传感器网络定位技术
无线传感器网络是由安装在侦测范围内的节点构成, 使用无线通信形式组成网络系统。系统所用传感器通常采用低成本小型或微型传感器, 且数量较大。
节点定位技术是无线传感器网络中的重要技术, 传感器节点所在位置的正确定位是保证被测目标位置信息准确的前提。必须在传感器节点自身准确定位之后, 继而确定传感器节点监测到目标的准确位置, 这要求检测到该目标的2个以上传感器节点之间互相配合, 同时利用传感器自身的定位机制确定被测目标的位置[1]。现在WSN的传感器节点定位技术主要分为:一是与距离相关;二是集中式与分布式;三是相对定位与绝对定位;四是紧耦合与松耦合式。
3 传感器节点位置计算方法
用于无线传感器网络的常见定位计算方法有AHLos定位算法、MCVC定位算法、TODA定位算法等, 该系统设计采用TODA定位算法。
TDOA定位是一种利用时间差进行定位的方法。首先测量被测目标信号到达监测点的时间, 可以测量出被测目标的距离。根据被测目标信号到其他监测点的距离, 从而定位被测目标信号的位置。可是绝对时间通常比较难准确测量, 通过比较被测目标信号到达其他监测点的时间差, 就可得出一个双曲线 (监测点为焦点, 距离差为长轴) , 而被测目标的位置就是该双曲线的交点。
4 软件实现
该项目采用C#.Net来开发上位机的定位软件, 该软件包括串口通信程序, 数据库存储程序和定位算法, 其流程见图2。
5 结论
该系统融合了射频识别技术、无线传感器网络定位技术, 将巡检人精准定位于巡检现场, 并实时记录行动轨迹。这套系统可提高变电站巡检及日常运行的安全系数, 保障电网的安全稳定运行。
摘要：文中设计了一种基于射频识别技术和无线传感器网络技术的变电站人员定位系统。该系统将传感器技术和计算机技术通过网络的形式结合在一起, 在有效保证变电站巡检人员安全的同时记录巡检人员的运动轨迹, 从而达到安全生产的同时也为管理者提供实时监控数据。
关键词：定位,射频,识别
参考文献
射频卡定位 篇3
随着无线网络技术的高速发展, 以及手机等智能终端设备的普及, 室内定位服务越来越受到人们的重视。室内定位服务在日常生活、商业活动、科学研究、直至抢险搜救等方面都呈现出迫切的需求[1,2,3,4]。美国研究机构ABI研究员帕特里克·康诺利 (Patrick Connolly) 称:“室内定位技术是下一波热门定位技术, 该技术将在2015~2017年间得到大量部署和实施[5]。”
然而, 室内环境是一个复杂的空间, 常用的卫星讯号在传播的过程中受到室内建筑结构的影响, 定位精度大大下降, 甚至无法进行室内定位。当移动物体位于比较封闭的室内空间时, 由于存在严重的障碍遮挡及非视距噪声的干扰, 其定位问题必须通过探索其他技术来解决[6,7]。自20世纪90年代初以来, 国内外对于室内定位开展了大量的研究[8,9,10,11], 近几年来世界各国研究机构、学术界、产业界等均致力于室内定位的研究, 开发了很多热门技术, 但各种技术仍存在诸多不足, 因此, 如何在复杂的室内环境中实现高精度定位, 仍然是现阶段定位技术的研究热点和难点。
综合目前国内外的研究成果, 定位方法大致可以分为:无线射频RF (Radio Frequency) 电磁波、超声与射频RF电磁波相结合、RFID (Radio Frequency Identification, 即射频识别) 、红外线等[12,13]。由于室内、隧道及农业大棚等受到特殊环境条件的限制, 以及受方向性、距离、敷设的可行性等原因的影响, 使后3种方法不适合大范围应用于这些场合。基于无线传感器网络的定位技术具有非接触式和非视距等特点, 已经成为优选的室内定位方法之一[14,15]。本研究主要基于无线射频传感器网络节点, 进行移动物体室内定位理论及应用研究, 设计并实现了一种基于nano PAN5375射频模块的室内定位系统, 对系统进行实验测试与验证, 并记录和分析测试数据。试验结果表明, 当固定节点组成的等边三角形边长增大后, 通过三边质心算法和卡尔曼滤波算法, 可得到较为精确的移动节点位置。
1 系统结构及硬件电路
1.1 系统结构框图
室内定位系统主要包含固定节点和移动节点两个部分。固定节点由微控制器、射频模块和磷酸铁锂电池组成;移动节点在固定节点的基础上, 增加了显示当前坐标和目的坐标的液晶、用于设定目的坐标的键盘、电机驱动电路和小车。移动节点的结构框图如图1所示。
1.2 电机驱动电路
步进电机驱动电路选用NEC公司的电机驱动芯片MMC-1和双H桥驱动芯片L298N。系统配置微控制器PA.8口为MMC-1使能端, PA.9和PA.10为串口。微控制器利用串口向MMC-1控制寄存器写入控制字, MMC-1通过L298N驱动电机转动。驱动电路原理图如图2所示。
1.3 nano PAN5375模块
nano PAN5375是一款基于2.4 GHz ISM频带的RF模块, 整合了放大、滤波等组件, 采用了nanotron的宽带线性调频扩频 (CSS) 技术, 对31.25 kbps~2 Mbps范围的数据传输率能灵活提供, 同时提供具有极佳传输范围的可靠数据通信, 可实现点对点测距、平面定位、会话传输等功能[16,17]。nano PAN5375模块的大小与1元硬币相当, 系统中固定节点和移动节点的实物图如图3所示。
2 软件设计
移动节点通过nano PAN5375模块测得与3个固定节点的距离, 经过三边质心算法结合卡尔曼算法滤波确定移动节点的当前位置。软件主要包含nanoPAN5375的测距、三边质心算法、卡尔曼滤波算法。固定节点部分的nano PAN5375模块处于等待接收的状态, 接收到测距信息时, 反馈回移动节点。移动节点定位算法流程图如图4所示。系统总流程图如图5所示, 该系统设计了简单的导航功能。
D—移动节点, 电路板下方安装有电机驱动的小车, 可带动节点移动;A, B, C—固定节点;N—应用在系统中的nano PAN5375射频模块
移动节点和3个固定节点的位置分布示意图如图6所示。
三边质心算法用于实现移动节点位置的确定。系统通过测量移动节点到3个固定节点的距离, 计算相交圆的公共区域的质心来提高对主机位置估算的精度[18,19], 示意图如图7所示。
设移动节点D的坐标为 (x, y) , 已知点A, B, C的坐标分别为 (x1, y1) , (x2, y2) , (x3, y3) , 它们到移动节点D的距离分别为d1, d2, d3。则可得如下方程:
根据式 (1~3) 可解出圆A与圆C的交点 (xac1, yac1) , (xac2, yac2) , 圆B与圆C的交点 (xbc1, ybc1) , (xbc2, ybc2) , 圆A与圆B的交点 (xab1, yab1) , (xab2, yab2) 。
通过将圆A与圆C的交点 (xac1, yac1) , (xac2, yac2) 代入式 (x-x2) 2+ (y-y2) 2, 经判断大小后可找出两点中距圆B的圆心较近的点, 假设为 (xac1, yac1) 。同理可找出圆B, 圆C交点中距圆A的圆心较近的点, 设为 (xbc1, ybc1) , 圆A, 圆B交点中距圆C的圆心较近的点, 设为 (xbc1, ybc1) 。
D—移动节点;A, B, C—已知坐标的固定节点
依据质心思想估算未知节点的坐标为:
根据以上算法求出移动节点D的位置之后, 本研究再利用卡尔曼滤波的推测值来校正移动节点的测量值, 提高系统精度。
卡尔曼滤波是一种高效率的递归滤波器 (自回归滤波器) , 它能够从一系列的不完全及包含噪声的测量中, 估计动态系统的状态。目标的位置、速度、加速度的测量值往往在任何时候都有噪声。卡尔曼滤波利用目标的动态信息, 设法去掉噪声的影响, 得到一个关于目标位置的好的估计。这个估计可以是对当前目标位置的估计, 也可以是对于将来位置的估计 (预测) 或对过去位置的估计 (插值或平滑) [20]。
3 试验与结果分析
本研究将3个节点固定在边长为6 m的等边三角形的3个顶点上, 通过移动节点自带的键盘, 设定移动节点坐标后, 移动节点自动以10 cm/s的速度在等边三角形内移动时, 笔者实时测量移动节点的位置坐标, 所记录的测试数据如表1所示。
由表1可知, 在边长为6 m的等边三角形内, 移动节点运动后X坐标的平均相对误差为12.72%, 最大相对误差为21.57%, Y坐标的平均相对误差为15.81%, 最大相对误差为32.91%。
笔者进一步增加等边三角形的边长, 使三角形的边长在16 m~70 m之间, 移动节点与3个固定节点在较大范围测量的距离如表2所示。
由表2可知, 移动节点距离A点的平均相对误差为2.36%, 最大相对误差为5.67%;距离B点的平均相对误差为3.4%, 最大相对误差为6.92%;距离C点的平均相对误差为1.39%, 最大相对误差为2.4%。移动节点距离固定节点A、B、C的平均测量误差分别为0.5 m、0.8 m、0.4 m, 移动节点距离固定节点A、B、C的最大测量误差分别为1.1 m、1.53 m、0.58 m。
试验结果表明, 增加固定节点A、B、C之间的距离后, 在新组成的等边三角形内, 移动节点分别与3个固定节点距离的平均相对误差和最大相对误差均大幅度减小, 这是由于增大移动节点与固定节点之间的距离后信号传播时间较长, 干扰和时钟误差等对测量结果的影响相对较小。增加固定节点之间的距离后, 平均误差均小于室内定位导航要求的1 m, 最大测量误差超出了0.53 m, 实现了比较精确地测量。
4 结束语
该系统以STM32F103微控制器为核心, 结合nano PAN5375模块, 构成3个固定节点和1个移动节点, 编写相应算法和软件, 实现了室内移动物体的实时位置测量。试验结果表明, 移动节点与3个固定节点在测量距离较大的情况下, 该系统具有较高的定位精度。而较大的测量距离正是大型室内空间中移动物体定位所需要的, 因此, 该系统具有较好的实用性。
射频卡定位 篇4
Lab VIEW是一种图形化的编程语言和开发环境, 除系统自带多种功能函数控件用于满足基本编程外, 还可通过购置的方式获得专用函数包以实现编程软件的功能拓展, LabVIEW图形化的编程语言简洁易懂, 能够实现算法到软件的快速转变, 是效率极高的“工程师语言”[2]。
本文针对射频识别 (RFID) 定位系统, 提出了基于RSSI的Taylor级数展开定位算法, 并在理论研究的基础上, 以Lab VIEW编程语言为平台, 实现定位系统的软件部分设计。
1 基于RSSI的射频识别室内定位算法研究
1.1 射频识别 (RFID) 技术
RFID系统由阅读器、电子标签、应用软件系统等3部分构成, 阅读器发射射频信号, 电子标签接收信号后将自身编码信号发送至阅读器, 应用软件系统对编码信号进行逻辑运算后, 实现对电子标签信息的识别, 同时向阅读器发出指令, 完成信息读、写等功能操作。
1.2 RSSI定位方法
RSSI (Received Signal Strength Indication) 定位算法是根据室内环境距离-损耗模型, 通过对比接收端与发射端信号衰减情况计算两者之间的距离, 利用该算法进行定位测量时, 需要设定已知节点作为参考位置, 当设置多个节点时, 可利用三边定位法实现对待测点的准确定位, 其定位过程如下:设BS1, BS2, BS3为室内3个参考节点, S为待测点实际位置, S'待测点估测位置, 将信号发射端置于S点, 则可通过BS1, BS2, BS3三点接收到的信号强度来计算各点与S点的距离。分别以BS1, BS2, BS3为圆心, 各自到S点的距离为半径画圆, 从理论上讲, 三个圆的交点便是待测点所在位置[3], 具体如图1所示。
1.3 基于RSSI的Taylor级数展开算法
在理想状态下, 以参考点为圆心的各圆能够相交于一点, 但受实际环境中各种因素影响, 大多数情况下, 各圆相交部分为一个区域, 若想要在区域内准确获得待测节点的位置, 则需要通过相关算法进行计算。假设基于RSSI的定位系统中N个位置已知的参考节点坐标分别为 (x1, y1) , (x2, y2) , (x3, y3) … (xn, yn) , 根据各节点处信号强度及待测环境损耗模型参数, 可计算出待测节点与各参考节点间距离分别为d1, d2, d3…dn, 则根据两点间的距离公式可得到以下方程:
根据上式可计算出待定位节点到两个位置已知的参考节点距离差值为:
将上式在 (x0, y0) 处进行Taylor级数展开, 且只保留了一次导数项, 其展开结果为:
Ψ为实际测量距离差与经Taylor级数展开得到的距离差di, 1的差值, 其计算公式为:
则上式的最小二乘解为:
重复递归计算, 直至Δx, Δy满足|Δx|+|Δy|<ζ, ζ为事先设定的门限, 此时的 (x, y) 即为待定位节点的估计位置坐标[4]。
2 RSSI的射频识别室内定位软件
2.1 系统的总体设计
本系统的结构框图如图2所示。
主要包括参数配置模块、串口读写模块、目标定位及显示模块、文件管理模块等4部分[5]。
2.2 系统参数配置模块设计
该模块主要实现对串口参数、传播损耗模型参数、参考节点的位置坐标进行配置, 配置方式为手动输入, 本文针对室内大厅环境特点, 对各参数设置了默认值。
2.3 串口读写模块设计
该模块通过调用Lab VIEW串口通信功能选板中的Visa存储函数完成功能设计, 可通过COM1、COM2两个串口实现控制指令、测试数据的读写, 实现软件系统与硬件平台的信息交换。
2.4 节点定位与现实模块设计
按照本文1.3中的Taylor级数展开算法应用到基于RS-SI的射频识别室内定位系统中, 并完成目标定位与现实模块设计, 其流程图如图3所示。
由流程图可知, 系统首先根据接收到的节点RSSI值, 通过定位环境中无线信号传播损耗模型计算出参考节点到待定位节点之间的距离, 最后将测量值与估计值的距离差用Taylor级数展开, 并进行矩阵计算, 用反复迭代的方式提高计算结果的精度, 直到计算结果满足预先设置的门限条件时, 最终得到待定位节点的位置坐标。
2.5 文件管理模块设计
该模块主要包括数据读取、保存及报表打印等功能, 通过调用报表生成相关控件实现, 主要完成对测试数据的读取保存、测试指令的发送及测试结果的打印等操作。
3 实验结果及分析
3.1 实验方案
在理论研究及软件设计开发的基础上, 构建了基于RS-SI的RFID室内定位实测系统, 用于验证算法定位精度及软件运行效果。
待定位环境:室内大厅
待定位范围:20 m×20 m正方形
节点情况:参考节点4个, 待定位节点5个, 阅读器5个, 分布如图4所示。
3.2 结果与分析
根据以上方案在室内大厅中构建基于射频识别的定位系统, 完成系统硬件协同搭建后, 位于各参考节点的射频阅读器向位于待定位节点的电子标签发射问答信号, 阅读器根据电子标签的应答信号判断对应节点之间的距离, 利用前文提到的定位算法对图中待定位节点Tag3的位置进行估算。
对待定位区域构建二维坐标系, 其中位于定位窗口四角位置的4个点分别表示四个参考节点, 其坐标分别为Tb1 (2.5, 2.5) , Tb2 (2.5, 22.5) , Tb3 (22.5, 22.5) , Tb4 (22.5, 2.5) , 单位为米, 具体数值可由系统界面上的参数设置模块进行手动设置;虚弧线为分别以参考节点为圆心, 以参考节点与待定位节点距离为半径所画的弧线, 红色圆点代表利用Taylor级数展开算法估算出的待测节点位置, 方形点代表现地实测获得的待测节点的位置, 从图中可以看出, 单纯使用圆相交的方法只能获得定位区域, 不能准确的得到待测点的位置, 而使用Taylor级数展开算法能够估算出待测节点的具体位置, 且误差较小。
4 结束语
随着射频识别技术和定位理论的发展, 基于射频识别技术的定位方法在室内定位领域将有很大的发展空间和应用潜力。本文在理论研究的基础上, 将Taylor级数展开应用到了基于RSSI的射频识别定位系统中, 并以Lab VIEW语言为平台, 设计开发了定位系统软件, 利用室内大厅构建试验环境, 对定位算法、软件系统进行了测试验证。
摘要：随着仓储物流、抢险搜救等对室内定位需求的快速增大, 室内定位技术的要求日益增高, 但由于受室内环境复杂、多径效应明显、定位设备成本高昂等因素的影响, 基于红外、蓝牙等技术的室内定位系统尚不能实现大范围的推广, 针对该问题, 本文提出了基于RSSI的Taylor级数展开定位算法, 并以Lab VIEW为平台设计了定位软件。
关键词：室内定位,射频识别,信息强度,Taylor级数展开
参考文献
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射频卡定位 篇5
1 材料与方法
1.1 临床资料
原发性三叉神经痛患者48 例, 其中男性18 例, 女性30 例; 年龄46～84 岁, 平均年龄63.56 岁。三叉神经疼痛部位右侧23 例, 左侧25 例; 第Ⅱ支10 例, 第Ⅱ、Ⅲ支18 例, 第Ⅲ支18 例, 第Ⅰ、Ⅱ支1例, 第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ支1 例。病程3～18 年, 平均病程5.82 年。均采用耳-床线定位的方法进行了射频治疗。
1.2 穿刺与“耳-床线”定位方法
常规术前准备后, 按前入路Hartel方法, 穿刺针如果穿入卵圆孔 (感到有落空感) , 就摄片观测和调整穿刺针深度;穿刺针如果无法进孔, 在透视下观测和调整穿刺针方向进针。在X线图像上根据“耳-床线”定位[2]方法确定穿刺针位置及深度并测量射频针尖与耳-床线之间的距离 (图 1) , 均已到位后再作方波刺激试验, 待其反应部位与原疼痛部位一致时, 即可进行三叉神经半月神经节射频温控热凝治疗[3], 温度控制在60～80 ℃, 每次持续30～60 s, 共治疗3～4 次。
2 结 果
48 例病例采用“耳-床线”定位, 操作过程均十分顺利, 一次性穿刺成功率100%; 经一次治疗疼痛完全消失者46 例; 疼痛明显减轻, 发作次数明显减少者2 例; 无变化者0 例。术后随访3 月～5 年; 复发者0 例, 无穿刺相关并发症发生。全部成功, 定位准确, 均获得满意的疗效, 临床症状术后即消失。
48 例中42 例穿刺针与耳-床线成垂直关系, 6 例穿刺针稍向后偏斜与耳-床线略有角度; 射频针尖与耳-床线之间的距离见表 1; 第Ⅰ支平均4.5 mm, 第Ⅱ支平均6.02 mm, 第Ⅲ支平均8.06 mm。
3 讨 论
目前三叉神经痛治疗方法很多, 而以射频温控热凝术疗效较好, 其有效率高、复发率低、并发症少、可重复治疗等优点而得到较为广泛的应用。但其穿刺卵圆孔一直存在着无法准确定位的问题, 对穿刺的深度一直没有一个准确的结论。国内张伟杰等[4]运用CT定位了解穿刺针与卵圆孔的位置及深度, 是一种很好的方法, 但其费用高, 只能在相对闲置的CT手术室完成, 适用范围相对小。聂发传等[5]应用C形臂X线影像结合皮区刺激电位引导穿刺行半月神经节射频治疗, 其不能明确看见卵圆孔, 不能精确测定入颅深度。三叉神经痛患者多数为中老年, 本组48 例患者平均年龄63.56 岁, 都是经过药物治疗无效的患者, 反应比较迟钝。而目前国内外主要采用刺激试验来控制深度, 缺乏一个可靠的客观依据, 仅依靠患者感觉及术者的经验来判断, 误差较大。我们在X 线解剖研究的基础上确立了“耳-床线”这一基线, 观察穿刺针与耳-床线的关系、测量耳-床线与穿刺针针尖之间的距离来进行定位、 测定入颅深度, 可避免定位的不准确性, 大大提高了治疗成功率, 减少了非患支神经的损伤, 并保存其功能, 减少了并发症的发生。我们认为, 穿刺针较为理想的位置是:穿刺针针尖到耳-床线垂直距离控制在:第Ⅲ支8～10 mm, 第Ⅱ支6～7 mm, 第Ⅰ支4～5 mm。
射频温控热凝术定位不准确容易导致第Ⅰ支的损伤而引起的角膜炎, 并由此导致视力下降甚至失明。对于第Ⅰ支三叉神经痛, 孙卫群等[6]认为采用眶上孔射频治疗, 可以避免并发症的发生。我们认为卵圆孔与“耳-床线”的垂直距离为5 mm时可以先行60～65 ℃、 30 s热凝发现额部麻木即可, 若无麻木, 则采用眶上神经周围支射频治疗, 这样既能保护眼睛, 又可达到治疗目的。术后用眼药膏保护角膜。随访均未出现角膜相关并发症。三叉神经痛第Ⅱ支的射频治疗对入颅深度要求很高, 容易引起非患支神经第Ⅲ支的损伤, 回访单纯第Ⅱ支三叉神经痛患者10 例中, 有4例出现第Ⅲ支分布区域内轻度麻木。
三叉神经半月神经节位于颞骨岩部尖端的三叉神经压迹处, 卵圆孔多数呈椭圆形, 所以射频针尖偏前或偏后均将直接影响入颅深度造成非患支神经损伤。为避免三叉神经第Ⅰ支损伤, 穿刺针针尖到耳-床线垂直距离应控制在6 mm 以上, 针尖绝对不能超过耳-床线。
参考文献
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[2]沈云霞, 何玉泉, 邢元龙, 等.国人卵圆孔穿刺深度X线解剖测量的研究[J].医学影像学杂志, 2004, 14 (11) :27.
[3]冯殿恩.三叉神经痛[M].北京:人民卫生出版社, 2004:220.
[4]张伟杰, 张志勇、汪涌.CT定位进行射频温控术治疗三叉神经痛附例报告[J].上海口腔医学, 1999, 8 (2) :74.
[5]聂发传, 苏东, 陈金梅, 等.C形臂结合皮区刺激电位引导穿刺行三叉神经半月节射频治疗[J].中国疼痛医学杂志, 2008, 14 (1) :6-8.
射频卡定位 篇6
关键词：射频热凝术,三叉神经痛,护理
三叉神经痛是一种常见的颅神经疾病, 常反复发作, 病人极为痛苦, 严重影响生活质量, 临床上治疗原发性三叉神经痛方式较多, 主要有药物、封闭、射频、手术及伽玛刀等, 我科2009年9月—2011年2月, 采用CT定位选择性三叉神经半月节射频热凝术治疗原发性三叉神经痛病人24例, 取得满意疗效。现报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
本组男16例, 女8例;年龄55岁～90岁, 平均68岁;病程3个月至20年;疼痛位于左侧13例, 右侧11例;V2支痛3例, V3痛5例, V1.2支痛2例, V2.3支痛11例, V1.2.3支痛3例。本组均经CT或MR检查, 无阳性发现。术前服用卡马西平、苯妥英钠等药物治疗无效或不能耐受。既往已行微血管减压术2例, 射频治疗2例。
1.2 手术方法
采用Hartel前入路法选用尖端裸露3 mm国产Vsense毁损针穿刺卵圆孔。8向为正面对准同侧向前直视的瞳孔, 侧面为同侧外耳孔前方3 cm处。深度6 cm左右, 进入卵圆孔刺神经后病人有剧痛感, 继续进针0.5 cm～1.0 cm, 穿刺针固定, 拔出针芯, 部分病人可见脑脊液流出。行颅底薄层CT扫描, 证实穿刺针针芯穿过卵圆孔中心。返回手术室, 消毒铺巾后, 置入射频电极, 连接ASA-601T射频仪。行1 ms、100 Hz, 0.2 V～0.5 V刺激试验, 病人感觉相应区域有疼痛及蚁走感, 证实射频针定位无误后, 行45可逆试验后, 分别行60 s、65 s、70 s、75 s、60 s毁损, 调节穿刺位置, 再次电生理验证后, 继续毁损至病人疼痛感完全消失。术后进行角膜反射检查, 扳机点触发试验, 感觉功能及咀嚼功能检查, 效果满意后拔针。
1.3 结果
1.3.1 疗效
疼痛消失18例, 疼痛减轻5例, 无缓解1例, 总有效率95.8%。术后面部感觉减退12例, 咀嚼肌无力2例, 角膜反射减退1例, 无严重并发症发生。
1.3.2 随访
所有病例随访3个月～18个月, 2例复发, 复发率为8.5%。其中1例接受再次射频治疗, 再次治疗术后疼痛减轻。
2 护理
2.1 心理护理
本组病人病程较长, 甚至有90岁高龄病人, 持续反复的发作疼痛, 使病人饱受疾病的折磨, 严重影响正常的生活、工作及社会交往, 造成很大的心理压力, 故病人入院时护士要耐心、主动与病人交谈, 了解病史, 通过幻灯和挂图及其他手术成功病例, 简单介绍手术基本操作及手术的成功率, 以消除病人的紧张情绪, 解除病人心理负担, 积极配合手术治疗。
2.2 术后护理
严密观察病人的意识、瞳孔、生命体征的变化, 术后4 h测量血压、脉搏, 患有高血压病病人要给予降压药, 降压速度不宜过快, 并注意用药后降压的效果。注意观察穿刺部位有无出血、渗血、皮下淤斑等, 术后取半坐卧位, 头偏向健侧, 有利于头部血液循环, 因头面部血运丰富, 感觉灵敏, 术后病人早期出现反应性局部肿痛, 在常规进行抗炎镇痛同时应加强局部处理, 可采用冰敷, 以减轻肿胀, 缓解疼痛。
2.3 饮食护理
术后6 h先试饮少量水, 如病人无误吸、恶心、呕吐, 再予流质饮食, 并逐渐过渡至半流质饮食、普食, 清淡饮食, 避免刺激性过硬、过热食物, 因术后口腔触觉减退, 咽部咀嚼肌有不同程度的麻痹, 咀嚼无力, 需要3 d～5 d才能恢复原有的功能, 因此用健侧咀嚼。术后加强口腔护理, 防止口腔感染。
2.4 出院指导
嘱病人进食清淡高纤维饮食, 多食蔬菜、水果, 防止便秘, 并戒烟酒, 少食刺激性食物。注意面部保暖, 加强身体锻炼, 保持心胸开阔及情绪舒畅, 避免不良刺激, 定期复查、随诊和合理用药。
3 小结
CT引导下射频热凝术治疗三叉神经痛是治疗三叉神经痛的新方法, 其方法精确定位, 不用开颅, 手术损伤小, 疗效可靠、安全, 复发率低, 并发症少, 治疗费用低, 易被病人接受等, 尤其适用于不能耐受开颅手术的年老体弱病人。术中CT定位弥补了徒手穿刺及传统X线片定位的缺陷, 提高了穿刺精确性和治疗成功率。通过加强术前、术后护理, 细致认真地观察病情及出院健康指导, 使病人早日康复。
参考文献
[1]顾锐, 王慧娟, 朱容伟.显微血管减压术治疗112例老年三叉神经病患者的术后护理[J].中华护理杂志, 2006, 41 (3) :218-219.
[2]吴江, 贾建平, 崔丽英, 等.神经病学[M].北京:人民卫生出版社, 2005:118;121.
[3]张永琴, 梁景文, 杨利孙.三叉神经痛微血管减压术病人的护理[J].护理学杂志, 2003, 18 (8) :585-586.