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RFID人员定位管理系统

2018年11月07日

  一、 需求背景

  对于大型企业工业园或者工厂,对来访人员、工作人员、参观人员进行定位追踪管理,系统可以随时获取24小时内该人员的行走路线,可以方便做出相应的措施,园区分为室外管理和室内管理,要求设备安装尽量便捷。

  二、 使用流程

  1. 发卡人员

  如图 1所示,工业园的工作证、来访证、参观证等证件都需要更换,通过系统发卡器重新进行身份绑定,并要求工作人员、来访人员、参观人员随身携带,证件不可随便借与他人。

图1 工作证、来访证、参观证

  2. 定位追踪

  当企业管理人员需要查看某一位员工24小时内的行动轨迹时,可以通过系统进行定位查询,工业园内的重点监控路段、办公大楼、工程机械馆是重点监控的地方。

  3. 人员分布概况

  企业管理人员可以通过定位管理系统查看每个监控点的大概人数,以此判断人员的流动趋势。定位管理系统通过红点的方式布局,形象地进行体现。

  4. 人员卡回收

  当工作人员离职时,管理人员通过系统对证件进行回收处理,可重复使用;当证件丢失时,可通过系统对证件进行园区搜索定位,确认遗失时通过系统对证件进行挂失处理。

  三、 室外定位

  1. 应用布局图

图2 室外系统布局图(局部)

  如图2所示,为工业园的一个局部图,图中总共有20个跨,每个跨之间的距离为40米左右,为了定位更加精准,可以在每个跨顶部安装摄像头的位置安装一个接收基站。每人佩戴一张人员卡,当接近接收基站时,系统即可以识别到,效果如图中的三角形所示,可以看出在14跨和15跨的位置人员比较密集。

  另外管理人员可以输入需要搜索的人员ID号,如图中的“搜索对象”,系统即可反映出24小时内该目标的行动轨迹,可看出图中的目标经过1~5跨后,直接跳到20跨,可能中途跑开,存在一定的嫌疑。

  每个接收基站只需要220V供电即可,所以选择安装的位置一般是:路灯、电线杆、全球眼杆、视频录像旁边。

  2. 系统拓扑图

图3 室外人员定位拓扑图

  如图3所示,人员卡在离接收基站20~30米的范围内时,可被接收基站读取到。人员卡每3秒发送一次数据,若由于人员过多同时通过某一接收基站而产生漏读情况时,可在下个3秒或下个基站被系统识别到。

  基站与基站之间的距离为100米以内,通过无线的方式进行组网通讯,最后将信息汇总给到主机,建议一个主机下带10个基站。主机通过无线3G的方式与数据库对接,主要考虑室外安装方便。

  发卡器通过USB接口与电脑连接,可对人员卡进行发卡、回收、挂失等操作,将人员信息与人员卡ID号进行绑定。

  四、 室内定位

  1. 应用布局图

图4 办公楼系统布局图(局部)

  如图4所示,对于办公楼或是工程机械馆的定位管理,主要是针对每个楼梯口的出口进行定位,每个楼梯口的通道顶部装一个接收器,人员经过楼梯口时,楼梯口处的接收器即可读到人员卡,如图中的红色三角形,可以看出接收器1号和2号各有1人,接收器3号有2人。

  另外管理人员可以输入需要搜索的人员ID号,如图中的“搜索对象”,系统即可反映出24小时内该目标的行动轨迹,可看出图中的目标对象从一楼移动到五楼。

  每个接收器只需要220V供电即可,安装在天花板上,位置选择在楼梯出口处或重点监控点处。

  2. 系统拓扑图

图5 办公室定位拓扑图

  如图5所示,当人员离接收器的距离在5~8米的范围内时,可被接收器接收到,接收器之间的距离为20米左右,接收器之间通过无线通讯的技术进行传输,最后接收器将信号传输给主机,一个主机下建议带10个接收器以内,主机再通过TCP/IP的方式与数据库对接。

  人员卡的使用时间为1年,电池采用可更换的方式,没电时系统上可显示提醒。

  五、 产品介绍

  1. 人员卡

图6 人员卡效果图

  工作人员、参观人员、拜访人员都要随身携带一张人员卡,效果图如图6所示,人员卡采用纽扣锂电池供电,使用时间为1年左右,当电量低时,系统会有相应的提醒,方便提醒更换。考虑到与高频13.56M的门禁系统相结合,人员卡里内部放一张无源标签,具体特性如表格1所示。

  表格1 人员卡特性

  2. 接收基站

图7 接收基站安装图及案例实施安装现场

  接收基站具有自组网的功能,考虑到工业园室外不方便布线的情况,系统设计将所有的基站进行联网,基于现场环境,建议室外基站的安装距离为100米以内,达到定位精准的效果。人员卡在离基站20~30米内时,可被读取到。

  单个基站不仅可以与相邻的基站通讯,还可以与间隔的基站进行通讯,这样设计的好处是为了使系统工作更加安全稳定,在某一基站不能工作的情况下(如断电了),系统会自动跳转到与下个基站进行通讯,从而保障了系统能够正常工作。

  另外发生故障的基站,系统会主动发出告警信息,方便工作人员及时做出维修处理。接收基站特性如表格2所示。

  表格2 接收基站特性

  3. 接收器

图8 接收器示意图

  接收器主要用于办公楼及工程机械馆,主要安装在楼梯出口的走廊顶,与接收基站的区别是,基站安装于室外,接收器安装于室内。人员卡在离接收器5~8米内时,可被接收器读取到,其它功能与基站相同,接收器的示意图 8所示,特性如表格3所示。

  表格3 主机特性

  4. 室外主机

图9 室外主机及案例实施测试现场

  室外主机的功能是把局域网的所有基站的数据进行收集,并发给服务器,单个主机连接基站的数量建议不超过10个,室外主机的特性如表格4所示。

  表格4 室外主机特性

  5. 室内主机

图10 室内主机三视图

  室内主机的功能与室外主机的区别是,室内主机安装于室内,不防水,安装于路由器或电脑旁,通过TCP/IP进行通讯,其它功能与室外主机相同。室内主机的特性如表格4所示。

  表格5 室内主机特性

  6. 信号放大器

图11 信号放大器

  如图 11中所示,放大器的目的是为了增加信号覆盖范围,若基站或接收器之间有阻挡或距离太远,主机即很有可能接收不到人员卡的信息,此时可以将信号发给放大器作为中转,放大器再将信号发给主机做处理,放大器的特性如表格6所示。

  表格6 放大器特性

  7. 发卡器

图12 发卡器三视图

  发卡器采用USB接口连接电脑,发卡器是对人员卡中的有源卡进行操作,可以实现发卡、回收、挂失等功能,连接系统绑定人员信息与人员卡的ID信息。外观如图 9所示,具体功能说明如表格7所示。

  表格7 发卡器参数

  六、 系统优势

  1. 读写距离远

  有源人员卡读写的距离远远大于普通人员卡,系统会控制在20~30m范围的区域对人员进行监控定位,保证准确性,这样在对人员进行监控管理时,可以快速定位到人员的行动轨迹。

  2. 无死角识别

  由于人员卡的无线信号是以球面波的方式发送出去,这样对随身携带的人员卡的佩戴位置没有特别的要求,充分降低死角不能识别的情况,使定位更加精准。

  3. 辐射影响小

  无源人员卡工作时需要主机提供能量,所以对主机的无线信号发射功率相对要求较高,当无线信号功率达到一定值时会对人体有危害。相对无源人员卡,有源人员卡可自身提供能量,这样主机、接收基站、接收器和人员卡的发射功率可以做得比较小,相当于手机的1/10,对人体基本没有危害。

  4. 自组网功能

  接收基站和接收器本身具有自组网功能,不必另外布网线,另外也无需布GPRS网络,因为GPRS网络每月都要上交基本话费,费用比较高。利用无线网络自组网功能,更加稳定的同时,一次性投入,大大节省了费用。

  5. 工作时间长

  有源人员卡用到的是低数据量、低功耗的无线技术,休眠功耗为uA级别,这样有源标签可以长时间工作,工作时间可以长达1年,电池采取可更换钮扣锂电池,方便更换。

  七、 设备清单

  根据系统设计,统计所用到的设备清单如下,具体设备清单需要双方再沟通落实确认。初步设备清单如表格8所示。

  表格8 初步设备清单

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