基于RFID技术和物联网智慧枪支管理系统.docx

1、基于RFID技术和物联网智慧枪支管理系统智慧枪支管理系统第一章 系统简介1.1 系统内容北京昊天科技智慧枪支管理系统利用RFID射频识别技术实现对枪支的自动识别和信息化管理的系统。该系统能提供一个对军队枪支的库存、出入库、使用时的自动识别、智能管理的数字化平台，能有效、准确、智能地对进出库房的枪支进行信息自动识别、采集、记录、上传，以及对枪支的维护信息进行快速的查询、统计，从而建立起公安军队枪支管理的数字化信息管理系统，为人工的传统管理方式提供了高科技管理手段。可折叠型枪架示意图1.2系统优势自主研发产品便携式枪架具有小巧、方便携带、可折叠安放、减少占用空间等特点实现对进出枪支监管区域的取枪人

2、员进行非接触式信息采集，并对枪支进行自动化取、还、监管为一体的智能化管理系统采用连-营-团-指挥中心级别化管理方式，实现各级人员实时掌握枪支的状况，实现信息通透的管理方式； 避免了人工统计易出现人为差错，和信息交流不及时的传统管理模式减少了人工统计的工作量，提高作业效率从技术手段上遏制不轨行为的发生第二章 系统设计 总体架构和系统模型的建设：通过对网络架构、枪支、通信路由、软硬件组合及系统规模与性能进行深入分析，确立监控系统软件与数据采集硬件设备之间的层次关系，确定各功能模块的划分，模块之间的接口，完成总体架构的建设。充分考虑系统的可集成性（Integratability）、可配置性（Conf

3、igurability）、可适应性（Adaptability）、可扩展性（Extensibility）和可靠性（Reliability）； 软件平台的架构建设：基于面向对象设计技术、分布式网络、和各种先进的数据库及组态技术，建设适合即时、现场、远程监控的，便于扩容和修改的系统软件基础平台，充分体现面向离散对象的系统应用集成，支持实时活动，实现基于现场管理规则和综合管理知识的管控结合。 功能模块的具体软件开发，包括： A、连级管理模块B、团级及以上级别管理模块C、指挥中心管理模块工作流研究：设计工作流模型及网络数据流规划，支持各种控制和沟通策略，支持各种工作流程，实现管理过程的自动驱动、记录、跟

4、踪、分析、信息共享等，并容易实现与军队现有管理系统的无缝集成，形成一个信息流的顺畅通道； 设备通信与集成和数据接口技术：规范被监控设备与系统接口，包括数字或模拟传感器、可编程控制器（PLC）、直接数字控制器（DDC）、控制执行器等；各种设备和系统的数据格式及协议转换方式的研究，满足大容量、高速的数据存贮和访问，具有实时、连续的历史数据检索，提供复杂、特别的数据查询； 智能化决策支持功能的实现：实时监控的目的在于为调度、运行操作人员的决策提供数据，如果系统能在反映生产状况的同时具有数据分析功能，进而提出操作方案和建议，其实用性才能得以真正体现。这一问题的解决有赖于智能技术的应用和专家经验的归纳表

5、达； 系统测试：包括单元测试、整体测试和综合测试。 第三章 应用技术方案3.1系统的总体架构 北京昊天同泰科技研发的整个系统分为四级架构，由连级营级团级作战指挥中心组成。由于连级营级团级作战指挥中心通过军队专用的网络进行数据的实时共享，所以枪械的所有信息，可由其各个领导级的管理平台进行实时查询显示。上下级管理平台数据信息的共享主要体现在：（1）枪械实时状态信息共享。通过军队专用网络科实现枪支现状信息的共享，团级以上管理平台可实时查看现有枪械的情况。（2）警报信息共享。下级枪械室发生异样状况时，一旦触发报警，团级以上管理平台也可实时收到。（3）人员，枪械管理信息共享。人员信息和枪械信息的更改，会

6、及时更新到各级监控平台，不会造成所有管理信息的错误和延迟。（4）维护记录信息共享。（5）备份数据共享。上级管理平台监控调度除了信息的共享外，上级管理平台可完成对下级平台的监控调度功能。3.2 硬件平台基础 3.2.1 便携枪架（1）枪架组成枪架组成：异常声光报警灯、电子锁、触发器、读卡器、指纹、密码锁、可有充电干电池组。（2）技术规格协议：MONBUS外部接口：RS232 /RS485电池盒：使用一周，可充电枪架尺寸：待定枪架材质：优质钢材（3）设备接口电源接口电控锁接、报警检测开关声光报警接口主机/上位机接口读卡器接口指纹/密码接口（4）枪架电路原理3.2.2 手持机在枪库现场，使用PDA可

7、对枪架及枪支进行检测，对枪支相关数据查询、更新、以及向指挥中心枪支管理平台发送信息。（1）产品性能工作频率：2.4GHz2.5GHz ISM 微波段识别距离：有效识别距离可达1500m，可调节识别速度：最高识别速度可达200公里/小时识别能力：同时识别 200 张标签主 频：400MHz；操作系统：WINCE5.0、MOBILE6.0, 可以支持全球各种语言版本； 尺寸重量：125 x 77 x 19（单位/毫米）；显 示 屏：4.3英寸低温多晶硅高分辨800X480 真彩WVGA显示屏；摄 像 头：300万像素，自动对焦 ；无线模块：标配802.11b/g、蓝牙2.0传输功能+GSM/GPR

8、S+GPS；电池容量：标配2000mA.H大容量锂电池；喇 叭：双声道喇叭，每个喇叭功率为：700mW； 操作系统：WINCE/MOBILE。（2）产品特点我公司自主研发的手持机是专门针对行业性客户需求推出的一款性价比极高的手持智能机。集语音、视频、数据传输于一体，定位于专业的工业级手持终端，具有抗震抗摔,耐高低温等特点，适用于各种复杂恶劣的作业环境。该产品采用为终端的应急通讯系统可以应用到军队、公安、建筑、采矿、监狱、消防、地震救灾、武警防爆、港口作业、国土勘察、海关缉私、电力、铁路、高速公路、精准农业、畜牧业管理、食品安全、易燃易爆品溯源等领域。（3）原理图3.2.3路由器（1）产品性能工

9、作频率：2.4GHz2.4835GHz符合标准：IEEE 802.15.4读取距离：30300m天线接口：1个SMA型接口无线通讯接口：2.4G ZIGBEE读取速度：20250KB/S输出功率：5dBm25dBm（可调）电 源：12V 3A 直流（2）原理图3.2.4协调器（1）产品性能工作频率：2.4GHz2.4835GHz符合标准：IEEE 802.15.4读取距离：30300m天线接口：1个SMA型接口无线通讯接口：2.4G ZIGBEE有线通信接口： 10/100M Ethernet网路协议： DHCP、HTTP、TCP/IP读取速度：20250KB/S输出功率：5dBm25dBm（

10、可调）电 源：12V 3A 直流（2）原理图3.2.5人员标签（选用）3.2.6人员识别设备（可选）便携枪架留有多种接口，可选用各种人员识别方式。（1）无源读卡器 为军队取枪人员配备无源卡，采用刷卡方式进行取枪/还枪人员的身份识别。（2）指纹识别装置 采用指纹识别的方式进行取枪/还枪人员的身份识别。（3）密码装置采用输入密码的方式进行取枪/还枪人员的身份识别。3.3 通信方式可选择RS485串口通信电路和TCP/IP网络通信接口电路中的作为其中一种通信方式与PC机进行接口。终端采集到的信息经过通信接口进入PC机后，PC机再存储信息，处理信息，并将结果保存到服务器。PC 机也可以将取枪、还枪、枪

11、的库存等情况经通信接口传送到终端并在终端的液晶显示屏上加以显示，管理人员看到反馈信息后知道枪支实时的使用情况。在RFID DCS终端采集系统中，PC 机与终端之间有一定的通讯协议，以保证终端数据的通讯成功。北京昊天科技数据采集系统是智慧枪支管理系统基本数据采集和传输系统之一。该系统成熟、稳定，部署方便，可以很轻松的对多个读卡器的信息进行传输和采集操作，完全满足客户的数据传输需求。3.4 应用架构及功能模块 系统的应用架构图3.4.1用户分类身份权限使用设备各级系统管理人员对系统的硬件，软件，网络，安全进行维护，并在发在系统灾难的时候进行系统恢复的管理人员。计算机、PDA士兵进行取枪申请、接受上

12、级的取枪调度命令。取枪，还枪操作时，进行刷卡（唯一身份标识卡）或指绞进行身份识别。身份标签连级领导进行连队士兵取枪申请的审核，制定取枪计划，查看枪支的实时状态，枪支的出入库及盘点管理，警报处理查询，枪支紧急调度等功能计算机、PDA营级领导同连级类似，具有营级士兵和枪械的管理功能；此外营级可与连级共享数据信息，可查看连级的相关数据；还可对下级的申请报告进行审核，并进行紧急命令的下达，实现对下级的智能调度计算机、PDA团级领导同上，管理团士兵和枪械；同时实现与下属级别的信息共享和管理调度计算机、PDA指挥中心领导指挥中心为最高级别，可对下属级别进行完全实时调度和信息处理，同时可对进行连营团三级枪械

13、的实时全面监控和管理。计算机、LED、音箱、监视器、警示灯3.4.2连级管理平台模块分级管理流程（1）身份：士兵 使用设备：身份标签（或指绞）取枪：接收取枪计划取枪人员接收到上级下达的取枪计划。取枪计划包括取枪人员的信息和要取枪支的信息。在制定取枪计划的同时制定好取枪时间和还枪时间。确保指定的人员在指定的时间对指定枪支进行取的操作，在指定的时间进行归还。身份识别取枪人员根据取枪计划进行取枪操作。根据取枪计划中规定取枪时间进行指定枪支合法取出的操作：首先取枪人员在规定的取枪时间内到达枪械室，在枪架的感应开关处刷自己的身份识别卡（指纹、输入密码信息），当读卡器（或者指纹识别设备、密码机）感应到军人

14、具体身份时，枪械架上的ZigBee无线发射节点会将具体的取枪人员的信息，通过ZigBee无限网络传送到连队的后台管理平台，系统根据取枪计划对取枪人的取枪行为进行审核确认。电子锁开启根据取枪计划和无线网络传输的取枪人信息，进行取枪人员、取枪时间的核对。确认取枪行为合法后，对应此军人枪械的电子锁随即自动开启，军人即可取走枪械执行任务。同时，本次取枪过程会存储到数据库以便连级及上级的管理人员随时查询部队用枪情况。取枪对应此审核通过取枪人员的电子锁自动开启候，军人即可取走枪械执行任务。同时电子锁自动上锁，防止枪支的错放。电子锁自动关闭指定枪支被取走后，会触发枪底的压力感应装置。枪械架上的ZigBee无

15、线发射节点会监测到压力感应装置的触发信号后，进行电子锁的关闭。同时枪械架上的ZigBee无线发射节点将发送信号给指挥管理平台，记录本次取枪过程。非授权取枪：强行取枪：强行取枪会触动便携枪架上的联动报警开关，触发报警装置，进行声光报警，同时由枪械架上的ZigBee无线发射节点发送报警信息给连级管理平台，发送报警信息给相关负责人员（由系统设置）。取枪审核未通过取枪人员刷卡，如并未制定与其相关的取枪计划，便携枪架就会启动报警系统，产生声光报警，同时通过ZigBee无限网络将报警信息发送给连队后台管理系统，并以短信的方式通知相关负责人，如果在权利范围内可以作出相应应急措施，否则可以及时汇报给上级（团级领导），等待指示，作出决策。还枪：刷卡识别携枪人员在取枪计划指定的还枪时间内，携带待还枪支来到枪械室进行还枪操作。首先还枪人员在枪架的感应开关处刷自己的身份识别卡（指纹、输入密码信息），当读卡器（或者指纹识别设备