智慧医院RFID人员定位系统解决方案.docx

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智慧医院RFID人员定位系统解决方案

智慧医院RFID人员定位系统解决方案

1.系统简介

RFID是一种通信技术，可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

因此，RFID是一种非接触式自动识别技术，可以快速读写、长期跟踪管理，因而在智能识别领域受到广泛青睐。

同时，随着物联网技术在我国的快速发展，作为物联网支撑技术的RFID技术被认为是有发展前途的信息技术之一。

未来几年中，将有更多的产品中会被植入RFID标签，RFID技术的应用将会是相当的广泛。

定位服务是非常受到人们青睐和重视的一项技术。

目前，人们比较熟知的定位服务是GPS（全球定位系统），还有我们的国家的北斗定位系统；而越来越多的其它无线网络技术也开始进入定位服务这一领域，而RFID技术在物联网的广泛使用，使得在室内，和其他特定区域的定位上，RFID定位已经具有很大的优势。

RFID智能定位系统，是一种区域性的定位系统，就是利用2.4G的RFID技术，对人和物的自动识别和区域性定位，实现对人和物的管理，如：

人员考勤、人员和物品查找、人员和物品的区域限定、人员统计、视频联动、历史轨迹查询、重点区域管理等等。

2.系统意义

Ø对人员实时监督管理（可实时查看人员位置、人员数量、任何房间人员信息、人员动态变化、人员遇突发事情求助、进入危险区域告警信息等）。

Ø主动预警，解决事故发生滞后性问题，将事故发生隐患提前暴露，避免事故发生

Ø突然场景再现，物联网技术与现有视频联动可实时查看现场情况，为调配相关人员及时解决突发情况提供依据

Ø减轻工作人员管理的工作量，减少人力成本投入，提高工作效率

Ø推动对人员的管理工作向制度化、规范化、实时化发展，确保人员安全稳定，为逐步实现“智能化全方位监管”奠定坚实基础。

3.系统架构与方案阐述

RFID定位系统主要由定位标签、定位基站和定位系统软件两大部分组成

3.1定位设备组成部分

1）RFID吸顶式定位基站（也叫阅读器、定位AP）。

定位基站主要是负责数据采集标签发出的信号，并上传到定位服务器，安装在定位区域内。

2）RFID定位标签。

定位标签为有源RFID电子标签，定位标签定时向外发送2.4G信号，和接收激活信号。

标签内置电池，电池可更换，因为标签的功耗较低，所以人员标签的一块电池。

人员定位标签有腕带式和卡片式，卡片式上可定制功能按键，可用于求救呼叫或位置上报功能。

3）激活天线。

低频激活天线通过二芯屏蔽线与双频基站相连接，激活天线主要安装在出入口区域，辅助进出判断和定位，低频激活天线分为地感式线圈天线和棒状天线两种。

4）网络设备

5）计算机及服务器

3.2定位系统软件组成

RFID智能定位系统采用云计算技术，通过云计算的设计可以把大量的数据处理工作通过多台服务器共同来完成，避免了单台服务器处理所有的数据带来的运算压力，定位系统软件由四个部分组成。

1）系统核心程序：

主要是负责数据的管理和接收数据采集端发送过来的数据，并对采集端送来的数据进行比对、查询、统计等等。

2）信息采集程序：

主要负责采集定位标签的数据，并对标签进行定位计算。

3）展示端程序：

负责地图显示，人员位置显示，告警输出等等。

4）后台管理：

负责对设备管理，人员与物品跟标签的关联，人员、物品的档案管理，定位区域管理，以及各种查询统计等等。

4.系统功能介绍

4.1、人员区域实时定位及统计

能够实时定位佩带定位标签的人员所在区域，并显示在监控端地图上。

系统可根据被定位人员的定位标签ID进行实时监控人员的运动轨迹，可以知道被定位人员的实时位置。

同时，系统可以通过定位基站的不同ID进行区分被定位人员所在楼层，每一个楼层相关信息显示在系统的电子地图上，实现人员定位的精确性。

4.2、越界、消失报警

在医院中有些区域是医院内部工作区域，该区域是重点监控区域。

病人或者其他医生在未经过允许的情况下不能进入该区域，因此，这些区域应该做到重点保护，外来人员进入时系统可以进行报警提示。

系统可以识别电子标签的ID，只允许规定的电子标签ID有权限进入该区域，未在授权人员进入时系统可以直接提示报警信息。

例如：

某些区域属于重要区，未经允许的人员进入将发出报警信息，系统监管人员可以及时指挥处理相关越界处理事件。

也可以在某些区域可以设定某些人员在设定的时间内不准离开，如果离开或消失系统告警。

工作人员可以实时定位病人的运动轨迹，进行对病人的实时监控防止意外发生。

4.3、轨迹回放

可查询某个标签指定时间段的移动轨迹，这个时间段这个标签都去过哪些区域，可把把轨迹生成报表。

精确定位病人的运动轨迹，实现对病人的监护管理，同时也对并人的丢失、迷路进行一个保护跟踪等。

4.4、视频联动

可以给每个定位设备绑定一个摄像头，通过在监控端的地图上，点击定位设备图调用定位设备所在区域的视频。

当有特定的告警时，系统会自动调出发生告警的区域的视频。

4.5电子标签故障报警

电子标签的故障，主要是指标签电池电压低；佩戴在人员手上的腕带被破坏或被拆除；

只要佩戴在人员手上的腕带被脱下来系统都会的提示告警；无论是剪断，还是用工具正常拆除，系统都会有告警。

当标签的电池电压过低时系统也会提示，此时需要尽快更换电池。

4.6人员求助

卡片式定位标签上有功能按键，当人员遇到危险或其情况需要求助时只需要按下功能键系统就会显示求助的位置，并调出附近的摄像机视频。

工作人员可以及时地安排相关人员进行现场协助。

4.7行程安排

可提前安排人员行程，如：

张三上午8点11点必须病房，11点半到12点间必须在食堂，晚上7点到第二天7点半必须在病房。

如果9点的时候，张三XX离开病房出现在食堂。

系统就会告警：

张三非法离开病房进入食堂。

4.8远程调度

系统可以将电子标签与手机进行绑定，可以通过后台监控指挥人员进行远程指挥病人进行一个具体事项操作指挥。

4.9信息储存

每一个电子标签都有唯一的ID，在病人办理入院手续时，可以将病人的病例信息及病人的基本信息储存在数据库，并将该病人的相关信息绑定电子标签。

系统可以通过ID查询到该病人的人员基本信息、入院信息及相关病例等。

当病人出现紧急求救时可以及时查询到病人的基本信息，通过通讯工具及时联系到病人的主治医生和护士。

当病人办理出院手续时可以将病人的相关资料与电子标签的ID解除绑定。

可以实现电子标签的重复使用，并且人员信息的准确性。

5.系统原理

本系统是属于一种感知定位系统，利用RFID远距离识别的原理。

对进入某些区域的标签进行自动识别和区域性定位。

也就是当人员佩戴定位标签，到达某个区域后，在远端的定位系统，能实时检测到佩戴标签的人员当前所在区域，并显示在区域地图上。

本系统中的定位标签就是一种有源的RFID电子标签，每个标签都有一个不重复的编号，每个标签编号绑定一个人的身份信息。

定位标签每隔一定时间会主动向外周围发送电磁波，电磁波上载着标签的编号和其他定位信息。

布设每个定位区域的读写器（基站）会时时检测每个采集到的标签信号，然后把检测的标签信号和标签的编号上传到定位服务器，因为每个定位基站所处的物理位置不同，所以同一个标签不同的的基站检测到的标签信号强度是不一样。

定位系统就是通过每个基站检测到的每个标签不同的场强大小，来判断标签当前所在区域。

如下图：

有两个区，A和B

在上图中，人员佩戴编号为101的标签进入A区后，在A区的基站1和在B区的基站2同时检测到标签101；基站1和基站2都把自己检测到的标签信号强度上传到定位服务器；原理上，基站2检测到的标签的信号是有墙体遮挡的信号，而基站1的检测到的信号是没墙体遮挡的，信号要比基站2检测到的信号要好，所以，系统很容易判断出，标签当前位置是在A区。

但是在实际环境使用中，标签在A区时，偶尔也会出现，基站2的信号会比基站1的信号要好，为了防止这种偶然性的情况影响系统的位置判断，我们需要在每个区域的出入口处安装一个激活天线路径标记，该标记与他所在区域关联。

如下图，每个区都一个关联激活天线，每个激活天线都有一个唯一的编号，当标签靠近该天线时就会带上天线的编号，标签向外发送信号时同时也会发送该编号。

系统通过每个区域的基站检测到的信号强度加上标签所带的激活天线编号来判断标签当前所在区域。

如下图：

在上图中，当基站2检测到的标签101信号好于基站1时，但是标签带的激活天线的编号是3100，不是3102，所以这时系统不会认为标签在B区，这样提高了标签位置判断的准确性。

5.1大楼区域定位设备安装和区域划分

1）定位到楼层

需要在每个区域的出入口安装基站天线和基站以及激活天线。

下图是二楼以上的设备安装位置层的设备安装方式

2）定位到房间

如果需要更精确定位，也就需要知道在哪一层的哪一个房间里，则除需要在楼梯出入口处安装设备外，还需要在每个房间门口1.5米高位置安装一个棒状激活天线，房间门口内外各安装一个基站天线，定位基站设备安装在走廊上。

6.系统拓扑