创新RFID 人员定位管理系统方案
撰写日期：2017年10月12日 撰写人：广州众志物联网科技有限公司
一、应用背景
对于大型企业工业园或者工厂，对来访人员、工作人员、参观人员进行定位追踪管理，系统可以随时获取24小时内该人员的行走路线，可以方便做出相应的措施，园区分为室外管理和室内管理，要求设备安装尽量便捷。
二、使用流程
1. 发卡人员
如图1所示，工业园的工作证、来访证、参观证等证件都需要更换，通过系统发卡器重新进行身份绑定，并要求工作人员、来访人员、参观人员随身携带，证件不可随便借与他人。
图1 工作证、来访证、参观证
2. 定位追踪
当企业管理人员需要查看某一位员工24小时内的行动轨迹时，可以通过系统进行定位查询，工业园内的重点监控路段、办公大楼、工程机械馆是重点监控的地方。
3. 人员分布概况
企业管理人员可以通过定位管理系统查看每个监控点的大概人数，以此判断人员的流动趋势。定位管理系统通过红点的方式布局，形象地进行体现。
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当工作人员离职时，管理人员通过系统对证件进行回收处理，可重复使用；当证件丢失时，可通过系统对证件进行园区搜索定位，确认遗失时通过系统对证件进行挂失处理。
三、室外定位
1. 应用布局图
图2 室外系统布局图（局部）
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如图2所示，为工业园的一个局部图，图中总共有20个跨，每个跨之间的距离为40米左右，为了定位更加精准，可以在每个跨顶部安装摄像头的位置安装一个接收基站。每人佩戴一张人员卡，当接近接收基站时，系统即可以识别到，效果如图中的三角形所示，可以看出在14跨和15跨的位置人员比较密集。
另外管理人员可以输入需要搜索的人员ID 号，如图中的“搜索对象”，系统即可反映出24小时内该目标的行动轨迹，可看出图中的目标经过1~5跨后，直接跳到20跨，可能中途跑开，存在一定的嫌疑。
每个接收基站只需要220V 供电即可，所以选择安装的位置一般是：路灯、电线杆、全球眼杆、视频录像旁边。
2. 系统拓扑图
图3 室外人员定位拓扑图
如图3所示，人员卡在离接收基站20~30米的范围内时，可被接收基站读取到。人员卡每3秒发送一次数据，若由于人员过多同时通过某一接收基站而产生漏读情况时，可在下个3秒或下个基站被系统识别到。
基站与基站之间的距离为100米以内，通过无线的方式进行组网通讯，最后将信息汇总给到主机，建议一个主机下带10个基站。主机通过无线3G 的方式与数据库对接，主要考虑室外安装方便。
发卡器通过USB 接口与电脑连接，可对人员卡进行发卡、回收、挂失等操作，将人员信息与人员卡ID 号进行绑定。
四、室内定位
1. 应用布局图
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图4 办公楼系统布局图（局部）
如图4所示，对于办公楼或是工程机械馆的定位管理，主要是针对每个楼梯口的出口进行定位，每个楼梯口的通道顶部装一个接收器，人员经过楼梯口时，楼梯口处的接收器即可读到人员卡，如图中的红色三角形，可以看出接收器1号和2号各有1人，接收器3号有2人。
另外管理人员可以输入需要搜索的人员ID 号，如图中的“搜索对象”，系统即可反映出24小时内该目标的行动轨迹，可看出图中的目标对象从一楼移动到五楼。
每个接收器只需要220V 供电即可，安装在天花板上，位置选择在楼梯出口处或重点监控点处。
2. 系统拓扑图
图5 办公室定位拓扑图
如图5所示，当人员离接收器的距离在5~8米的范围内时，可被接收器接收到，接收器之间的距离为20米左右，接收器之间通过无线通讯的技术进行传输，最后接收器将信号传输给主机，一个主机下建议带10个接收器以内，主机再通过TCP/IP的方式与数据库对接。
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人员卡的使用时间为1年，电池采用可更换的方式，没电时系统上可显示提醒。
五、产品介绍
1. 人员卡
图6 人员卡效果图
工作人员、参观人员、拜访人员都要随身携带一张人员卡，效果图如图6所示，人员卡采用纽扣锂电池供电，使用时间为1年左右，当电量低时，系统会有相应的提醒，方便提醒更换。考虑到与高频13.56M 的门禁系统相结合，人员卡里内部放一张无源标签，具体特性如表格1所示。
2. 接收基站
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图7 接收基站安装图及案例实施安装现场
接收基站具有自组网的功能，考虑到工业园室外不方便布线的情况，系统设计将所有的基站进行联网，基于现场环境，建议室外基站的安装距离为100米以内，达到定位精准的效果。人员卡在离基站20~30米内时，可被读取到。
单个基站不仅可以与相邻的基站通讯，还可以与间隔的基站进行通讯，这样设计的好处是为了使系统工作更加安全稳定，在某一基站不能工作的情况下（如断电了），系统会自动跳转到与下个基站进行通讯，从而保障了系统能够正常工作。
另外发生故障的基站，系统会主动发出告警信息，方便工作人员及时做出维修处理。接收基站特性如表格2所示。
3. 接收器
图8 接收器示意图
接收器主要用于办公楼及工程机械馆，主要安装在楼梯出口的走廊顶，与接收基站的区别是，基站安
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装于室外，接收器安装于室内。人员卡在离接收器5~8米内时，可被接收器读取到，其它功能与基站相同，接收器的示意图8所示，特性如表格3所示。
4. 室外主机
图9 室外主机及案例实施测试现场
室外主机的功能是把局域网的所有基站的数据进行收集，并发给服务器，单个主机连接基站的数量建议不超过10个，室外主机的特性如表格4所示。
5. 室内主机
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图10 室内主机三视图
室内主机的功能与室外主机的区别是，室内主机安装于室内，不防水，安装于路由器或电脑旁，通过TCP/IP进行通讯，其它功能与室外主机相同。室内主机的特性如表格4所示。
6. 信号放大器
图11 信号放大器
如图11中所示，放大器的目的是为了增加信号覆盖范围，若基站或接收器之间有阻挡或距离太远，主机即很有可能接收不到人员卡的信息，此时可以将信号发给放大器作为中转，放大器再将信号发给主机做处理，放大器的特性如表格6所示。
7. 发卡器
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图12 发卡器三视图
发卡器采用USB 接口连接电脑，发卡器是对人员卡中的有源卡进行操作，可以实现发卡、回收、挂失等功能，连接系统绑定人员信息与人员卡的ID 信息。外观如图9所示，具体功能说明如表格7所示。
六、创新优势
1. 读写距离远
有源人员卡读写的距离远远大于普通人员卡，系统会控制在20~30m范围的区域对人员进行监控定位，保证准确性，这样在对人员进行监控管理时，可以快速定位到人员的行动轨迹。
2. 无死角识别
由于人员卡的无线信号是以球面波的方式发送出去，这样对随身携带的人员卡的佩戴位置没有特别的要求，降低死角不能识别的情况，使定位更加精准。
3. 辐射影响小
无源人员卡工作时需要主机提供能量，所以对主机的无线信号发射功率相对要求较高，当无线信号功率达到一定值时会对人体有危害。相对无源人员卡，有源人员卡可自身提供能量，这样主机、接收基站、接收器和人员卡的发射功率可以做得比较小，相当于手机的1/10，对人体基本没有危害。
4. 工作时间长
有源人员卡用到的是低数据量、低功耗的无线技术，休眠功耗为uA 级别，这样有源标签可以长时间工作，工作时间可以长达1~3年，电池采取可更换钮扣锂电池，方便更换。
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