智慧定位:厂区人员车辆定位RFID管理系统方案

   产品技术方案     2019-04-17     425    0    
核心提示:在国内的各个大型的厂区中,信息化系统的应用已经逐渐普及。但现有的信息化管理系统往往只是对各种行政、技术文档以及工作业务流过程的电子化管理,而无法实时地获取实际的现场信息,不能对进出厂区的人员,各个区域的人员分布有一个全面、及时、准确的掌握。管理者需花费大量的精力、时间来往与各个区域进行巡逻。由于不能及时、准确的掌握现场情况,从而间接导致很多安全隐患的逐步扩大,乃至事故的发生。
2.方案概述
目前,在国内的各个大型的厂区中,信息化系统的应用已经逐渐普及。但现有的信息化管理系统往往只是对各种行政、技术文档以及工作业务流过程的电子化管理,而无法实时地获取实际的现场信息,不能对进出厂区的人员,各个区域的人员分布有一个全面、及时、准确的掌握。管理者需花费大量的精力、时间来往与各个区域进行巡逻。由于不能及时、准确的掌握现场情况,从而间接导致很多安全隐患的逐步扩大,乃至事故的发生。
 
因此,借助目前成熟的射频识别技术、网络传输技术、以及其他周边信息技术,将整个厂区以及重点区域的人员分布及安全管理等方面纳入信息化管理体系中,是现代工厂信息化 及安全管理的必然选择。
 
2.1.1 总体设计原则
厂区人员定位统计管理信息系统是一个集人员定位管理、人员区域统计管理、以及日常办公的的综合系统,因此总体方案设计必须具有可靠性、安全性、先进性、灵活扩充性、经济实用性、操作和维护的方便性,更要具有前瞻性的建设全局统一管理的平台。
 
在规划设计过程中,系统设计以保障安全生产、提高企业效率,提升企业管理品质为目标,以高质量服务管理者和使用者为基本原则和设计思路。

2.1.2 硬件设计原则
系统的硬件设计和选型应该遵循如下原则:
1 先进性:系统硬件应具有先进性,避免短期内因技术陈旧造成整个系统性能不高或者过早淘汰。
2 可靠性:在充分考虑先进性的同时,硬件系统应立足于用户对整个系统的具体需求,应优先选择先进、适用、成熟的技术, 最大限度地发挥投资效益。
3 开放性:计算机网络选择和相关产品的选择要以先进性和适用性为基础,同时考虑兼容性。
4 可扩充性:系统数据采集设备采用模块化结构和总线通信方式,在系统规模扩展时,不需较大的改造,增加相应的模块即可。

2.1.3 软件设计原则
系统的软件设计和选型应该遵循如下原则:
1 可靠性和安全性:系统软件应具有很高的可靠性和安全性。
2 易用性:系统软件应操作方便,采用中文图形界面。
3 标准化:系统软件应符合国家、行业标准以及国际标准,便于多次升级和支持新硬件产品。
4 可扩充性:系统软件应具有可扩充性。采用面向对象的结构设计,具有一定的灵活性、可操作性和可扩展性。在今后业务发生变化时,模块的增加和对模块的修改不应对其他模块产生影响。
为确保整个工程的质量,总体方案设计原则需要达到上述可靠性、安全性、先进性、灵活扩充性、经济实用性、操作和维护的方便性的高度统一。

2.2 设计规范和标准
GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分:通用要求
GB3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分:本质安全型“i”
GB4208-2008 外壳防护等级(IP代码)
GB/T191-2008 包装储运图示标志
GB/T 2423.1-2001 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温
GB/T 2423.2-2001 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温
GB/T 2423.4-2008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Db 交变湿热(12h+12h循环)
GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Ea和导则:冲击
GB/ 2423.8-1995 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Ed:自由跌落
GB/T 2423.10-2008 电工电子产品环境试验 第2部分: 试验方法 试验Fc: 振动(正弦)  
 
同时对于一些限入或是危险区域,加安装激活源后,当人员携带识别卡进入这部份小区域后,激活源会将激活信号发送到人员识别卡,此时只要在识别基站信号范围内,识别基站可以识别到此时人员卡已经进入到限入或是危险区域,然后将信息反馈到后台,由后台处理判断,如果这张卡未授权许可进入,则系统将会有报警信息,方便管理人员及时发现及时处理,如果卡已授权,那么正常的进行定位记录,此时定位信息将显示为激活源的位置。
 
对于以上这些信息,管理者也可以根据大屏幕上或电脑上的分布示意图查看某一区域,计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。管理者能实时的观察到厂区工作人员的即时位置,实现厂区内人员定位另外一旦发生事故,还可根据电脑中的人员定位分布信息马上查出事故地点的人员情况,以便帮助营救人员以准确快速的方式营救出被困人员。

3 系统构成
3.1 系统组成
系统主要由监控主机、服务器、客户端电脑、识别主站、人员识别卡、监控软件、显示单元等组成。
1 机房监控系统
包含监控主机、服务器、客户端电脑等;

2 监控主机
对识别分站进行轮巡,数据采集和控制;

3 服务器
保存实时采集识别分站的数据信息,供实时监控,报表查询统计;

4 显示单元
机房或是公共区域安装显示系统,如大型LED或是LCD屏幕,通过它显示当前人员、车辆活动和分布情况。

3.2 系统架构
3.2.1系统总体架构
该系统是一种实时的,支持嵌入式系统应用的操作系统软件,它是嵌入式系统极为重要的组成部分,通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等,嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依靠性、软件固态化及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。

3.2.2布线方式
根据需求,当前系统监控识别基站点不多,多集中,可以适当的直接利用有线方式传输便可,一般情况下,为了后续更好的系统兼容,推荐有线和无线相结合的方式进行系统布线。

3.2.3 系统平台架构
3.3 系统工作原理
下图为系统结构图(以下是以无线AP方式,进行数据传输;亦可通过线缆实现)
系统结构图
3.3.1定位统计管理:
大范围定位:根据厂区实际需要在厂区生产区域,根据现场具体情况放置一定数量的定位识别基站。一般情况下每隔50米放一台基站,,使监控区识别基站信号覆盖范围调整到最佳状态。
 
安装确定后,然后为需要进行跟踪定位的厂区内外人员佩带安装一个人员识别卡,当人员进入监控区域以后,只要在厂区识别基站信号覆盖范围内,在任何时刻任意一点 ,基站都可以感应到信号,并上传到信息工作站,经过软件处理,得出各具体信息(如:是谁,在哪个位置,具体时间,某个区域有多少人),同时可把它动态显示(实时)在监控中心的大屏幕或电脑上,并作好备份。厂区机房中心人员(或相关管理人员)可随时了解厂区人员的情况。

3.4 系统指标及主要设备参数
3.4.1 系统主要指标
ü 最多识别卡数量:10000个以上
ü 最高定位精度:2-5米
ü 漏读率:千分之一
ü 有线传输速率:≥5kbps
ü 识别分站并发识别数量大于100
ü 识别分站有效接收距离:最远识别80米,范围软件可调
ü 被测目标最大移动速度:15m/s
ü 无线工作频率:2.4GHz
ü 传输误码率:≤10-6

3.4.2 主要设备参数
1 识别基站
ü 有线传输速率 ≥10kbps
ü 无线工作频率 2.4GHz
ü 调制方式 GFSK
ü 防爆型式 本安
ü 工作温度 -40℃-60℃
ü 环境湿度 ≤95%
2 人员识别卡
ü 无线传输速率 ≥256K
ü 工作频率 2.4GHz
ü 调制方式 GFSK
ü 工作温度 -40℃-60℃
ü 环境湿度 ≤95%
ü 电池工作时间 1年以上
 
4 系统主要功能及特点
4.1 定位功能
4.1.1 实时监测
对厂区内部人员的分布情况分区域实时监测。实时监测全厂区人员总数,实时监测重点区域人员总数。可根据厂区实际情况绘制主要监控区域、特殊区域图,该图是动态的,随着厂区人员的移动,该图显示的各区域人数会随时更新。用鼠标点击,可以显示某个选定区域的人员名单;进一步点击还可以显示某个选定人员进监控区域后的行踪。

4.1.2 查找人员当前位置
输入任意人员的姓名或编号,可以立即以图形方式显示此人当前所在区域;也可以同时输入多个人员,以文字方式显示这些人各自在厂区的当前位置,在图上实时动态地显示他们的行踪。
4.1.3 统计查询进入特殊区域人员
根据需要可以实时查询特殊区域的人员
4.1.4 统计功能
能够准确统计员工进厂、出厂时间,并可按班次、按部门生成日、月统计报表。
4.1.5 安全管理功能
ü 区域超员告警
对某个区域的人员数量进行限制,如果超员则告警。
ü 员工进入禁入区告警
当工人进入禁区时,系统会告警,提示管理人员采取相应措施。

4.2 系统设备管理
4.2.1 识别卡电量告警
当识别卡电量过低时,系统将提前告警,通知相关技术人员及时更换电池,避免识别卡没电时,识别卡工作不正常。
4.2.2 基站不在线告警
当识别分站故障或识别分站供电不正常、识别分站信号线连接故障时系统均会出现基站不在线告警,方便问题及时发现并解决。待问题处理后告警会自动结束并在历史告警中保存历史告警信息。

4.3 系统管理功能
系统的管理软件能够实现分配多个不同权限的用户,方便各个用户在网络终端上同时运行软件,查询厂区实时情况,并可对软件进行分级别的修改;厂区实时数据也可以上传到WEB服务器上,用户可以通过互联网,以网页的形式实时查看厂区人员分布情况。

4.4 系统特点
4.4.1功耗低
系统采用2.4GHZ芯片,一体化的电路设计,超低功耗,单个电池可持续工作一年以上。
4.4.2低漏读
用独特的数据处理技术,准确快速的识别卡,有效的解决了同频干扰问题,解决了同一时间卡量太多,读卡器数据冲突造成错读、漏读识别卡而导致的考勤定位不精确和人员统计不准确的问题。
4.4.3自动诊断
具有自动诊断功能,并显示在屏幕上,自动报警。
4.4.4监控系统直观方便
实时显示厂区人员数量及分布情况、厂区指定区域内人员信息、指定部门厂区人员分布情况及人员信息,可对指定人员行进轨迹查询。
4.4.5全面的报表查询功能
可按时间、部门或班次对全区的工作人员、进出次数、工作时长、工作班次等进行统计,并提供丰富的查询打印输出功能;
可对厂区人员进行日统计和月统计,并提供丰富的查询打印输出功能。

4.4.6便捷的系统管理功能
管理软件可以分配多个不同权限的用户,方便各个用户在网络终端上同时运行软件,查询厂区实时情况,并可对软件进行分级别的操作。
4.4.7完善的系统告警体系
实时显示识别卡电量告警,电源工作状态告警、识别分站不在线告警,通讯接口故障告警、人员违章进入禁入区告警,区域超员告警等。

4.4.8优越的扩容功能
系统为开放性设计,可以方便的与其他系统进行对接,如消费系统、ERP系统等。
GB/T10111-2008 随机数的产生及其在产品质量抽样检验中的应用程序
GB/T2829-2002 周期检验计数抽样程序及表 (适用于对生产过程稳定性的检验)
GB/T 9969-2008 工业产品使用说明书总则
GB/T 2887-2000 电子计算机场地通用规范

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