定位跟踪管理物联网应用Word下载.docx

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图1　实时定位系统架构

　实时定位系统由以下部分组成：

实时定位标签：

有源（电池供电）ＲFＩD标签，拴挂在资产、人员上。

有源标签无线发送信息给读写器，包括唯一的ＩD标识号以及一定的状态信息。

无线电接口协议：

用于RTLS系统的无线通信协议和标签与读写器通信的数据结构。

实时定位读写器：

接收RＴLS标签无线信息的设备,同时具备多种联网功能。

读写器组网方案：

读写器之间、以及读写器与定位中心控制系统的连接组网方案。

包括:

以太网、无线局域网、485总线、自组网络等。

通用设备AＰI接口：

RTLＳ　读写器的控制ＡＰＩ接口.

　实时定位中间件:

也叫定位引擎,是实时定位系统的关键部分.其从读写器获得标签的数据,通过定位算法进行位置计算,并把计算得到的标签位置和状态信息发送给应用系统。

在较大的系统中，中间件的功能有可能分布部署多个服务器中。

中间件ＡPＩ接口:

实时定位中间件与主机应用系统之间的接口函数形式.

主机应用软件：

用户管理信息系统.

以资产定位为例，采用射频识别技术（ＲＦID）和实时定位技术（RＴLＳ），在需定位管理的资产上粘贴有源RFIＤ电子标签，在资产所在范围内部署无线RFID监控读写器,利用无线定位技术确定出此资产的位置,对企业重要资产进行全程定位和监控，实现设备资产的定位、跟踪,达到房间级精度，防止非法携带、使用;

对于只能在指定区域使用的部分资产，可以通过设置权限控制其移动范围，对非授权携带产生报警提示。

将目标定位的结果经过无线传输传送到中央处理器，通过包括云计算在内的数据处理，实现了对目标物的跟踪管理。

定位跟踪管理可以应用于诸多领域.人员定位跟踪、车辆定位跟踪、生鲜食品定位跟踪、贵重物品定位跟踪、军事物资定位跟踪、集装箱定位跟踪、飞机轮船定位跟踪、等等.

　定位跟踪技术除了RFID以外,还涉及到二维条码技术、GPS、GIS、无线通信、卫星通信、等等。

本文摘选其中较为典型的技术及其应用,介绍给读者。

固定场所人员定位跟踪管理

人员定位跟踪管理系统应用有源射频识别技术对人员进行定位.目标人员佩戴定位用射频识别卡,采用智能ＲFID定位跟踪设备作为信息采集和传输的核心设备。

根据定位精度的要求安装智能RFID定位跟踪设备,后端系统记录定位跟踪设备在场内的位置.定位跟踪设备自动采集控制区域人员卡和资产卡信息，并将信息与定位跟踪设备编号一同传送给后端系统,系统通过处理定位跟踪设备编号和卡信息实现人员定位。

定位跟踪设备场内布置示意图（绿色原点表示监控设备）见图2。

两个定位跟踪设备控制区域范围示意图见图3。

图２定位跟踪设备场内布置 

图3　定位跟踪设备控制区域范围

定位跟踪设备的有效范围是以其为圆心的一个圆形区域,此区域的有效半径可以根据需要进行调整，范围由2米到８0米.该区域范围即为系统定位精度的范围。

当射频卡进入不同区域时，控制各区域的定位跟踪设备就会将采集到的该卡的信息和本身的编号传递到后端系统。

在后端系统中存有场内安装的所有定位跟踪设备的位置信息。

当管理系统收到各点定位跟踪设备传送的信息后即可在系统中显示人员当前所在的位置。

所安装的定位跟踪设备的数量取决于系统对场内人员定位精度的要求。

如定位区域范围较大则所需的定位器数量就少，系统的造价就低,反之则系统造价就高。

定位跟踪系统特点:

自动实现人员信息采集和传送，无需人工干预，不影响人员的正常工作，不改变日常的工作习惯;

对场所内人员的定位精度可以根据管理要求调整；

可以与管理系统平滑连接，为基于人员位置信息的扩展应用提供基础数据。

如：

可以根据采集的信息统计分析人员的移动路线、工作习惯等；

可以在人员到达前自动开启关闭门锁或道闸，并提供报警提示等；

可以根据人员身份,自动为其提供个性化的服务等。

核心设备简介

人员卡:

为信用卡状,大小与日常使用的工卡相同，可以采用悬挂或佩戴等任意携带方式，卡内存储使用人信息。

每位进入场所的人员都须携带一张人员卡，作为其在此固定场所的身份标识.

定位跟踪设备:

每台智能定位跟踪设备可以形成2~80米可调的控制区域,并根据系统的要求定时或实时采集其控制区域内的射频卡信息。

当人员或资产发生移动，进入其它的定位跟踪设备的控制区域，系统即可实时掌握人员的位置变化。

特定场所人员定位跟踪管理

战场伤员定位跟踪管理ﻫ　在复杂多变的战场环境下，无法对伤员实施精确定位，是一直以来制约战场搜救效率的瓶颈.“野战单兵搜救系统”融合了超高　频射频识别、无线通信、条码、软件工程等多种技术手段,通过与第二代“电子伤票”系统和一体化指挥平台嵌入链接,实现了战场搜救从“概略搜寻”到“精确定位”的转变。

　ﻫ 

在硝烟弥漫的演练场,每名官兵除随身携带着包含个人血型、用药禁忌、病史等信息的“电子伤票”外，手腕上还佩戴着手表大小的信号发射器。

在遭到炮火袭击后,受伤的官兵在进行自救互救的同时,通过信号发射器发出求救信号。

ﻫ野战救护所内的“野战单兵搜救系统"

显示屏上,频频显示伤员求救信号,电子战场态势图上一个个闪烁的红点清晰地显示出伤员的准确位置。

搜救小组闻令而动，就近选择路线前往搜寻。

其中有一名“重伤员”被送到救护所,立即推上了手术台。

受伤人员未到，伤情信息已至。

透过大屏幕看到，搜救人员到达伤员受伤地后，从伤员身上取下“电子伤票”,插入“伤员信息手持机”,马上显示出伤员的自然情况，快速录入伤情、伤部和伤类等信息后，通过“电子伤票”系统发送至野战救护所.野战救护所判读伤情信息，迅速做好接收伤员的准备。

监狱人员定位跟踪管理

随着科技发展，监狱监管手段日趋多样，但是仍不能有效预防服刑人员的出逃、自残和斗殴聚众闹事等事件的发生。

随着RFID技术的不断成熟，欧美以及东南亚一些国家纷纷应用RFIＤ技术辅助监狱管理，并取得了良好的效果。

我国监狱也开始采用RＦＩD技术对服刑人员和监狱干警实施监控管理。

监狱人员定位跟踪管理系统的工作原理是：

每一个服刑人员在手腕上佩戴一个“身份手表"

，即电子标签；

在电子标签内记录该服刑人员的身份信息，包括姓名、年龄、性别、身高及体貌特征,犯罪记录等;

在活动的所有通道、大门、报到处等关键位置上设立电子标签读取设备，服刑人员一旦经过所设位置,读取设备即自动记录;

系统接收器通过光纤传输信号到中央服务器，并与管理数据库中的信息核对,同时对事件进行处理。

系统软件利用这些数据计算出各个RFID电子标签的位置及状态，同时判断是否出现异常条件，出现后自动发出异常警报,采用系统应急机制,终端客户机以不同方式展示这些信息，通过图形界面的人机接口方式供管理人员进行操作,并且保存所有操作人员名称及操作记录.ﻫ 

采用RＦIＤ技术的监狱人员定位跟踪管理系统可实现以下功能：

在阅读器和腕带式标签中加装定位器，定位器将位置信息反馈给管理软件，软件可以清楚反映出人员行动路线和聚集情况,使管理人员在服刑人员聚众斗欧等问题上能做出准确而有效的反映。

实时定位跟踪各区域内人员，通过图像化方式查看所有被监控人员的状态。

实现门禁管理，区域人数管理和限制区管理，防止服刑人员聚众闹事.

资产定位跟踪管理

任何企业都十分重视资产管理。

资产定位跟踪管理有助于实现企业的现代化和数字化管理。

已经引起了企业管理层的高度重视。

　资产定位跟踪管理系统:

部署有源RFＩD识读器，自动采集设备资产携带的有源RFIＤ资产标签信息，经过定位中间软件计算得出该ＲFID标签的位置和状态信息，以此来判断资产的位置和状态信息,并显示在位置地图界面上；

当资产设备的位置发生变化,如离开/进入楼层或在实验室各房间间的移动时，可将位置变化信息提示提交给上层资产管理应用系统，必要时发出报警。

提示及报警信息可以显示在在屏幕，报警方式可包括屏幕红色闪烁、文字提示，也可增加声音告警。

根据需要由管理系统做出限制出入、提示报警等处理功能.

轨迹回放:

完成任一资产指定某天运行轨迹进行跟踪与记录，运行轨迹在图上进行形象直观的回放,形象地反映了其当天所行走的轨迹,给出图形表示，也提供了数据报表。

如图４所示。

图4　轨迹回放

资产定位跟踪管理系统主要功能有：

查询统计功能。

可以按照自定义组合条件（单人、部门、区域、时刻等）查询资产某一时间段经过的所有位置和进入该位置的时间及状态信息等，可以方便的打印相关报表，还可切换到动态演示状态;

　时刻查询功能.查询某一时刻,资产的位置和到达此位置时间，并自动生成打印报表；

　区域查询功能。

查询某一时间段,在这个区域活动的人员信息,资产的位置和在此区域内的动态信息,并自动生成打印报表。

铁路重要物资定位跟踪管理

为了适应铁路跨越式发展形势,满足铁路高速、重载需要,保障铁路运输安全，提高铁路物资质量的管理水平,北京铁路局铁路建立了“重要物资质量安全跟踪追溯系统"

。

该系统通过提供先进和科学的信息管理手段,能够实现铁路单品物资质量全寿命跟踪管理，最终建立高效的铁路物资质量安全体系。

“铁路重要物资质量安全跟踪追溯系统”由数据采集，数据整理、数据挖掘和数据应用四个部分组成。

在新系统中应用了二维条码（汉信码）技术,取得了显著效果：

　一方面，在铁路重要物资（机车的增压器转子、油泵等）的非工作面上，通过激光刻蚀技术刻有汉信码码图。

如图5、图6所示。

码图中包含了产品的信息和相关的技术参数，在铁路机车运行一定时间后，检修人员对机车进行检修时，通过扫描机车部件非工作面的汉信码码图,便能够知道该部件的出厂参数，检修人员通过比对部件的现有参数和出厂参数，便可以知道这个部件是否可以继续使用。

另一方面，每件重要物资在系统中都分配了惟一的编码，并在产品的外包装上粘贴汉信码标签,以一物一码的方式实现了重要物资的质量跟踪、追溯功能.

在使用过程中，“汉信码”技术所具有信息容量大、汉字表示能力和汉字压缩效率高、抗污损和畸变能力强、修正错误能力强等优点得到充分体现。

非常适合在铁路物资管理系统中推广应用。

图5机车转子汉信码码图刻蚀部件

图6机车发动机转子轴承上的汉信码码图

激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。

激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。

激光打标可以打出各种文字、符号和图案等,字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。

激光能标记何种信息,仅与计算机里设计的内容相关，只要计算机里设计出的图稿打标系统能够识别，那么打标机就可以