基于RFID的人员定位系统可行性研究报告Word文件下载.docx
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基于RFID的人员定位系统原理23
RFID理论和实践依据24
RFID关键技术和难点26
第一章
1.1安全生产现场管理系统前景展望
“安全发展”是党的十六届五中全会提出的指导原则，六中全会又把坚持和推动“安全发展”纳入构建社会主义和谐社会应遵循的原则和总体布局。
胡锦涛总书记在2006年3月27日中央政治局第30次集体学习会议上强调：
“安全生产工作关系人民群众生命财产安全，关系着改革发展稳定的大局。
高度重视和切实抓好安全生产工作，是坚持立党为公、执政为民的必然要求，是贯彻落实科学发展观的必然要求，是实现好、维护好、发展好最广大人民群众根本利益的必然要求，也是构建社会主义和谐社会的必然要求。
”党和国家如此高度重视安全生产工作，把“安全发展”作为一个重要的理念纳入我国社会主义现代化建设的总体战略，是对当前国家政治经济形势正确判断的战略决策，是确保国家稳定、经济繁荣和社会发展的重大举措。
为全面落实党和国家提出的“安全发展”观，加大安全生产管理力度，企业必须坚持走“科技兴安”战略，实现企业“本质安全”，依靠科学技术进步不断提升“本质安全”水平，用信息化提升安全管理的科学化，本系统正是采用信息化手段来提升安全生产现场管理，在有安全管理需求的军工企业、矿业以及交通行业均有广泛的应用需求，市场前景良好，可取到良好的社会效益和经济效益。
1.2电力行业安全生产现况
安全生产历来为电力行业所重视，为了保证安全生产，电力系统内部已建立多个各自独立的电力生产专业系统，如95598系统、配网调度系统、SCADA系统、抢修指挥中心系统等，并制定许多相关的法规和制度以规范电力行业的安全作业与管理。
尽管如此，却仍时常发生重大电力安全生产事故，以2008年初
的南方雪灾为例，就造成了129人死亡，直接经济损失达到1516亿元，多个省市地区的电网遭到大范围的破坏，其引发的停电事故给人民日常生活和工农业生产也带来了极大损害，电力安全生产警钟再一次敲响。
目前电力行业安全生产面临的挑战分为两类：
一类是在日常的电力生产管理过程中，如何及时、准确地采集、存储、监管电力生产巡视、检修、操作等现场的实时信息，预防习惯性违章和误操作的发生；
另一类是在电力生产发生人为破坏或自然灾害等突发事件的情况下，如何及时、全面地获取准确的突发事件的信息，根据预先制定的预案进行正确的指挥调度，将突发事件带来的损害降到最低。
解决这两个问题需要对电力的生产、常规检修、调度以及应急状况下的生产实施全方位“过程实时管理监督”；
实时记录作业施工现场动态过程，使所有事件信息都能得到及时、详细的记录；
通过动态视频音频使管理者能够在第一时间充分了解作业现场的实时画面，为管理人员的决策工作提供全面的数据支持，提高生产检修、故障抢修的反应速度；
通过对历史事件的统计分析为生产管理工作提供技术支持，全面有效地提高生产工作的合理性。
同时，电力生产应急指挥系统在技术上需要综合运用无线传输技术、卫星传输技术、定位技术、地理信息技术、计算机信息技术等多种技术手段，先进的应急管理指挥理念能够使领导小组在指挥中心实时了解事故现场发生的情况，快速全面地收集到与事故处理相关的信息，如抢修力量分布、抢修物资的供给、重点保护的供电单位等。
领导小组可以与事故现场的指挥小组以及事故处理人员进行实时通信，向现场指挥小组直接下达决策意见，并且告知与现场事故处理相关的重要信息，现场指挥小组和事故处理人员也能实时向急管理指挥中心的领导小组汇报现场情况。
基于上述我们推出RFID生产现场人员定位系统为现场生产安全提供更高的保障。
1.3RFID生产现场安全管理作用
1.3.1RFID可助力生产安全系统完善
目前电力行业在监测、监控系统的安装比较完备，但是针对电力施工人员本身的追踪定位系统安装使用率很低。
1.3.2RFID能够给安全生产提供巨大帮助
RFID在生产管理上的应用，主要是以计算机管理系统的子系统——生产安全管理系统为对象。
将射频识别技术应用于生产钱安琪管理系统，通过建立一个具有完整性、实时和灵活性的生产安全管理系统，对包括施工现场、作业工人的作业计划安排、工人进出的权限管理、生产现场人员分布、作业工人资料、安全物资流动等进行管理，实现生产安全管理信息化和可视化，同时提高企业生产管理和作业安全水平。
定位系统主要实现施工人员及设备安全监测工作。
在施工现场安装监控节点，出入的人员按照要求佩戴安装电子标签的腰带，或佩戴装有电子标签的安全帽。
RFID读写器通过固定频率的射频载波向电子标签传送信号，电子标签（工作人员随身佩戴）进入读写器的天线工作区域后被激活，并将载有个人信息的射频信号经卡内收发模块发射出去；
读写器天线接收到电子标签发来的射频信号，经过处理后，提取出个人信息，通过现场总线送至监控中心，记录工作人员经过地点、时间、活动轨迹等实时信息。
系统实现的最主要功能就是安全保障功能，系统根据数据库中存储的历史数据信息，可迅速了解施工人员的分布情况，一旦有可能引起未授权进入信息会马上报警。
1.3.3中国RFID技术推进得到国家政策支持
目前，中国政府已经通过制定扶持政策，实施科技专项，制定技术标准，组织产业队伍，启动应用试点等工作，积极推动RFID技术和产业的发展。
2006年，国家金卡办增设并成立了RFID应用工作组，目前有23个部委（行业）参加了该工作组，共同推动金卡工程RFID应用工作。
2008年，RFID又被列入《国家金卡工程（2008—2013年）发展规划》。
为了从宏观上规范和引导我国RFID的研发和应用工作，2006年国务院15个相关部门达成共识并联合颁布了《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书》，
白皮书研究分析了国内国际RFID技术发展现状与趋势，提出了我国的RFID技术战略、中国RFID技术发展及优先应用领域、推进产业化战略和宏观环境建设。
2007年，RFID技术又被列入《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》和《高技术产业发展“十一五”规划》。
在政府对RFID技术的高度重视下，未来RFID产品在人员定位中的应用会得到更好的发展
1.4RFID应用和推广途径
RFID技术作为一项先进的自动识别和数据采集技术，被公认为21世纪十大
重要技术之一，已经成功应用到生产制造、物流管理、公共安全等各个领域。
目前，欧美等发达国家在芯片、终端设备、系统应用方面，尤其是在标准制定和技术开发方面处于领先水平。
随着RFID技术的成熟和普及，各国政府都意识到RFID技术对未来的影响和蕴涵的巨大商机，制定相关政策或投入物力，积极推动本国RFID产业发展。
相信未来几年内，全球开放的市场将为RFID带来巨大的机会，市场将从培育期逐步过渡到成长期。
据预测，2009年全球RFID市场将猛增到100亿美元。
随着RFID技术的不断发展和标准的不断完善，RFID产业链从硬件制造技术、中间件到系统集成应用等各环节都将得到提升和发展，产品将更加成熟、廉价和多样性，应用领域将更加广泛。
对于国内市场，在政府支持和企业的推动下，RFID产业近几年得到飞速发展，其应用领域越来越广泛，同时也带动了相关产业的发展。
主要体现在：
政策支持:
在国家颁布的《2006-2020年国家信息化发展战略》和《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》中都阐述了发展RFID产业的重要性，指出推动RFID技术的发展，可增强我国信息产业的国际竞争能力、推动建设创新型国家;
科技部发表了《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书》，国家还设立了专项基金支持RFID产业的发展，为RFID产业的发展奠定了良好的政策、经济环境。
近年来，我国RFID技术的研发和产品设计都有相应进展，已经应用多个行业。
市场潜力大:
RFID技术的应用领域非常广泛，从物流管理到资产跟踪、防伪识别、公共安全管理、车辆管理到人员管理等都充满了巨大商机。
目前RFID技术在国内交通管理、物流、食品安全、重要资产的跟踪、防伪等领域开始应用。
主要应用:
就目前的市场情况而言，RFID技术将会首先在政府主导的项目中应用，之
后随着技术的进一步成熟和成本的进一步降低，逐步应用到各行各业中。
目前主要应用：
1）高速公路收费及智能交通系统
近些年中国的高速公路发展非常快，但是目前高速公路收费却存在一些问题，如，收费站口交通堵塞。
而RFID技术应用在高速公路自动收费上能够充分体现射频识别技术的优势。
在车辆高速通过收费站的同时自动完成缴费，解决了交通的瓶颈问题，提高了车行速度，避免了拥堵，提高了收费计算效率。
2）机动车自动识别与管理
通过建立采用射频识别技术的自动车号识别系统，能够随时了解车辆的运行情况，不仅实现了车辆的自动跟踪管理，利于管理，还可以大大减少发生事故的可能性。
另外通过射频识别技术对车辆的主人进行有效验证，防止车辆偷盗发生，且可以在车辆丢失以后有效寻找丢失的车辆。
便于车牌管理，防止假牌和套牌。
3）电子票证
使用射频识别标签实现非现金结算，解决现金交易既不方便也不安全的问题。
同时，射频识别标签可以用作各种票证以及人员管理等，达到方便、快捷。
如奥运会门票和世博会门票等。
4）动物跟踪和管理
射频识别技术可用于动物跟踪与管理。
将用小玻璃封装的射频识别标签植于动物皮下，可以标识牲畜，监测动物健康状况等重要信息，为牧场的管理现代化提供了可靠的技术手段。
在大型养殖厂，可通过采用射频识别技术的动物耳标方式建立饲养档案、预防接种档案等，达到高效、自动化管理牲畜的目的，同时为食品安全提供了保障。
射频识别技术还可用于信鸽比赛、赛马识别等，以准确测定到达时间。
5）资产追踪管理
将射频识别系统用于固定资产或仓库货物管理，可以有效地解决资产的盘点、维修以及货物流向等相关信息管理，监控货物信息，实时了解产品情况，自动识别货物，确定货物的位置等，如RFID图书馆应用管理系统。
6）人员定位系统
通过使用有源电子标签、定位器等设备，实现了对室内、室外人员或资产物品的准确定位。
无论当人员或资产物品在室内还是室外，都能够实时跟踪到它们的准确位置和移动轨迹，并将跟踪到定位数据通过有线或无线网组方式，实时上传给监控管理中心计算机，实现对人员或资产物品定位和有效的管理。
除此之外，RFID还将在门禁管理、防伪识别、生产的自动化及过程控制、人员管理等领域得到应用和推广。
1.5直接和间接效应
RFID人员定位系统从各个行业运用室内定位系统所带来的实际效果是节约生产成本，减少销售损耗，提高管理水平，防范安全事故发生和堵塞管理漏洞。
社会效益和经济效益是十分明显。
应用室内定位系统不会由于受到摄像机监视图象而引起侵犯个人隐私的法律问题的困扰。
实际上运用RFID定位系统解决的如“母婴识别防盗管理”、“专卖店商品自动盘点和隐形防盗系统”及“智能监狱管理系统”等针对人员和物品的即时识别和定位是要解决很多的问题。
如在某一时刻标签的具体位置在两个标识点之间徘徊的问题，大量标签在室内的具体位置的分布和同时显示的准确性问题，另外，标签和另一标签在同一地址之间如何绑定的问题，所有的关键问题就是N个标签在某一时间的具体定位问题准确标识出来。
要实现这个目标所需要的是各类知识和技术手段的掌控和延伸，及一些自适应技术的运用到哪个环节，加上软件无线电的技术手段的整体运用，才能实现真正意义上的室内定位。
RFID人员定位系统的成功推出改变了历来的人员和物体只能在室外、由GPS
来实现定位的局面，真正做到对于需要的定位的目标在室内环境下都可以做到何时何地在何处的真实情景再现。
第二章
2.1RFID技术发展回顾
RFID技术并不是全新的技术，其应用最早可以追溯到第二次世界大战时期
英国空军基地的军事设施上。
近年来随着微电子、计算机和网络技术的发展，RFID技术的应用范围和深度都得到了迅速地发展。
美国在伊拉克战争中对RFID技术
的成功应用，以及全球有影响的大企业计划未来几年里在零售商店和货栈开始使用RFID系统，使得该技术现在迅速成为全球瞩目的焦点，并被列为21世纪最有前途的重要产业和应用技术之一。
表1给出了RFID技术发展情况一览。
值得注意的是目前RFID已经发展到一个非常关键的阶段，就是形成全球统一标准的阶段，大规模应用虽然还未形成，很多相关系统也还是试验或带有验证性质的，但是RFID走向大规模应用的发展
趋势已经明朗。
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从技术上看，RFID最本质的特性就是无线通信技术和识别技术，有很多种技术实现方法，也有很多种应用形态。
但从技术发展趋势来看，目前所采用的RFID技术主要从两个技术领域演变而来：
自动识别技术和非接触型智能卡技术。
以RFID技术为基础，添加不同的技术特征，会出现多种不同名称的扩展应
用领域，如图2所示
2.2RFID标准化情况
与RFID技术和应用相关的国际标准化机构主要有：
国际标准化组织（ISO）、
国际电工委员会（IEC）、国际电信联盟（ITU）、世界邮联（UPU）。
此外还有其他的区域性标准化机构，如CEN国家标准化机构，如BSI、ANSI、DIN;
产业联盟，如ATAAIAGEIA等；
这些机构均在制订与RFID相关的区域、国家或产业联盟标准，并希望通过不同的渠道提升为国际标准。
与RFID技术有关的产业联盟主要是EPCglobal和泛在ID中心（UbiquitousIDCenter）。
其中EPCglobal是由美国统一代码委员会（UCC）和欧洲物品编码（EAN）组织联合发起成立的一个独立的非盈利性机构，UCC和EAN分别是推广北美和欧洲条形编码的组织。
EPCglobal目前以推广RFID电子标签的网络化应用为宗旨，继承了AutoIDcenter组织的统一行业内企业的技术标准制订工作，并成立公司（即EPCglobalInc）统一研究标准并推动商业应用，此外还负责EPCgobal号码
注册管理组织。
RFID系统主要由数据采集和后台数据库网络应用系统两大部分组成。
目前已经发布或者是正在制订中的标准主要是与数据采集相关的，主要有电子标签与
读写器之间的空中接口、读写器与计算机之间的数据交换协议、RFID电子标签
与读写器的性能和一致性测试规范以及RFID电子标签的数据内容编码标准等。
国际标准化组织ISO和EPCglobal在RFID的空中接口方面形成了多个标准，
如图3所示。
现有的RFID技术工作在多个无线频率范围内，常见的工作频率有：
低频125kHz与134.2kHz;
高频13.56MHz超高频433MHz860MHz-930MHz
2.45GHz等。
在相同的频率下也有多种RFID技术标准共存，比如13.56MHz就有ISO14443TypeATypeBISO15693ISO18000-3等标准存在，不同的标准采用的无线调制方式、基带编码格式、传输协议和传输距离各有差异，不同标准的RFID电子标签和识读器无法互通。
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2.1.1ISO/IECRFID国际标准化状况
在ISO/IECJTC31组的工作范围内，在ISO18000系列标准的范畴下，对RFID技术及应用的研究相对比较完整［1-6］。
目前很多RFID技术及应用标准仍在制订之中，尚未发布。
此外，ISO/IECSC17TC122等工作组也已经发布了一些标准，这些标准相对比较成熟，在部分行业内已经开始使用。
根据ISO/IECJTC31RFID技术的标准化工作计划，ISO将RFID的国际标准分为空中接口标准、数据结构标准、一致性测试标准和应用标准4个方面。
一致性测试标准主要针对的是电子标签和卡之间的空中接口和数据传输测试标准。
此外，其他3类标准对应的逻辑架构结构如图4所示。
A@4ISO定見的RFID标准這辑框架
图5给出了ISO/IEC在RFID技术标准化领域的工作内容。
人圏5ISO定笈的RFID标淮技术內容
在ISO发布的RFID空中接口标准中涉及到较多的基本专利，在ISO/IEC
18000系列标准的文本中已经有一些公司的专利声明。
ISO组织对知识产权的基本政策是专利持有者将按照公平、合理、无歧视的原则进行许可。
2.1.2EPC标准体系
EPCglobal是一个产业联盟，以推广RFID电子标签的网络化应用为宗旨，不但发布了EPC电子标签和读写器方面的技术标准，还推广RFID在物流管理领
域的网络化管理和应用，此外还负责EPCgobal号码注册管理组织。
可以简单地
将EPCglobal的研究范围总结为：
电子标签（含电子标签和识读器的技术特性）、EPG目标命名业务（ONS）（类似于因特网的域名服务器（NDS）系统，使物流环节能够共享EPC产品的产地信息等）、描述物品信息的标准化语言（PML）。
EPCglobal的标准化结构框架如图6所示。
EPC定文的RFID标庭总怵结构
可以看到，EPCglobal体系的标准化工作为4个方面：
电子标签和读写器的物品编码信息承载的技术要求；
EPC电子标签信息规范，即物品编码的规则；
EPCglobal提供业务方面，分为物品编码分配管理和目标命名业务；
软件方面的标准，分为应用层事件（与物流管理相关的数据采集和刷新等）和EPC信息业务层面（与物品信息对应的信息描述）。
与ISO相比，EPCglobal标准在电子标签和读写器的空中接口技术要求上略有差异；
在EPC电子标签信息规范方面要求只能接受EPCglobal承认的代码，在软件标准化方面进展比ISO快一些；
同时制订了EPC物品编码分配管理规则以及目标命名业务的措施推广EPCglobal业务。
此外，EPC定义了电子标签的种类，按照电子标签实现的功能分为只读式、带附加功能的被动式、半主动式、宽带点到点通信主动式以及在可以和不同级别
电子标签进行通信的无源标签等5类，如图7所示。
目前阶段在EPC联盟中重点推广的是只读的等级O（ClassO）和Classi类电子标签或者是拥有少量附加功能的电子标签。
到ClassIV和ClassV阶段可以看到，电子标签会朝着点到点的宽带通信以及电子标签之间的通信发展。
2.1.3RFID中国标准化情况
中国在RFID技术与应用的标准化研究工作上有一定的基础，目前已从多个方面开展了相关标准的研究制订工作。
制订了《集成电路卡模块技术规范》、《建设事业IC卡应用技术》等应用标准，并得到了广泛应用。
在技术标准方面，依据ISO/IEC15693系列标准已经完成国家标准的起早工作，参照ISO/IEC18000
系列标准制订国家标准的工作正在进行中。
此外，中国RFID标准体系框架的研
究工作也已基本完成。
另外2007年4月底，信产部发布了《关于发布800/900MHz频段射频识别（RFID）技术应用试行规定的通知》，根据信产部《800/900MHz频段射频识别（RFID）技术应用规定（试行）》的规定，中国800/900MHzRFID技术的试用频率为840〜845MHz和920〜925MHz发射功率为2W。
2.3国外的RFID技术发展现状和趋势
RFID射频识别技术被公认为是本世纪最有发展前途的信息技术之一，已经得到业界高度重视。
近年来，RFID技术应用发展迅速。
1、发展现状
RFID射频识别技术正在成为市场关注的热点。
RFID射频识别技术正在逐步被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多的领域。
各国政府、零售业巨头、IT业著名厂商给予高度关注，并且大力支持甚至给于巨大的投入，全面推动RFID电子标签产业快速发展。
由于发达的国家RFID电子标签工作开展得较早，所以在标准、技术、产业链及应用方面都已经比较完备，并且仍在发展中。
发达的国家在核心技术尤其是在芯片技术上目前已经提供了相对完备的产品线，并且由于技术进步和RFID电子标签工艺的提升，以及成本的降低，应用推广进入了良性循环。
随着全球产品电子代码中心推出第2代超高频（UHF）RFID电子标签标准（EPCG2作为欧美地区的新标准，各大供应商的EPCG芯片纷纷亮相：
飞利浦公司推出UCODEEPC芯片；
Impinj公司推出Monza芯片和读取器平台；
TI也推出EPCG产品，并且实现量产。
相对于第1代标准，EPCGen具有若干优势，例如，中心频率在900MHz使读出速率达到500~1500标签/秒，反向散射数据速率提高到650kbps，扫描范围提高到30英尺。
许多高科技公司，包括英特尔、微软、甲骨文和SUN等，正在开发支持RFID射频识别电子标签专用的软件和硬件。
2、发展趋势
RFID射频识别技术已经逐步发展成为独立跨学科的专业领域。
RFID射频识
别技术将大量的来自完全不同的专业领域的技术（例如，高频技术、电磁兼容技术、半导体技术、数据保护和密码学技术、电信技术、制造技术等）综合起来。
过去的十多年，RFID射频识别技术得到了快速发展，逐步被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多的溯源和防伪应用领域。
而随着技术
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