1系統(tǒng)概述
基于RFID人員跟蹤定位管理系統(tǒng)是集RFID識(shí)別技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件、信息采集處理、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊等技術(shù)綜合應(yīng)用為一體的自動(dòng)識(shí)別信息技術(shù)產(chǎn)品。該產(chǎn)品通過(guò)對(duì)電子標(biāo)簽遠(yuǎn)距離非接觸式識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的定位監(jiān)測(cè)，集成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、地理信息技術(shù)、嵌入式微處理器等技術(shù)。每個(gè)人員的具體位置、移動(dòng)路線都可以通過(guò)控制室的電腦或顯示屏直觀的顯示出來(lái)。所有的數(shù)據(jù)被長(zhǎng)期保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，并且可以進(jìn)行每個(gè)人員移動(dòng)路徑的回放，通過(guò)局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)連接，管理人員可以在任何一個(gè)能夠登錄聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上看到這些信息。
基于RFID的人員跟蹤定位管理系統(tǒng)涉及計(jì)算機(jī)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、電子電路、電源、數(shù)字通訊、無(wú)線識(shí)別技術(shù)等方面。因此在設(shè)計(jì)方案時(shí)，除了考慮其功能外，在穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾能力、容錯(cuò)能力及異常保護(hù)等方面也要進(jìn)行充分考慮。項(xiàng)目方案利用高速以太網(wǎng)（如果客戶已有現(xiàn)成的網(wǎng)絡(luò)，要利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)）加現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)作為主傳輸平臺(tái)，開發(fā)相應(yīng)的讀寫器、天線等設(shè)備與系統(tǒng)掛接，通過(guò)讀寫器及人員定位管理軟件與主系統(tǒng)以標(biāo)準(zhǔn)的專用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行后臺(tái)數(shù)據(jù)交換從而實(shí)現(xiàn)人員的跟蹤定位和管理。
2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
1） 實(shí)現(xiàn)人員進(jìn)出的有效識(shí)別和檢測(cè)監(jiān)控，是管理系統(tǒng)充分體現(xiàn)“人性化、信息化、和高度自動(dòng)化” ，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理
2） 為管理人員提供人員進(jìn)出限制、人員定位、檢測(cè)監(jiān)控等管理信息
3) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性、可擴(kuò)容性、易維護(hù)性和易操作性
4) 輕松聯(lián)網(wǎng)，B/S結(jié)構(gòu)，輕松實(shí)現(xiàn)多地域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控
2.2 運(yùn)行設(shè)備配置要求
讀寫器采用2,4G遠(yuǎn)距離讀寫器，技術(shù)指標(biāo)為：
可讀寫標(biāo)簽 本公司人員定位用的2.4G電子標(biāo)簽;
工作頻率 2.4—-2.45GHz;
工作方式 主動(dòng)上傳讀到卡的信息;
輸出功率 27—35dBm(在27—35dBm之間可調(diào));
讀卡距離 50---80m（最遠(yuǎn)80m,需另配置天線）;
讀卡速度 100張/秒;
安全機(jī)制 能夠?qū)﹄娮訕?biāo)簽進(jìn)行合法性檢驗(yàn);
讀卡方式 主動(dòng)接收卡的信號(hào);
一次性讀卡數(shù) 具防沖撞檢測(cè)功能，一次成批讀取100張/秒;
通訊接口 TCP/IP;
工作溫度 -20℃～+70℃;
天線數(shù)目 1個(gè);
功耗 平均功率 ≤ 12W;
供電 配有 220V交流輸入+12V/1A直流電輸出的電源變換器。
2.3 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)
開發(fā)基于RFID的人員跟蹤定位管理系統(tǒng)，對(duì)進(jìn)出人員進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)與定位，隨時(shí)掌握人員的位置以及活動(dòng)軌跡。
2.4 系統(tǒng)功能特點(diǎn)
1）RFID遠(yuǎn)距離識(shí)別技術(shù)
系統(tǒng)采用RFID 2.4G遠(yuǎn)距離技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別50m米范圍的人員標(biāo)簽卡。
2）即時(shí)定位
整套系統(tǒng)控制流和數(shù)據(jù)流不用輪巡，多個(gè)遠(yuǎn)距離讀頭數(shù)據(jù)刷新以毫秒來(lái)計(jì)算，在遠(yuǎn)距離讀卡器自動(dòng)識(shí)別有效覆蓋范圍內(nèi)，上位機(jī)軟件真正做到“所見即所得”，即時(shí)讀取和上傳人員位置信息，沒(méi)有時(shí)間延時(shí)，真正做到定位時(shí)間精確到秒。
3）靈活的權(quán)限管理
不同權(quán)限的人員登錄進(jìn)入系統(tǒng)后，可以進(jìn)行不同的操作。
4）信息多點(diǎn)共享
系統(tǒng)中心站及網(wǎng)絡(luò)終端可以局域網(wǎng)方式聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，使網(wǎng)上所有終端在使用權(quán)限范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息多點(diǎn)共享，供多個(gè)部門及領(lǐng)導(dǎo)同時(shí)在不同地點(diǎn)共享監(jiān)測(cè)信息。
5）在地圖上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示人員的位置，而且顯示樣式豐富多樣、形象直觀
不同職務(wù)的人員在地圖上以不同的顏色的人物圖片來(lái)表示這樣看起來(lái)就非常形象和直觀，確實(shí)體現(xiàn)了地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)。
6）監(jiān)測(cè)圖靜態(tài)和動(dòng)態(tài)編輯
監(jiān)測(cè)圖頁(yè)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)編輯作圖對(duì)用戶開放，支持多種圖形格式，鼠標(biāo)和鍵盤均可操作，全面支持實(shí)時(shí)多任務(wù)。在系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的同時(shí)，系統(tǒng)可以進(jìn)行記錄、顯示、查詢、編輯、網(wǎng)絡(luò)通信等。
7）人員分布情況數(shù)據(jù)隨地圖的縮放自動(dòng)調(diào)整
當(dāng)?shù)貓D縮小到一定程度時(shí)，只顯示各個(gè)區(qū)域以及各個(gè)基站的總?cè)藬?shù)，當(dāng)?shù)貓D放大到一定程度后，才具體顯示出每個(gè)人。
8）地圖與人員檔案的雙向查詢
在地圖中看到某個(gè)人后，可以在這個(gè)人（代表人員的小圖片）上輕輕一點(diǎn)就可以看到這個(gè)人的詳細(xì)情況（姓名、職務(wù)、照片等），也可以根據(jù)人員的姓名、卡號(hào)等查找到某個(gè)人，然后在地圖中自動(dòng)定位到這個(gè)人，從而了解到這個(gè)人在的具體位置。
3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
3.1 設(shè)計(jì)方案
圖3.1 基于RFID的人員跟蹤定位管理系統(tǒng)模型圖
圖3.2 基于RFID的人員跟蹤定位管理系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖
基于RFID的人員定位管理系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)管理平臺(tái)部分、遠(yuǎn)距離讀寫器、遠(yuǎn)距離電子標(biāo)簽卡組和數(shù)據(jù)傳輸總線組成。當(dāng)佩帶標(biāo)簽卡的人員進(jìn)入遠(yuǎn)距離讀寫器定位區(qū)域后，讀寫器讀取電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)，經(jīng)讀寫器處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)控制系統(tǒng)。通過(guò)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)就可以隨時(shí)知道這個(gè)佩帶了電子標(biāo)簽的人員這個(gè)時(shí)刻在哪個(gè)位置。本系統(tǒng)遵循“統(tǒng)一發(fā)卡、統(tǒng)一裝備、統(tǒng)一管理的原則” ，按照人員“一人一卡制” ，具體方案如下：
（1）根據(jù)客戶的需求，在每一個(gè)需要定位的房間內(nèi)，或需要定位的某個(gè)室外區(qū)域的中心位置處，（例如電線桿上，或離地面有一定高度的其他建筑物上），隱蔽的安裝一個(gè)讀寫器，根據(jù)對(duì)應(yīng)的位置編號(hào)來(lái)確定讀寫器都有所在區(qū)域，在整個(gè)控制范圍內(nèi)利用交換機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，組建一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)（這個(gè)網(wǎng)絡(luò)一般可以覆蓋幾公里的范圍），并通過(guò)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)把讀寫器及其終端設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)控制中心。讀寫器采集它所控制區(qū)域內(nèi)的人員編碼信號(hào)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到計(jì)算機(jī)控制中心，最后把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到后到的數(shù)據(jù)庫(kù)中。
（2）客戶向相關(guān)人員發(fā)放電子標(biāo)簽卡，每個(gè)人一個(gè)電子標(biāo)簽卡，電子標(biāo)簽卡中包含個(gè)人的姓名、年齡、性別、部門、位置、時(shí)間等信息，并且把這些信息登陸到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
（3）客戶對(duì)該電子標(biāo)簽卡進(jìn)行授權(quán)后立即生效。授權(quán)范圍包括該人員準(zhǔn)許進(jìn)入的區(qū)域，為了防止人員進(jìn)入非法的區(qū)域，系統(tǒng)設(shè)置該卡的準(zhǔn)許進(jìn)入的區(qū)域和時(shí)效及卡的失效、報(bào)失等。
（4）當(dāng)帶有電子標(biāo)簽經(jīng)過(guò)某個(gè)讀寫器的讀寫范圍內(nèi)時(shí)，讀寫器采集佩戴標(biāo)簽人員的人員信息（人員的姓名、位置和經(jīng)過(guò)此位置的時(shí)間），通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)控制中心，如果在以后的時(shí)間里，其他的讀寫器沒(méi)有讀到此電子標(biāo)簽的信息，我們可以判斷人員的位置范圍。如果他繼續(xù)前行，我們可以從其他讀寫器中讀取該人員的位置并可以得到他的行進(jìn)軌跡，通過(guò)合理布局讀寫器，可以對(duì)人員進(jìn)行跟蹤和定位。
（5） 為了防止人和卡的不匹配或者一個(gè)人帶有多張卡的情況（這種情況就失去了跟蹤定位的意義），在讀寫器讀到卡的同時(shí)，用攝像頭拍下該人員的照片，以方便確認(rèn)人卡的匹配。
（6） 當(dāng)持卡人員進(jìn)入非法區(qū)域時(shí)，在控制中心進(jìn)行報(bào)警，提示管理者采取相應(yīng)的措施。
（7） 計(jì)算機(jī)控制中心通過(guò)GIS把讀寫器采集到的位置信息實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的在地圖上顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)地圖和人員檔案的雙向查詢，在地圖中看到某個(gè)人后，可以在這個(gè)人（代表人員的小圖片）上輕輕一點(diǎn)就可以看到這個(gè)人的詳細(xì)情況（姓名、職務(wù)、照片，出勤情況等），也可以根據(jù)人員的姓名、卡號(hào)等查找到某個(gè)人，然后在地圖中自動(dòng)定位到這個(gè)人，從而了解到這個(gè)人在的具體位置。
（8）系統(tǒng)中心站及網(wǎng)絡(luò)終端以局域網(wǎng)方式聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，網(wǎng)上所有終端在使用權(quán)限范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息多點(diǎn)共享，供多個(gè)部門及領(lǐng)導(dǎo)同時(shí)在不同地點(diǎn)共享監(jiān)測(cè)信息。
（9）所有的數(shù)據(jù)被長(zhǎng)期保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以通過(guò)人員的姓名、部門等查詢?nèi)藛T以前的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)人員路徑的回放。
4 功能擴(kuò)展
為了滿足不同客戶的特殊需求，建議對(duì)人員定位管理系統(tǒng)進(jìn)行一些功能上的擴(kuò)展。
1）與現(xiàn)有的視頻門禁系統(tǒng)聯(lián)合
在一些重點(diǎn)的控制區(qū)域，與現(xiàn)有的視頻門禁系統(tǒng)聯(lián)合，當(dāng)非授權(quán)人員進(jìn)入到非法區(qū)域時(shí)告警，并且用攝像頭拍下此人照片。
2）擴(kuò)展拆卸告警
3）擴(kuò)展傳感器
