RFID人員定位方案
RFID人員定位方案
目錄
一、 項目背景2
二、 系統功能介紹2
1、人員區域實時定位 2
2、區域人員統計及電子點名 2
3、人員查找 2
4、消失告警 3
5、越界、離開報警 3
6、滯留時間過長告警 3
7、軌跡回放 3
8、視頻聯動 3
9、視頻追蹤 3
10、人員臨時授權 3
11、電子標簽故障報警 4
12、電子標簽低電量報警 4
13、電子巡更 4
三、 設計方案4
1、設計原則 4
2、 系統架構 4
3、硬件部分-設備的原理及應用 6
第一層Zigbee網絡:電子標簽 8
第二層Zigbee網絡:125K激活器&無線路由節點&定向讀卡器——數據采集器 8
第三層Zigbee網絡:數據采集器——總控平臺 8
室內設備組網模式 9
四、 基站系統設計及醫院等處設備部署9
4.1定位基站設計原則 9
4.2景區定位基站設計方案 10
五、設備技術參數11
1.創羿CY-RAT-105 按鍵卡式電子標簽 11
2.創羿CY-WRT-200無線路由節點 13
3.創羿CY-RZGG-125 激活器 15
4.創羿CY-SFP-520數據采集器系列 16
一、項目背景
吳承恩故居,是明代杰出的文學家、世界文化名人、《西游記》作者吳承恩的故居,坐落在江蘇省淮安市淮安區河下古鎮的打銅巷巷尾,為國家AAAA級旅游景區。
故居地處淮安城西北部,背靠里運河,為古樸典雅的青磚小院,內有書房等建筑。吳承恩故居是淮安市著名的旅游景點,每年接待著成千上萬的海內外游客。
景區由于人員較多,管理方面存在一定難度,很容易產生管理漏洞,引發不必要的管理難題;為了能有效的管理景區人員,需要實時了解目標的位置信息,并且當目標物體(例如工作人員)遇到險情時也可及時向中心發送求助報警信號。本系統以國際標準的ZigBee(紫蜂)加上125K無線通信技術為基礎,有效整合了以太網、無源RFID等技術,并可針對行業應用的特殊需求做出適當的調整。可幫助上述單位提高管理效率及力度,實現管理系統信息化與電子化。
二、系統功能介紹
1、人員區域實時定位
能夠實時定位佩帶定位標簽的人員所在區域,并顯示在監控端地圖上。
2、區域人員統計及電子點名
統計各區域考勤人數及實到人數,以及特定區域內實到人數,與應到人數對比,確定人員是否到齊。并顯示缺席人員的姓名。
3、人員查找
在監控端程序可輸入人名或標簽號查找指定人員位置當前所處位置,并同時彈出人員所在位置的視頻。
4、消失告警
可重點監控某些標簽,當這些標簽離開指定區域或清失時系統發現相應的告警。
5、越界、離開報警
某些區域屬于重要區,未經允許的人員進入將產生報警信息 。也可以在某些區域設定某些人員在規定的時間內不準離開,如果離開或消失系統告警。
6、滯留時間過長告警
某些特定區域,被定位人員進入這些區域不能超過規定時間,超過規定時間系統告警。
7、軌跡回放
系統平臺可查詢任意標簽指定時間段的移動軌跡;例如:指定時間段內某個標簽去過的區域,系統平臺會生成相應的歷史軌跡,管理人員可以實時查看相關信息。
8、視頻聯動
選擇配有電子標簽的人員進行視頻聯動,電子標簽標簽結合RFID設備進行定位,將定位所在的視頻畫面顯示出來。當佩戴有電子標簽的人員進入到某層或某個重要通道口時,讀寫器讀到標簽信號后,可以與視頻進行聯動,切換視頻界面。
9、視頻追蹤
系統平臺可以對基站信號讀取范圍內任意標簽進行定位視頻追蹤;假如,樓層有三層,每層樓梯口有安裝一個攝像頭,分別是A、B、C,當佩戴標簽的人員從三樓到達一樓時,分別經過三個攝像頭的位置,該人員到達二樓和一樓時,視頻畫面根據人員定位坐標及算法,自動切換視頻畫面。因此,標簽到哪里,視頻就會切換到哪里,做到真正意義上的視頻追蹤。
10、人員臨時授權
當某個人員需要暫時進入重要區域或要離開時,可在系統進行臨時授權,在規定時間內允許其進入重要區域或離開工作區而不會產生報警。
11、電子標簽故障報警
電子標簽的故障,佩戴在人員手上的腕帶被破壞或被拆除;
佩戴在人員手上的腕帶未被授權的情況下摘下系統都會提示告警;無論是剪斷,還是正常拆除,系統都會有告警。當腕帶的電池電壓過低時系統也會提示,此時需要盡快更換電池。
12、電子標簽低電量報警
可以在系統中設置標簽電量最低界限,一旦標簽電量低于這個界限將會發出報警信息,及時充電或更換電池。
13、電子巡更
系統平臺可以按時間段安排巡邏人員到指定地點巡邏,如果指定時間內人員沒到指定巡邏地點,系統就會產生告警信息。并把每天巡邏日志存儲在案,方便日后查詢。
三、設計方案
1、設計原則
² 實現人員的有效識別,使系統管理體現“人性化、信息化和高度自動化”
² 為景區提供考勤作業、人員進出限制等多方面的信息查詢
² 實時報警,通過該系統立刻可以知道各種實時報警信息,保證景區安全工作的高效運作
² 系統設計的安全性、可擴容性、易維護性和易操作性
² 定位符合FCC第15部分規定
² 標簽對人體輻射滿足政府要求
2、系統架構

人定位定位系統主要由以下五部分構成:
(1)人員定終端:包括人員佩戴的電子腕帶、胸卡或腰掛標簽。定位終端對外不間斷散發定位數據。
(2)定位器+定位基站:接收人員定位終端廣播出來的數據,將數據通過網絡平臺轉發給數據采集器。同時定位基站還可進行數據視頻、定位等多種業務的融合,多種應用使用同一平臺傳輸,互相不受干擾和影響。
(3)定位主機:接收定位基站傳回的數據,通過場強定位等算法,計算標簽所處位置,并將位置信息,傳送給定位管理系統。
(4)定位管理系統:用于處理定位主機傳來的位置信息,并將定位終端位置顯示在平面圖上。同時定位管理系統還可用于對定位終端的管理、追蹤、告警等。
(5)集成第三方系統:可將定位管理系統所收到的定位數據,與監管場所現有的視頻監控系統、廣播系統等系統進行整合,從而實現更加豐富的功能。
3、硬件部分-設備的原理及應用
3.1系統拓撲圖
設備部分采用的是2.4GHz ZigBee組網技術,整個系統拓撲圖如圖系統拓撲圖所示。

系統拓撲圖
3.2設備原理介紹
3.21 無線路由節點
無線路由節點主要用于室內房間、走廊、樓梯、電梯等區域的人員定位,可對房間或室內大區域的人員標簽進行實時監控,根據各個無線路由節點掃描到標簽的衰減值,并利用多點定位的計算方式,可判斷人員處于的實時位置。無線路由節點讀取到標簽信息后,會通過有線方式傳輸給數據采集器,在讀取標簽的具體應用中,信號強度和識別距離具有非常突出的特性。產品有效識別距離0-200米。
3.21 125K激活器
125K激活器主要用于室內房間、走廊、樓梯、電梯等區域的人員定位,可對房間或室內區域的人員標簽進行實時監控,根據各個125K激活器掃描到標簽數據,可直接判斷人員處于的實時位置。125K激活器讀取到標簽信息后,會通過無線方式傳輸給無線路由節點,無線路由節點會通過有線方式傳輸給數據采集器,在讀取標簽的具體應用中,信號強度和識別距離具有非常突出的特性。產品有效識別距離0-3米。
3.22數據采集器
用來收集定向讀卡器和無線路由節點的數據,然后通過有線傳輸給系統終端。通常4-6臺的定向讀卡器和無線路由節點用一臺數據采集器。同時,數據采集器還提供485/232/網口等多種接口,方便用戶選擇。如圖數據采集器收取數據的形式所示。

數據采集器收取數據的形式
3.3設備具體配置
² 室內設備配置
第一層Zigbee網絡:電子標簽
第二層Zigbee網絡:125K激活器&無線路由節點&定向讀卡器——數據采集器
第三層Zigbee網絡:數據采集器——總控平臺

室內設備組網模式
四、基站系統設計及醫院等處設備部署
4.1定位基站設計原則
由于定位基站采用無線傳輸的技術,定位原理是基于三點定位算法。定位基站的覆蓋距離室外100米,室內30-50米(這是在無遮擋空曠地帶的值,如果有遮擋物,范圍降低)。因此無論是在室內還是室外,只要在定位信號覆蓋區域內,標簽同時被3個基站覆蓋,即可實現精確定位。
定位基站部署原則
n 基站主要用于接收定位標簽廣播出來的數據,并將數據傳給定位引擎。
n 基站可以部署在任何需要進行定位覆蓋的區域,空曠區域內基站與標簽的最大通訊距離是100米左右,室內環境中,由于格局等各種因素的影響,一般距離在10-50米左右。
n 對于定位系統的基站部署時,原則是每個病房內安裝一個無線路由節點,一個125K激活器;在范圍較大的房間安裝2-3個無線路由節點,2-4個125K激活器,4-6個無線路由節點配一個數據采集器。
n 根據精神病醫院的的平面圖,并根據以往定位基站的部署經驗,具體的部署情況的如精神病醫院定位基站設計方案所示,所有腕帶及醫用標簽無需IP地址,使用網絡底層協議與定位基站進行通訊,占用定位基站資源極少。標簽發送的定位數據包僅為400Bit左右,1Mbps的帶寬僅需要0.4豪秒即可完成定位數據包發送。每個基站可以帶150個標簽計算。每個標簽的數據僅為400bit左右,每個基站最大可帶標簽數量為200個。
4.2景區定位基站設計方案
景區整體部署:無線路由節點(防水)7臺,125K激活器35臺、數據采集器2臺,具體部署形式如圖:


五、設備技術參數
1.創羿CY-RAT-105 按鍵卡式電子標簽

產品介紹
按鍵卡式電子標簽(CY-RAT-105)是用于監獄、看守所、勞教所、戒毒所、公安局辦案區、法院、精神病院、工廠、養老院、醫院、學校等,面向的被管理人員和考勤業務系統。
材質:PVC材質,設計簡潔、線條流暢。
特點:該產品具有超低功耗,使用壽命長,對人體安全、健康,無電磁輻射污染,使用更安全等突出特點。在卡式標簽上設計有按鍵,可一鍵報警,當按鍵報警后,提高了提示報警效率。可以做成雙頻人員定位卡,雙頻卡可以精準人員定位范圍。
組網設備:配合無線路由節點、定向讀卡器及125K激活器對人員進行3D、2D定位、1D測距以及區域存在檢測,系統包含硬件定位設備、定位應用軟件、并提供SDK二次開發服務,以及綜合業務軟件定制。
應用:對人員實時位置追蹤、歷史軌跡、多人位置實時位置移動、視頻聯動與追蹤、人員熱點分析、智能報警(剪斷報警、消失報警、低電報警、越界報警、禁區報警、出入關口報警)等管理。
產品功能
按鍵功能:人員定位、緊急呼叫、訊號傳輸、開關
產品參數
物理參數
尺 寸 : 84*54*4.5MM
安裝方式 : 卡式標簽
外殼材料: PC工程塑料,高強度
性能參數
識別距離 : 0~ 200米
識別方式 : 全向識別
工作頻段 : 雙頻2.4 GHz ~ 2.5GHz+125K或13.56MHZ (雙頻可選配)
使用壽命 :經多次、長時間測試,電池試用壽命為0.5年到1年,電池可充電
位無碼率 :10-9
功耗標準 :平均工作功率為微瓦級
通訊速率 :雙向1024Kbit/s
通信機制 :基于時分多址和碼分多址同步通信機制
安 全 性 :加密計算與安全認證,防止鏈路偵測
可 靠 性 : 防浸泡防沖擊,滿足工業環境要求
環境參數
環境特性 :工作溫度-20℃ ~60℃
工作濕度5~95%,無凝露
產品特征
工作模式
標簽采用“主動方式“進行工作。發射頻次如有需要可進行調整。標簽內部采用高能鋰電池,容量可選。標準環境下,電池提供的能量可以保證標簽連續工作0.5~1年,可以充電后反復使用。
識別距離與識別速度
該 “主動式”定位電子標簽可與公司的多款讀寫器配合工作,在具體應用中,信號強度和識別距離具有非常突出的特性。在良好的可視環境下,識別距離可以達到200米。
當用戶對最大識別距離的長短有不同要求或應用環境比較復雜時,可以選擇使用不同信號強度的讀寫器,并可通過應用軟件調節讀寫器的靈敏度來達到所需的識別距離。
通訊安全
有源電子標簽與配套的讀寫器進行通訊時,使用特殊通訊協議,對設備的合法性進行校驗,為防數據破解而研發了縝密的加密算法,確保通訊過程數據安全。
可靠工作
產品充分考慮了防雷、防水、防沖擊等工業環境應用要求;生產過程嚴格依照ISO9001質量標準進行多環節質量檢測,確保用戶拿到的產品充分滿足性能要求。
應用領域
工廠、醫院、會議人員定位系統
監獄、精神病院等行業人員實時定位監管系統
監控區域、展區、游樂場所人員實時定位系統
重要會議和活動的特殊人員安全管理系統
電信、科研、軍事、金融、體育、紡織、醫療等機構的資產監控與倉儲管理等
2.創羿CY-WRT-200無線路由節點

產品介紹
無線路由節點(型號CY-WRT-200)是用于監獄、看守所、勞教所、戒毒所、公安局辦案區、法院、精神病院、醫院、展會、游樂場、軍事物資管理、槍支管理、資產管理等。
材質:采用鋁合金金屬材質,外觀美觀,高端大氣。
特點:該產品具有超低功耗,優越抗干擾和防水、防雷設計,完全適應工業環境要求,對人體安全、健康,無電磁輻射污染,使用更安全等突出特點。
組網設備:配合各類腕帶標簽、卡式標簽、125K激活器、定向讀卡器、數據采集器對人員進行3D、2D定位、1D測距以及區域存在檢測或對物資進行出入庫管理、可視化管理、戰備倉庫管理、公安裝備庫等等。系統包含硬件定位設備、定位應用軟件、并提供SDK二次開發服務,以及綜合業務軟件定制。
產品參數
物理參數
外形尺寸 : 11.8CM*8.8CM*3.8CM
產品重量 : 500g
外殼材料 : 金屬材質
產品顏色 : 銀灰色
安裝高度 : 建議高度2-3米
安裝方式 : 粘貼側掛或吊頂
性能參數
工作頻率 : 2.4GHz―2.5GHz
識別距離 : 有效識別距離0—200米
識別能力 : 同時識別 200 張標簽
識別方式 : 全方向識別
定位精度 : 1.5—3米(特殊區域定位精度小于1米)
使用壽命 : 30年
抗干擾性 : 使用頻道隔離技術,多個設備互不干擾
安全性能 : 具備優越的抗干擾性能設計,防雷、防沖擊,滿足工業環境要求
通信接口 : RS485
電 源 : 9V/12V-1A DC電源
功 耗:<2W (DC15V輸入 <100mA)
數據速率 : 最高250 bit/s
環境參數
環境溫度 : 在-40℃-85℃
濕 度 : 5%RH—95%RH(無凝露)
產品特性
高實時性內部有效數據過濾
高可靠性校驗算法保證數據傳輸可靠有效
高集成度模塊化接口設計
專用以太網供電、傳輸設計
穩定有效的遠程配置
識別距離
該無線路由節點,在讀取標簽的具體應用中,信號強度和識別距離具有非常突出的特性。產品有效識別距離0-200米。
識別速度與能力
讀寫器能夠同時穩定讀取200張以上的有源電子標簽,識別準確率99.999%;在極短的時間內可以確保全部識別不漏讀。利用衰減值可推測被標識物離某一讀寫器的距離。
通訊安全
讀寫器進行通訊時,使用特殊通訊協議,對設備的合法性進行校驗,為防數據破解而研發了縝密的加密算法,確保通訊過程數據安全。
可靠工作
產品充分考慮了防雷、防水、防沖擊等工業環境應用要求;生產過程嚴格依照ISO9001質量標準進行多環節質量檢測,確保用戶拿到的產品充分滿足性能要求。
應用領域
公安看守所、戒毒所在押人員
公安辦案中心、紀委、檢察院、法院犯罪嫌疑人
精神病院、傳染病醫院等特殊行業人員監護管理系統
醫院新生兒監護管理系統(防盜)
監控區域、展區、游樂場所人員實時定位系統
軍事物聯網管理系統、軍事物資倉庫、智能槍支管理系統
重要會議和活動的特殊人員安全管理系統
電信、科研、軍事、金融、體育、紡織、醫療等機構的資產監控與倉儲管理等
貴重、涉密資產實時監控、定位管理、進出控制等
3.創羿CY-RZGG-125 激活器

產品介紹
125K激活器(型號CY-RZGG-125)是用于監獄、看守所、勞教所、戒毒所、公安局辦案區、法院、精神病院、醫院、展會、游樂場、軍事物資管理、槍支管理、資產管理等。
材質:采用PVC工廠塑料材質,外觀小巧,側掛和吊頂均可。
特點:該產品具有超低功耗,優越抗干擾和防水、防雷設計,完全適應工業環境要求,對人體安全、健康,無電磁輻射污染,使用更安全等突出特點。
組網設備:配合各類腕帶標簽、卡式標簽、無線路由節點、定向讀卡器、數據采集器對人員進行3D、2D定位、1D測距以及區域存在檢測或對物資進行出入庫管理、可視化管理、戰備倉庫管理、公安裝備庫等等。系統包含硬件定位設備、定位應用軟件、并提供SDK二次開發服務,以及綜合業務軟件定制。
產品參數
物理參數
外形尺寸 : 115mm*74mm*16mm
外殼材料 : 金屬材質
產品顏色 : 白色
性能參數
工作頻率 : 125K
定位距離 : 0-3米 (半徑)連續可調
識別速度 : 最高識別速度可達200公里/小時
識別能力 : 先進防沖突算法,同時識別 200 張標簽使用壽命 : 30年
抗干擾性 : 采用時分多址技術,多設備互不干擾
安全性能 : 防雷、防沖擊,滿足工業環境要
通信接口 : 韋根26
電 源 : 9V/12V-1A DC電源
天線極化 : 垂直
數據速率 : 最高10M bit/s
安裝方式 : 粘貼或者側掛
環境參數
環境溫度 : 在-10℃-60℃
濕 度 : 5%RH—95%RH(無凝露)
產品特性
高效內核,滿足海量數據的高速處理
高實時性內部有效數據過濾
高可靠性校驗算法保證數據傳輸可靠有效
高集成度模塊化接口設計
專用以太網供電、傳輸設計
穩定有效的遠程配置
工作模式
識別距離
當用戶對最大識別距離的長短有不同要求,或應用環境比較復雜時,可以選擇使用不同信號強度的讀寫器,并可通過應用軟件調節讀寫器的靈敏度來達到所需的識別距離。
識別速度與能力
定位器能夠同時穩定讀取200張以上的有源電子標簽,識別準確率99.999%;在極短的時間內可以確保全部識別不漏讀。利用射頻信號強度特性可推測被標識物離某一讀寫器距離的遠近。
通訊安全
定位器進行通訊時,使用特殊通訊協議,對設備的合法性進行校驗,為防數據破解而研發了縝密的加密算法,確保通訊過程數據安全。
可靠工作
產品充分考慮了防雷、防水、防沖擊等工業環境應用要求;生產過程嚴格依照ISO9001質量標準進行多環節質量檢測,確保用戶拿到的產品充分滿足性能要求。
應用領域
煤礦井下人員定位管理系統;家校通學生出入校平安短信系統;重要會議和活動的人員會議報道系統企事業單位人員出入自動考取系統;倉庫電力設備巡檢;倉儲托盤等容器追蹤和管理;海運、水運、公路和鐵路中的集裝箱運輸;軍事、監獄以及某些特殊行業的人員管理。
4.創羿CY-SFP-520數據采集器系列

產品介紹
創羿科技CY-SFP數據采集器是創羿科技RFID同類產品中最基本也是最核心的產品之一。該產品搭載ARM處理器,功耗低,速度快,穩定性高。該產品具備的優越抗干擾和防水、防雷設計,完全適應工業環境要求,完全滿足客戶對RFID產品的一般需求。
內部集成了TCP/IP 協議棧,用戶利用它可以輕松完成嵌入式設備的網絡功能, 更是增加了一些行業內特色功能,方便客戶使用,從而使客戶節省人力物力和開發時間,使產品更快的投入市場,增強競爭力。
產品參數
網絡接口 : 符合IEEE 802.3 10/100M接口
串行接口 : RS-232/422/485三合一自適應接口
串行接口速率 : 1200-230.4Kbps
數據流控 : XON/XOFF或RTS/CTS
電 源 : 9V/12V-3A DC電源
傳輸介質 : 雙絞線或屏蔽線
環境溫度 : 在-40℃-85℃
濕 度 : 5%—95%RH(無凝露)
使用壽命 : 30年
抗干擾性 : 使用頻道隔離技術,多個設備互不干擾
安全性能 : 防雷、防沖擊,滿足工業環境要
通信接口 : 支持RS232/485/422、CAN總線、以太
外形尺寸 : 9.7CM*6.5CM*2.2CM
外殼材料 : 金屬材質
安裝方式 : 粘貼或者側掛
產品特性
DHCP功能,能夠自動獲取IP,IP地址可通過串口設置協議查詢
DNS服務器地址可自定義
DNS功能,可以域名解析
網頁參數配置功能,通過網頁設置參數
通過網絡升級固件功能,升級固件更加方便
10/100M 自適應以太網接口,支持AUTO-MDIX網線交叉直連自動切換
支持虛擬串口,配套有人自主開發的USR-VCOM虛擬串口軟件
自定義心跳包機制,保證連接真實可靠,杜絕死連接
自定義注冊包機制,檢測連接狀態,也可做自定義包頭
TCP Server模式下,連接Client的數量可在1到16個之間任意設置(默認4個),已連接Client的IP可顯示,按連接計算發送/接收數據MAC地址可修改,出廠燒寫全球唯一的MAC地址
同時支持軟硬件恢復出廠設置
可以跨越網關,交換機,路由器運行
可以工作在局域網,也可訪問外網
提供上位機編程例子(socket),VB、C++、Delphi、Android、IOS等
豐富的實際運用案例可官網下載
可根據客戶個性化的需求,進行產品定制
工作模式
識別距離
該數據采集器,在讀取標簽的具體應用中,信號強度和識別距離具有非常突出的特性。在良好的可視環境下,識別距離可以穩定地達到600米。
當用戶對最大識別距離的長短有不同要求,或應用環境比較復雜時,可以選擇使用不同信號強度的數據采集器,并可通過應用軟件調節讀寫器的靈敏度來達到所需的識別距離。
通訊安全
數據采集器進行通訊時,使用特殊通訊協議,對設備的合法性進行校驗,為防數據破解而研發了縝密的加密算法,確保通訊過程數據安全。
可靠工作
產品充分考慮了防雷、防水、防沖擊等工業環境應用要求;生產過程嚴格依照ISO9001質量標準進行多環節質量檢測,確保用戶拿到的產品充分滿足性能要求。
應用領域
煤礦井下人員定位管理系統;家校通學生出入校平安短信系統;重要會議和活動的人員會議報道系統企事業單位人員出入自動考取系統;倉庫電力設備巡檢;倉儲托盤等容器追蹤和管理;海運、水運、公路和鐵路中的集裝箱運輸;軍事、監獄以及某些特殊行業的人員管理。