一.RFID技術說明
1.文檔說明
此方案目的是讓集成商、工程商及使用方了解物聯(lián)網(wǎng)RFID定位技術在人員定位的設計理念、原則、整體規(guī)劃及如何發(fā)揮其巨大作用的并詳細闡述相關物聯(lián)網(wǎng)設備工作原理、安裝位置等信息，以便集成商、工程商、使用方正確認識物聯(lián)網(wǎng)在人員定位領域帶來的革命性變革及目前該技術存在的不足，樹立物聯(lián)網(wǎng)在人員定位正確的認識。如您在閱讀過程中，遇到任何不解和困惑，請與上海仁微電子科技有限公司聯(lián)系。上海仁微電子科技有限公司對本文檔擁有最終解釋權。
2.半有源技術簡介
半有源RFID產(chǎn)品，結合有源RFID產(chǎn)品及無源RFID產(chǎn)品的優(yōu)勢，在低頻125KHZ頻率的觸發(fā)下，讓微波2.45G發(fā)揮優(yōu)勢。半有源RFID技術，也可以叫做低頻激活觸發(fā)技術，利用低頻近距離精確定位，微波遠距離識別和上傳數(shù)據(jù)，來解決單純的有源RFID和無源RFID沒有辦法實現(xiàn)的功能。簡單的說，就是近距離激活定位，遠距離識別及上傳數(shù)據(jù)。真正做到“運籌帷幄之中，決勝千里之外”的大將風范。
3.術語縮寫與解釋
RFID/射頻識別：一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸
半有源電子標簽：頻段2.45G復合125K技術，標簽未進入工作狀態(tài)前，一直處于休眠狀態(tài)，便于標簽電量壽命的延長;當標簽進入閱讀器的讀取區(qū)域時，同時受到激活器發(fā)出的射頻信號激勵，進人工作狀態(tài)。
低頻激活器：處于實時尋址狀態(tài)，實時“主動式”偵測周邊的有源電子標簽，并將自身攜帶ID編碼及天線ID編號發(fā)送到有源電子標簽接收模塊。
RFID讀寫器：接收并解調(diào)電子標簽發(fā)送出的射頻信號(包括標簽的ID信息，激活器的ID編碼和天線的ID編號等等)
電子防拆卸腕帶：半有源電子標簽做成腕帶式，當電子腕帶被拆卸時，能發(fā)出報警信息的腕帶被稱為防拆卸電子腕帶
手持式讀寫器: 也叫手持終端，能接收定位標簽發(fā)出的無線信號，并在自身屏幕是顯示出配帶標簽的人員簡單信息。
4.半有源RFID人員定位相對其他人員定位技術的比較
相對于有源RFID產(chǎn)品：
半有源RFID產(chǎn)品做人員定位管理，定位精度更精確，可定位到每個房間;做到相同定位精度，半有源RFID產(chǎn)品，成本要少很多，到達相同的效果，成本基本為有源RFID產(chǎn)品的一半;
半有源RFID產(chǎn)品，識別距離誤差更小，大概為10cm，而有源RFID，只能是一個大概的模糊距離，信號飄忽不定，沒辦法做到精確;
半有源RFID標簽，平時處于休眠狀態(tài)，不耗電，很省電的，電池可用5年，而有源RFID標簽，平時不斷的發(fā)送信號，要耗電很多。
相對于GPS衛(wèi)星定位：
半有源RFID產(chǎn)品定位，可以精確定位到每棟樓的每個房間，而GPS定位，只能到城市的某個區(qū)域某條街道某個小區(qū)某棟樓。
相對于手機區(qū)域定位：
半有源RFID產(chǎn)品定位，可以精確定位到每棟樓的每個房間，而手機定位，只能到城市的某個區(qū)域某條街道某個小區(qū)某棟樓。
綜上所述，相比較而言，無論是從經(jīng)濟成本上，還是定位精度及效果上面，半有源RFID技術產(chǎn)品，都有其獨特的優(yōu)勢所在，也是上海仁微電子最初選擇半有源RFID技術作為公司核心技術的緣由。
二. 人員定位需求分析
1.需求分析
當前傳統(tǒng)人員管理模式存在以下問題：區(qū)域較分散，需要多人進行現(xiàn)場管理;無法實時知悉人員分布情況，不能確定人員的位置(是否擅自離開等);不能做到管理到每個人;在人員遇到危險情況時，不能及時確定人員位置;無法查看人員歷時軌跡信息。傳統(tǒng)人員管理模式不僅在管理效率上較低，而且不能從根本上解決監(jiān)管到每個人的問題。雖然半有源RFID技術的人員定位系統(tǒng)的應用，可以從根本上解決人員管理存在的問題。半有源RFID技術不但解決了需要多人現(xiàn)場管理的問題，同時也極大的提高了工作效率。這種模式可以大大的改善管理模式，降低人員管理的成本。
2.人員定位功能性
實時監(jiān)控
地圖實時監(jiān)控，可顯示人員及設備分布情況
人員查詢定位
可對人員信息進行查詢定位，定位誤差5米以內(nèi)
人員歷史軌跡回放
可對人員歷史軌跡回放，進行動畫顯示，回放人員從一個區(qū)域到另一個區(qū)域的軌跡路線
報警
當區(qū)域人員非法聚集，擅自離開指定區(qū)域或進入非法區(qū)域，系統(tǒng)報警提示
視頻聯(lián)動
RFID技術與現(xiàn)有視頻聯(lián)動可實時查看事故發(fā)生的現(xiàn)場情況，為調(diào)配相關人員解決突發(fā)情況提供依據(jù)
三.系統(tǒng)簡介：
1.系統(tǒng)原理
半有源RFID技術人員定位系統(tǒng)通過RFID電子標簽的應用，以電子標簽作為目前最先進的標識碼，具備了不易破損、數(shù)據(jù)可靠、使用周期長、有效通訊距離長等特點，是替代條形碼、紅外線標識的最佳選擇。將其安裝在受控目標上，來作為目標的唯一標識進行追蹤和定位。
工作時，管理人員通過聯(lián)網(wǎng)的無線識別基站追蹤和定位目標。
a.半有源RFID電子標簽
半有源RFID電子標簽，是集成了有源RFID電子標簽和無源RFID電子標簽的優(yōu)勢，作為一種特殊的標示物。在平時情況，其處于休眠狀態(tài)不工作，不向外界發(fā)出RFID信號，只有在其進入低頻激活器的激活信號范圍時，標簽被激活后，才開始工作。
b.半有源RFID自動識別工作原理
結合低頻激活器，半有源RFID標簽，被激活后正常工作。而低頻激活器的激活距離是有限的，它只能在小距離小范圍精確激活，這樣，以低頻激活器為基點來定位，在不同的位置安裝不同的基點，然后在一個大區(qū)域用遠距離讀寫器識別讀取信號，之后用不同的上傳方式將信號上傳到管理中心，這樣，完成了整個信號的采集，傳輸，處理，應用的整個過程。
c.人員定位原理
示意圖：
如上圖所示，我們采用RFID半有源技術做人員區(qū)域定位管理，在每個被監(jiān)控區(qū)域，如每個房間，安裝RFID讀寫器，每個讀寫器都有自己的設備編號，當人員在房間里面時，人員佩戴的電子標簽被房間內(nèi)的讀寫器讀取到，這樣就判斷該人員在此房間里面;同時在走廊上每四個房間安裝一臺低頻激活器，延伸出4路天線，每個房間門口安裝一支低頻激活天線，這樣，人員在走廊內(nèi)移動時候會被不同的低頻激活器天線激活，從而實現(xiàn)人員的走廊移動判斷。
2.系統(tǒng)的總體結構
a.系統(tǒng)組成和架構
基于半有源RFID技術的人員區(qū)域定位管理系統(tǒng)由半有源RFID電子標簽、半有源低頻激活器、讀寫器(接收器、電子監(jiān)控基站)、網(wǎng)絡設備、計算機、服務器和系統(tǒng)軟件組成。下圖一個簡單的人員區(qū)域定位管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構：
系統(tǒng)網(wǎng)絡結構
b.系統(tǒng)區(qū)域定位示意圖
如上圖所示：通過不同的被激活的標簽所上傳的激活器的地址碼，可以判斷出不同激活器附近所在的人員情況，包括人員的數(shù)量，姓名，職務等信息。這樣，無論人員走到哪里，都會有當?shù)氐募せ钇麈i定他們，來確定他們所在的具體位置，并且及時的將信息上傳至管理中心，管理中心經(jīng)過一系列的變換處理，得出相關的結果。同時，也很輕松的完成了我們的既定目的，就是對人員的區(qū)域定位管理。
定位到房間的的設備安裝示意圖
c.系統(tǒng)樓層定位示意圖
如圖所示，在每個樓道口安裝一臺一體機，然后延長出兩路低頻激活天線(天線擁有不同的ID)，一路放在上樓道，一路放在下樓道，當人員帶著卡上下樓時候，被不同的激活天線激活到，讀寫器收到帶著激活器ID的標簽信息，從而判斷人員在哪個樓層。
定位到樓層的的設備安裝示意圖
d.邊界定位設計
有些特殊人員的定位的圍墻區(qū)域是不允許人員靠近的，需要在沿著圍墻安裝兩道激活邊激界，和定位基站，兩道激活邊界相距最好不小于4米，第一道激活邊界可安裝在圍墻的墻體內(nèi)、圍墻外、圍墻內(nèi)，但要遠離高壓電線，與壓線的距離不要小于3米，不要接觸其他金屬，如：鐵圍欄，路燈柱等，與這些金屬要有10厘米以上的距離，如下圖：
邊界天線2安排在圍墻外，邊界天線1安裝在圍墻內(nèi)
邊界天線形成的信號區(qū)示意圖
e.門禁進出管理系統(tǒng)
如上圖所示，我們給每一個需要管理的門禁安裝一臺低頻激活器，每臺激活器引出2路低頻激活天線，分別是1號天線，2號天線，各自布置在門禁的外面和里面，而在門禁旁邊安裝一臺我們公司自主研發(fā)生產(chǎn)的2.45G遠距離讀寫器，作為信號接收器。當人員佩戴著半有源RFID低頻激活標簽，進入門禁時，依次被激活天線1號和激活天線2號激活，這樣系統(tǒng)則判斷出人員進入門禁，相反，則系統(tǒng)辨識為出門。就這樣完成了整個門禁系統(tǒng)人員進出判斷的管理。
門禁設備安裝示意圖
f. 設備隱蔽安裝
安裝設備時候，我們可以充分利用安裝現(xiàn)場的基礎條件，靈活掌握安裝方式，一般我們的激活天線安裝在天花板上，隱秘安裝，形成美觀、簡潔的風格。
四.半有源RFID系統(tǒng)軟件介紹
1. 前臺登陸界面
通過專用的用戶名和密碼，可進入前臺管理界面，進行系統(tǒng)運行;
2. 軟件界面導航圖
3. 追蹤定位監(jiān)控整體流程
軟件應用的整體流程圖示
4. 后臺管理登陸界面
后臺管理登入界面，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，人員信息，設備信息，區(qū)域管理等做控制。
5. 人員檔案模塊
建立每個人員的數(shù)字檔案，詳細記錄每個人員各種信息，并且建立多維的查詢系統(tǒng)，可以簡單快捷查詢各種信息。可以整合原來的人員信息系統(tǒng)，實現(xiàn)信息共享。記錄被管理人員的日常行為，可以全面分析其行為模式。
管理員資料：包括標簽ID，人員編號，姓名，性別，證件名稱，證件號碼，證件地址，郵政編碼，聯(lián)系電話，人員級別，人員類別，狀態(tài)，備注，照片，簡歷，特征;
可對人員資料進行新增、修改、刪除、查詢。
人員資料包括：人員唯一系統(tǒng)ID、電子標簽ID號、人員編號、姓名、性別、證件名稱、證件號碼、證件地址、證件地址郵政編碼、聯(lián)系地址、聯(lián)系地址郵政編碼、聯(lián)系電話號碼、身份級別、權限組ID、實際權限字符串、受控對象狀態(tài)。
比如可以在管理終端輸入人員ID或姓名，對人員進行快速定位。
包括五部分：人員資料管理，管理員資料管理，監(jiān)控設備管理，電子地圖管理，監(jiān)控區(qū)域管理。
6. 人員實時位置監(jiān)控
7. 實時人數(shù)統(tǒng)計，電子點名
8. 非法進入重要區(qū)
9. 查看指定人員位置
10.軌跡回放
11. 設備管理
設備資料：包括設備ID，設備編號，設備名稱，設備IP，類別，位置，狀態(tài)，備注;
12. 標簽資料管理
對腕帶標簽進行維護管理，增加，刪除及修改。可設置腕帶標簽的啟用與終止。
13. 電子圖管理
對電子地圖進行維護管理，增加，刪除及修改，細化至具體樓層房間。
注：電子地圖部分需另行探討需求。
14. 區(qū)域管理
可設置管理策略，對特定區(qū)域進行維護管理，增加，刪除及修改。一個區(qū)域有獨立的定位器ID與接收器ID與中繼器ID，有最大容納人數(shù)。
五. 主要設備性能介紹
RW-R920/921型 吸頂式讀寫器
產(chǎn)品技術特性
識別距離 ： 0 ～ 150米
識別速度 ： 200 公里 / 小時
識別能力 ： 同時識別 500張以上的標簽
識別角度 ： 全向
天線增益 ： 4dBi，雙天線
工作頻段 ： 2.4GHz、125KHz(可擴4路低頻天線)
功耗標準 ： 工作功率為毫瓦級
通信機制 ： 基于 HDC 時分多址和同步通信機制
抗干擾性 ： 頻道隔離技術，多個設備互不干擾
安 全 性 ： 加密計算與安全認證，防止鏈路偵測
實時時鐘 ： 可支持RTC實時時鐘
存儲空間 ： 板載2M Byte，支持8G Micro SD卡
接口標準 ： RS232、RS485、Wiegand、RJ45、TT、WiFi等可選
擴展I/O ： 開關量信號輸入與輸出各3路
電源標準 ： DC 7.5～24V 800～3000mA
封裝特性 ： ABS工程塑料
可 靠 性 ： 工業(yè)級
尺 寸 ： Φ180mm、厚度51mm
重 量 ： 0.7kg
安裝方式 ： 吊頂或墻面安裝，提供專用安裝卡件
RW-R902型 定向讀寫器
產(chǎn)品技術特性
識別距離 ： 0 ～ 150米
識別速度 ： 200 公里 / 小時
識別能力 ： 同時識別 500張以上的標簽
識別角度 ： 定向(垂直30° 水平30°)
極化方式 ： 圓極化(更適合標簽朝向多變的應用)
增 益 ： 16dBi 接收32級可調(diào)、發(fā)射4級可調(diào)
工作頻段 ： 2.4 GHz ～ 2.4835 GHz
功耗標準 ： 工作功率為毫瓦級
通信機制 ： 基于 HDC 時分多址和同步通信機制
抗干擾性 ： 頻道隔離技術，多個設備互不干擾
安 全 性 ： 加密計算與安全認證，防止鏈路偵測
接口標準 ： RS232、RS485、Wiegand26、RJ45、TT、WiFi等可選
擴展I/O ： 開關量信號輸入與輸出各2路(可選)
電源標準 ： DC 7.5～12V 500～1000mA
封裝特性 ： 正面ABS工程塑料，背部鋁合金腔體
可 靠 性 ： 防雷防水防沖擊，滿足工業(yè)環(huán)境要求
尺 寸 ： 268×268×80mm
重 量 ： 2.1kg
安裝方式 ： U型專用金屬安裝套件
RW-R750型 低頻激活器
產(chǎn)品技術特性
激活范圍 ： 標配2組棒狀天線，每組0 ～ 3.5米半徑;最大可擴展識別范圍到1000m2
激活速度 ： 最大400 公里 / 小時通過時可被激活
激活能力 ： 同時激活500張以上的標簽
激活角度 ： 全向
中心頻率 ： 125KHz
抗干擾性 ： 采用時分多址技術，多設備互不干擾
穿透能力 ： 低頻波長2500m可完全穿越人體和墻體
標準接口 ： TT、RS485接口
電源標準 ： DC 7.5～18V 1000～3000mA
工作溫度 ： -40～+85℃
封裝特性 ： 鋁合金外殼封裝
可 靠 性 ： 防水防沖擊，滿足工業(yè)環(huán)境要求
尺 寸 ： 148×98×45 mm(未包括外置天線)
重 量 ： 0.55Kg
安裝方式 ： 吸頂、掛壁或地埋等安裝方式
RW-R680型 工業(yè)級手持式讀寫器
產(chǎn)品技術特性
操作系統(tǒng) ： Windows CE.Net5.0簡體中文版
CPU 類型 ： SUMSANG 400MHZ,電壓3.3V
內(nèi) 存 ： 128M Fash ROM/128M SDRAM
液晶顯示 ： TFT-ED QVGA液晶3.5”彩色觸控屏
數(shù)據(jù)采集 ： 2.4GHz RFID模塊，可讀可寫
增 益 ： 5dBi 接收32級可調(diào)、發(fā)射4級可調(diào)
識別距離 ： 0~150米(靈活可調(diào))
識別方向 ： 全向
無線網(wǎng)絡 ： 標配WIFI，可選配內(nèi)置GPRS/CDMA模塊/藍牙
其他選配 ： 紅外/GPS/拍照/測震功能/二位條碼
數(shù)據(jù)備份 ： SD卡及FASH雙重備份
二次開發(fā) ： MS EVC 4.0 及VS.NET 2003
電 池 ： 3.7V, 3200mAh可充電鋰電池，備用電池17mA(可保證數(shù)據(jù)6小時內(nèi)不丟)，運行大于8小時(視應用環(huán)境)，內(nèi)置電池管理軟件監(jiān)控和調(diào)試電池狀態(tài)。
功耗標準 ： WIFI 1.2W, GPRS 1W, 掃描0.2W
RFID 0.4W,系統(tǒng)0.3W，背光0.3W
工業(yè)等級 ： IP54(IEC60529)，抗跌落為1.2米
環(huán)境溫度 ： 使用:-15℃至50℃ 存儲:-20℃至60℃
物理接口 ： USB， 紅外線
擴展存儲 ： 最大支持2GB容量的SD卡
尺 寸 ： 190(長)×80(寬)×25(厚) mm
顯示部分：100mm×80mm×25mm
鍵盤部分：90mm×60mm×25mm
重 量 ： 380g(含電池)
使用壽命 ： 5-8年
認 證 ： 通過中國國家強制性產(chǎn)品3C認證，通過CE認證，具有中國信息產(chǎn)業(yè)部頒發(fā)的無線電發(fā)射備型號核準認證
RW-T700型 雙頻電子標簽
產(chǎn)品技術特性
識別距離 ： 0～ 150米可調(diào)
識別速度 ： 200公里 / 小時
識別能力 ： 具備200張/秒的防沖突性能
識別方式 ： 全向識別
固定增益 ： 0～3級可按需選定
工作頻段 ： 2.45GHz、125KHz、13.56MHz可復選
通訊速率 ： 250Kb/s、1Mb/s、2Mb/s
通信機制 ： 基于 HDC 時分多址和同步通信機制
抗干擾性 ： 頻道隔離技術，多個設備互不干擾
安 全 性 ： 加密計算與安全認證，防止鏈路偵測
讀寫功能 ： 176B～1K存儲空間(可選)
防拆功能 ： 防拆報警功能(可選)
功耗標準 ： 平均工作功率為微瓦級
電池配置 ： 軟包鋰電池，容量750mAh
使用壽命 ： 3年左右，可更換電池
電壓檢測 ： 電壓低于預設值時以無線提示(可選)
封裝特性 ： ABS工程塑料，抗高強度跌落與振動
環(huán)境特性 ： 工作溫度-40℃ ～85℃
工作濕度<95%
可 靠 性 ： 防沖擊，滿足工業(yè)環(huán)境要求
外 形 ： 方卡型，可按需提供內(nèi)置雙按鈕開關
尺 寸 ： 86×54×5 mm
重 量 ： 18g
安裝方式 ： 雙面膠粘貼或掛扣
RW-T710型 電子防拆腕帶
產(chǎn)品技術特性
識別距離 ： 0～ 150米
識別速度 ： 120公里 / 小時
識別能力 ： 具備200張/秒的防沖突性能
識別方式 ： 全向識別
工作頻段 ： 2.4 GHz 、有源125KHz
通訊速率 ： 250Kb/s、1Mb/s、2Mb/s
通信機制 ： 基于時分多址和碼分多址同步通信機制
抗干擾性 ： 頻道隔離技術，多個設備互不干擾
安 全 性 ： 加密計算與安全認證，防止鏈路偵測
防拆功能 ： 可提供多達3路的防拆(報警)功能;非授權強力取下立刻發(fā)無線報警信號、;需特定設備進行物理和無線指令復位
按鈕功能 ： 雙按鈕指令可用于求助報警、簽名刷卡
功耗標準 ： 平均工作功率為微瓦級
電池配置 ： 軟包鋰錳電池，容量900mAh
使用壽命 ： 1~1.5 年，使用授權密鑰可更換電池
封裝特性 ： PA工程塑料，抗高強度跌落與振動
環(huán)境特性 ： 工作溫度-40℃ ～85℃
工作濕度<95%
可 靠 性 ： 防浸泡防沖擊，滿足工業(yè)環(huán)境要求
外 形 ： 腕帶或腳鐐型，可提供OEM定制服務
尺 寸 ： 58×42×19.5mm
重 量 ： 55g
安裝方式 ： 螺絲鎖緊
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