RFID區域實時人員定位系統解決方案

一、系統簡介

RFID是一種通信技術，可通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與 特定目標之間建立機械或光學接觸。因此，RFID是一種非接觸式自動識別技術，可以快速讀寫、長期跟蹤管理，因而在智能識別領域受到廣泛青睞。同 時，隨著物聯網技術在我國的快速發展，作為物聯網支撐技術的RFID技術被認為是有發展前途的信息技術之一。未來幾年中，將有更多的產品中會被 植入RFID標簽，RFID技術的應用將會是相當的廣泛。

RFID智能定位系統，是一種區域性的定位系統，就是利用2.4G和低頻125K的RFID技術，對人和物的自動識別和區域性定位，實現對人和物的管理，如：人員考勤、人員和物品查找、人員和物品的區域限定、人員統計、視頻聯動、歷史軌跡查詢、重點區域管理等等。

二、系統意義

對人員實時監督管理(可實時查看人員位置、人員數量、任何房間人員信息、人員動態變化、人員遇突發事情求助、進入危險區域告警信息等)。

主動預警，解決事故發生滯后性問題，將事故發生隱患提前暴露，避免事故發生

突然場景再現，物聯網技術與現有視頻聯動可實時查看現場情況，為調配相關人員及時解決突發情況提供依據

減輕工作人員管理的工作量，減少人力成本投入，提高工作效率

推動對人員的管理工作向制度化、規范化、實時化發展，確保人員安全穩定，為逐步實現“智能化監管”奠定堅實基礎。

三、系統架構與方案闡述

RFID定位系統主要由定位標簽、定位基站和定位系統軟件兩大部分組成

3.1 定位設備組成部分

1)RFID-2.4GHz吸頂式定位基站。(也叫閱讀器、定位AP)定位基站分單頻、雙頻兩種，單頻基站頻率為2.4G，雙頻基站頻率分為2.4G和125K，定位基站主要是負責數據采集標簽發出的信號，并上傳到定位服務器，安裝在定位區域內。

2)RFID定位標簽。定位標簽為2.4G與125K雙頻半有源RFID電子標簽，定位標簽定時向外發送2.4G信號，和接收125K激活信號。標簽內置電池，電池可更換，因為標簽的功耗較低，所以人員標簽的一塊電池，正常情況下能用2年以上。人員定位標簽有腕帶式和卡片式，卡片式上可定制功能按鍵，可用于求救呼叫或位置上報功能。

3)手持式讀寫器。也叫手持終端，能接收定位標簽發出的無線信號，并在自身屏幕是顯示出配帶標簽的人員簡單信息。

4)125K激活天線。低頻激活天線通過二芯屏蔽線與雙頻基站相連接，激活天線主要安裝在出入口區域，輔助進出判斷和定位，低頻激活天線分為地感式線圈天線和棒狀天線兩種。

5)網絡設備

6)計算機及服務器

3.2定位系統軟件組成

RFID智能定位系統采用云計算技術，通過云計算的設計可以把大量的數據處理工作通過多臺服務器共同來完成，避免了單臺服務器處理所有的數據帶來的運算壓力，定位系統軟件由四個部分組成。

1)系統核心程序：主要是負責數據的管理和接收數據采集端發送過來的數據，并對采集端送來的數據進行比對、查詢、統計等等。

2)信息采集程序：主要負責采集定位標簽的數據，并對標簽進行定位計算。

3)展示端程序：負責地圖顯示，人員位置顯示，告警輸出等等。

4)后臺管理：負責對設備管理，人員與物品跟標簽的關聯，人員、物品的檔案管理，定位區域管理，以及各種查詢統計等等。

四、系統功能介紹

4.1、人員區域實時定位及統計

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

4.2、越界、消失報警

某些區域屬于重要區，未經允許的人員進入將發出報警信息 。也可以在某些區域可以設定某些人員在設定的時間內不準離開，如果離開或消失系統告警 。

4.3、軌跡回放

可查詢某個標簽時間段的移動軌跡，這個時間段這個標簽都去過哪些區域，可把把軌跡生成報表。

4.4、視頻聯動

可以給每個定位設備綁定一個攝像頭，通過在監控端的地圖上，點擊定位設備圖調用定位設備所在區域的視頻。當有特定的告警時，系統會自動調出發生告警的區域的視頻。

4.5電子標簽故障報警

電子標簽的故障，主要是指標簽電池電壓低;佩戴在人員手上的腕帶被破壞或被拆除;

只要佩戴在人員手上的腕帶被脫下來系統都會的提示告警;無論是剪斷，還是用工具正常拆除，系統都會有告警。當標簽的電池電壓過低時系統也會提示，此時需要盡快更換電池。

4.6人員求助

卡片式定位標簽上有功能按鍵，當人員遇到危險或其情況需要求助時只需要按下功能鍵系統就會顯示求助的位置 ，并調出附近的攝像機視頻。

4.7 行程安排

可提前安排人員行程，如：張三上午8點11點必須在車間工作，11點半到12點間必須在食堂，晚上7點到第二天7點半必須在監舍。如果9點的時候，張三未經離開車間出現在食堂。系統就會告警：張三非法離開車間進入食堂。

五、系統原理

本系統是屬于一種感知定位系統，利用RFID遠距離識別的原理。對進入某些區域的標簽進行自動識別和區域性定位。也就是當人員佩戴定位標簽，到達某個區域后，在遠端的定位系統，能實時檢測到佩戴標簽的人員當前所在區域，并顯示在區域地圖上。

本系統中的定位標簽就是一種有源的RFID電子標簽，每個標簽都有一個不重復的編號，每個標簽編號綁定一個人的身份信息。定位標簽每隔一定時間會主動向外周圍發送電磁波，電磁波上載著標簽的編號和其他定位信息。布設每個定位區域的讀寫器(基站)會時時檢測每個采集到的標簽信號，然后把檢測的標簽信號和標簽的編號上傳到定位服務器，因為每個定位基站所處的物理位置不同，所以同一個標簽不同的的基站檢測到的標簽信號強度是不一樣。定位系統就是通過每個基站檢測到的每個標簽不同的場強大小，來判斷標簽當前所在區域。

如下圖：有兩個區，A和B

在上圖中，人員佩戴編號為101的標簽進入A區后，在A區的基站1和在B區的基站2同時檢測到標簽101;基站1和基站2都把自己檢測到的標簽信號強度上傳到定位服務器;原理上，基站2檢測到的標簽的信號是有墻體遮擋的信號，而基站1的檢測到的信號是沒墻體遮擋的，信號要比基站2檢測到的信號要好，所以，系統很容易判斷出，標簽當前位置是在A區。

但是在實際環境使用中，標簽在A區時，偶爾也會出現，基站2的信號會比基站1的信號要好，為了防止 這種偶然性的情況影響系統的位置判斷，我們需要在每個區域的出入口處安裝一個激活天線路徑標記，該標記與他所在區域關聯。如下圖，每個區都一個關聯激活天線，每個激活天線都有一個的編號，當標簽靠近該天線時就會帶上天線的編號，標簽向外發送信號時同時也會發送該編號。系統通過每個區域的基站檢測到的信號強度加上標簽所帶的激活天線編號來判斷標簽當前所在區域。如下圖：

在上圖中，當基站2檢測到的標簽101信號好于基站1時，但是標簽帶的激活天線的編號是3100，不是3102，所以這時系統不會認為標簽在B區，這樣提高了標簽位置判斷的準確性。

5.1大樓區域定位設備安裝和區域劃分

1)定位到樓層

需要在每個區域的出入口安裝基站天線和基站以及激活天線。下圖是二樓以上的設備安裝位置層的設備安裝方式

2)定位到房間

如果需要更精確定位，也就需要知道在哪一層的哪一個房間里，則除需要在樓梯出入口處安裝設備外，還需要在每個房間門口1.5米高位置安裝一個棒狀激活天線，房間門口內外各安裝一個基站天線，定位基站設備安裝在走廊上。