導讀:佐治亞州本寧兵營中的美軍在城市地形軍事行動訓練中采用了位于丹佛Ubisense公司的超寬帶RFID系統(tǒng),跟蹤在模擬村莊訓練的士兵。
佐治亞州本寧兵營中的美軍在城市地形軍事行動訓練中采用了位于丹佛Ubisense公司的超寬帶RFID系統(tǒng),跟蹤在模擬村莊訓練的士兵。
佐治亞州本寧兵營( Fort Benning, Ga.)中的美軍在城市地形軍事行動( Military Operations in Urban Terrain ,(MOUT))訓練中采用了位于丹佛Ubisense公司的超寬帶( ultra-wideband (UWB))RFID系統(tǒng),跟蹤在模擬村莊訓練的士兵。模擬村莊是由煤渣磚建造的一些樓房組成的。
"在城市地形軍事行動訓練中,為了士兵們的理論學習和訓練后的復習,我們必須追蹤他們。不管士兵執(zhí)行什么任務(wù),我們都要對其進行動態(tài)地追蹤。" 系統(tǒng)集成和軟件開發(fā)公司DSCI的主管,Eric Wagner如是說。為了更好地管理士兵,DSCI安裝并運行了超寬帶RFID系統(tǒng)。
在MOUT訓練的一排士兵進行了包括搶占建筑物在內(nèi)的多種形式的訓練。士兵們身上佩有900 MHz GPS無線電裝置,跟蹤其戶外活動。他們還佩有用于追蹤其室內(nèi)活動的Ubisense標簽。900 MHz的無線電裝置將士兵們的GPS位置信息傳送給安裝在MOUT的RF接收器。
RFID讀寫器Ubisensors遍布在建筑物中,追蹤士兵的精度達1英尺。由標簽產(chǎn)生的RF信號分析士兵們的位置。由于超寬帶波形可以穿過墻壁,因此很難精確地確定士兵的具體位置。為了精確地確定某時刻士兵是否在房間內(nèi),他們在門口安裝了紅外發(fā)射機。裝在士兵內(nèi)衣的紅外接收機( Infrared receivers)將信息發(fā)送到900 MHz的無線電設(shè)備,無線電設(shè)備再將收到的信息傳送到后端的系統(tǒng)軟件。
激光射擊感應(yīng)器( Multiple Integrated Laser Engagement System (MILES) )也用于戰(zhàn)斗訓練中, 當士兵在訓練中被空包彈射擊后,槍中發(fā)出的激光信號就會傳送到他內(nèi)衣中的激光傳感器。該激光信號是用士兵所攜帶的武器的唯一號ID編碼的。 MOUT 的建筑物中到處都安裝了攝影機,供指揮官監(jiān)督訓練現(xiàn)場。
每個士兵的相關(guān)資料如GPS數(shù)據(jù)、佩帶的標簽、激光射擊感應(yīng)器數(shù)據(jù)( 即,士兵何時何地被射中。)和記錄士兵進入和離開房間的紅外線定位數(shù)據(jù)等,都被送入到DSCI的系統(tǒng)軟件中,由該軟件產(chǎn)生訓練士兵的位置報告。DSCI將MILES數(shù)據(jù)、房間內(nèi)外的位置數(shù)據(jù)和時間戳編碼后形成3D模擬現(xiàn)場,類似于視頻游戲。( 為了精確再現(xiàn)訓練實況,DSCI也使用錄像帶記錄訓練情況)
訓練過后分析再現(xiàn)數(shù)據(jù),士兵們可以從中吸取教訓,從而到達更好的訓練結(jié)果。例如,在什么情況下射擊,在什么情況下端槍不扣動板機。盡管目前DSCI還沒有采用這一系統(tǒng),但是Ubisense具有自己的可以處理標簽信號并顯示在3D界面上的軟件。
這一RFID系統(tǒng)不同于其他RFID系統(tǒng),該系統(tǒng)可以工作在多頻帶( 3.1 - 10.6 GHz)下,在多頻帶情況下同時傳送信號。Ubisense標簽和讀寫器的工作頻率為5.8 t- 7.2 GHz。多頻帶信號的傳輸時間也比傳統(tǒng)RFID的傳輸時間短。用于傳輸多頻帶標簽數(shù)據(jù)的波形也較傳統(tǒng)RF波形小,因此,多頻帶RFID傳輸數(shù)據(jù)時消耗的能量較少,不容易產(chǎn)生干擾。
在Ubisense開發(fā)出可用硬件以前,DSCI使用超音速標簽和讀寫器跟蹤士兵的室內(nèi)活動。因為超音速系統(tǒng)容易受到武器開火的干擾,所以精確度較差。"超音速不像UWB跟蹤得那樣精確,在炮火聲中,超音速標簽就失去了作用,因為開炮產(chǎn)生的噪聲分貝太高。影響了超音速標簽的正常工作。" Wagner如是說。超音速也不能穿過墻壁,但是UWB卻可以。
起初,DSCI打算獨自開發(fā)他們的UWB系統(tǒng),但是市場調(diào)查表明UWB的供貨商,特別是Ubisense已經(jīng)進一步開發(fā)了該系統(tǒng)。Wagner解釋說,"與已經(jīng)建立了完善的生產(chǎn)線的廠家合作,可以更好地實施我們的解決方案。"
在安裝該系統(tǒng)以前,Ubisense工程師們開展了對MOUT 處RF頻譜的分析工作,判斷現(xiàn)場的其他無線電設(shè)備對Ubisense傳感器帶來的可能干擾。系統(tǒng)一旦安裝以后,還需要解決另一個問題。DSCI 已經(jīng)提高了標簽信號的強度,使其可以穿過MOUT建筑物的混凝土墻面,但是這樣又引起了多徑傳輸干擾問題。例如,同一時刻不止一個讀寫器讀取同一個標簽信息,或者一個讀寫器同時讀取多個標簽信息,這就引起了沖突問題。為了解決這一問題,Ubisense的工程師們調(diào)整了Ubisensors內(nèi)部RF濾波器的濾波性能。濾波器使用算法來確定哪些信號是給定標簽的信號。
Wagner說,總之,對DSCI 來說Ubisense系統(tǒng)的工作性能良好,適合軍事訓練中追蹤士兵的需要。自從先進的UWB技術(shù)獲得美國聯(lián)邦通信委員會( U.S. Federal Communications Commission (FCC))批準以后,DSCI成了Ubisense的60個客戶之一。
Ubisense 的市場營銷部副部長Jay Cadman 說,"客戶對我們產(chǎn)品的要求比我們期望的要高,我們的客戶主要是采用標簽跟蹤人們的活動,這樣做的目的是幫助他們改善關(guān)于人的業(yè)務(wù)的運作。"這一系統(tǒng)正用于衛(wèi)生保健部門,例如,可以在急診室內(nèi)監(jiān)視佩帶ID徽章( 徽章內(nèi)嵌有標簽)的醫(yī)生的工作情況。Ubisense系統(tǒng)也可以用于生產(chǎn)線上監(jiān)視工人和生產(chǎn)設(shè)備工作情況。
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