1系統(tǒng)概述
基于RFID人員跟蹤定位管理系統(tǒng)是集RFID識別技術(shù)、計算機(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)用為一體的自動識別信息技術(shù)產(chǎn)品。該產(chǎn)品通過對電子標(biāo)簽遠(yuǎn)距離非接觸式識別，實現(xiàn)對人員的定位監(jiān)測，集成了計算機(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)。每個人員的具體位置、移動路線都可以通過控制室的電腦或顯示屏直觀的顯示出來。所有的數(shù)據(jù)被長期保存在數(shù)據(jù)庫中，并且可以進(jìn)行每個人員移動路徑的回放，通過局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)連接，管理人員可以在任何一個能夠登錄聯(lián)網(wǎng)的計算機(jī)上看到這些信息。
基于RFID的人員跟蹤定位管理系統(tǒng)涉及計算機(jī)軟件、數(shù)據(jù)庫、電子電路、電源、數(shù)字通訊、無線識別技術(shù)等方面。因此在設(shè)計方案時，除了考慮其功能外，在穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾能力、容錯能力及異常保護(hù)等方面也要進(jìn)行充分考慮。項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)場總線系統(tǒng)作為主傳輸平臺，開發(fā)相應(yīng)的讀寫器、天線等設(shè)備與系統(tǒng)掛接，通過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)庫進(jìn)行后臺數(shù)據(jù)交換從而實現(xiàn)人員的跟蹤定位和管理。
2.1 系統(tǒng)設(shè)計原則
1） 實現(xiàn)人員進(jìn)出的有效識別和檢測監(jiān)控，是管理系統(tǒng)充分體現(xiàn)“人性化、信息化、和高度自動化” ，實現(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、檢測監(jiān)控等管理信息
3) 系統(tǒng)設(shè)計的安全性、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;
讀卡方式 主動接收卡的信號;
一次性讀卡數(shù) 具防沖撞檢測功能，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;
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)，對進(jìn)出人員進(jìn)行實時跟蹤監(jiān)測與定位，隨時掌握人員的位置以及活動軌跡。
2.4 系統(tǒng)功能特點
1）RFID遠(yuǎn)距離識別技術(shù)
系統(tǒng)采用RFID 2.4G遠(yuǎn)距離技術(shù)，自動識別50m米范圍的人員標(biāo)簽卡。
2）即時定位
整套系統(tǒng)控制流和數(shù)據(jù)流不用輪巡，多個遠(yuǎn)距離讀頭數(shù)據(jù)刷新以毫秒來計算，在遠(yuǎn)距離讀卡器自動識別有效覆蓋范圍內(nèi)，上位機(jī)軟件真正做到“所見即所得”，即時讀取和上傳人員位置信息，沒有時間延時，真正做到定位時間精確到秒。
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)實現(xiàn)信息多點共享，供多個部門及領(lǐng)導(dǎo)同時在不同地點共享監(jiān)測信息。
5）在地圖上實時動態(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表示這樣看起來就非常形象和直觀，確實體現(xiàn)了地理信息系統(tǒng)的特點。
6）監(jiān)測圖靜態(tài)和動態(tài)編輯
監(jiān)測圖頁靜態(tài)和動態(tài)編輯作圖對用戶開放，支持多種圖形格式，鼠標(biāo)和鍵盤均可操作，全面支持實時多任務(wù)。在系統(tǒng)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集的同時，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)隨地圖的縮放自動調(diào)整
當(dāng)?shù)貓D縮小到一定程度時，只顯示各個區(qū)域以及各個基站的總?cè)藬?shù)，當(dāng)?shù)貓D放大到一定程度后，才具體顯示出每個人。
8）地圖與人員檔案的雙向查詢
在地圖中看到某個人后，可以在這個人（代表人員的小圖片）上輕輕一點就可以看到這個人的詳細(xì)情況（姓名、職務(wù)、照片等），也可以根據(jù)人員的姓名、卡號等查找到某個人，然后在地圖中自動定位到這個人，從而了解到這個人在的具體位置。
3 系統(tǒng)設(shè)計方案
3.1 設(shè)計方案
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_控制系統(tǒng)。通過數(shù)據(jù)管理平臺就可以隨時知道這個佩帶了電子標(biāo)簽的人員這個時刻在哪個位置。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，在每一個需要定位的房間內(nèi)，或需要定位的某個室外區(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），隱蔽的安裝一個讀寫器，根據(jù)對應(yīng)的位置編號來確定讀寫器都有所在區(qū)域，在整個控制范圍內(nèi)利用交換機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，組建一個局域網(wǎng)絡(luò)（這個網(wǎng)絡(luò)一般可以覆蓋幾公里的范圍），并通過這個網(wǎng)絡(luò)把讀寫器及其終端設(shè)備連接到計算機(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，并通過網(wǎng)絡(luò)傳送到計算機(jī)控制中心，最后把數(shù)據(jù)存儲到后到的數(shù)據(jù)庫中。
（2）客戶向相關(guān)人員發(fā)放電子標(biāo)簽卡，每個人一個電子標(biāo)簽卡，電子標(biāo)簽卡中包含個人的姓名、年齡、性別、部門、位置、時間等信息，并且把這些信息登陸到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。
（3）客戶對該電子標(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)域和時效及卡的失效、報失等。
（4）當(dāng)帶有電子標(biāo)簽經(jīng)過某個讀寫器的讀寫范圍內(nèi)時，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)過此位置的時間），通過網(wǎng)絡(luò)把信息傳輸?shù)接嬎銠C(jī)控制中心，如果在以后的時間里，其他的讀寫器沒有讀到此電子標(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，通過合理布局讀寫器，可以對人員進(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，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，在控制中心進(jìn)行報警，提示管理者采取相應(yīng)的措施。
（7） 計算機(jī)控制中心通過GIS把讀寫器采集到的位置信息實時動態(tài)的在地圖上顯示出來，實現(xiàn)地圖和人員檔案的雙向查詢，在地圖中看到某個人后，可以在這個人（代表人員的小圖片）上輕輕一點就可以看到這個人的詳細(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、卡號等查找到某個人，然后在地圖中自動定位到這個人，從而了解到這個人在的具體位置。
（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)實現(xiàn)信息多點共享，供多個部門及領(lǐng)導(dǎo)同時在不同地點共享監(jiān)測信息。
（9）所有的數(shù)據(jù)被長期保存在數(shù)據(jù)庫中，可以通過人員的姓名、部門等查詢?nèi)藛T以前的數(shù)據(jù)信息，實現(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
