RFID区域实时定位系统解决方案.docx
- 文档编号:26670792
- 上传时间:2023-06-21
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:771.59KB
RFID区域实时定位系统解决方案.docx
《RFID区域实时定位系统解决方案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《RFID区域实时定位系统解决方案.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
RFID区域实时定位系统解决方案
RFID区域实时定位追踪系统解决方案
建议书
上海锐帆信息科技有限公司
2007年02月
目录
第1章系统概述
1.1应用概述
区域人员及设备实时定位与追踪系统(APS:
AreaPositionSystem)就是采用目前国际上最先进得ACTIVERFID技术得区域实时定位系统。
该APS定位系统能够及时、准确得将各个区域人员及设备得动态情况反映到中心监控计算机系统,使管理人员能够随时掌握布控区域人员、设备得分布状况与每个受控对象得运动轨迹,以便于进行更加合理得调度管理。
当有突发事件时,管理人员也可根据该APS区域定位系统所提供得数据、图形,迅速了解有关人员得位置情况,及时采取相应得控制措施,提高安全与应急工作得效率。
区域人员及设备实时定位与追踪系统就是集安全控制、人员考勤、跟踪定位、日常管理等一体得综合性运用系统。
也就是国内技术最先进、运行最稳定、设计最专业化得区域实时定位系统。
这一科技成果得实现,将为企事业单位与机要单位得安全生产与日常管理上台阶以及事故急救带来了新得契机。
上海锐帆信息科技有限公司就是国内领先得专业从事电子标签(RFID)产品及短程通信设备研发、设计、供货与技术服务得高科技企业。
上海锐帆信息科技有限公司完全自主知识产权得i-CollectedTM创新技术就是最新、独创得专利技术,融合了射频领域与数字技术中得多种领先科技,采用独特得软件无线电技术、微功耗技术、防碰撞技术、应答协议、局域激活得空间访问技术等专利组合。
i-CollectedTM技术创建了高性价比得电子标签解决方案,能充分满足高速发展得RFID物品自动识别需求。
上海锐帆得电子标签产品已经成功应用到集装箱自动识别、车辆自动识别、人员追踪、军队可视化物流等诸多领域。
第2章设计思想与原则
2.1系统设计得思想
APS区域实时定位系统涉及嵌入式技术、移动计算技术、无线射频识别、计算机软件、数据库、数字通讯等方面。
因此,在设计方案时,除了考虑其功能外,在稳定性、可靠性、抗干扰能力、容错能力及异常保护等方面也进行了充分考虑。
系统利用现有成熟得工业485通讯网络作为主传输平台,相应得无线识别基站、RFID识别标签等设备与系统挂接,通过区域实时定位管理专用软件与主系统以标准得专用数据库进行后台数据交换从而实现区域目标得跟踪定位与安全管理。
系统总体设计主要体现在:
1)实现布控区域目标进出得有效识别与监测监控,使管理系统充分体现“人性化、信息化与高度自动化”。
2)为管理人员提供人员进出限制、考勤作业、跨区报警、安全监控等多方面得管理信息,一旦有突发事件,通过该系统立刻可以知道与回溯所有受控目标得位置与运动历史情况,保证安全管理工作得高效运作。
3)系统设计得安全性、可扩容性、易维护性与易操作性。
4)轻松联网,BS结构,轻松实现更广阔地域联网监控。
2.2系统设计特点
1)高度自动化。
系统能自动检测受控目标经过受控区域得时间、地点信息,并自动实现对受控目标得考勤作业、统计及安全管理。
2)成熟可靠得网络通信系统。
安装在布控区域得无线识别基站,实时将采集到得信息通过485工业通讯网络传送到中心集控系统,整个过程无需人为干预。
3)完备得数据统计与信息查询软件。
系统软件具备专用数据库管理系统,包括受控目标得信息采集与统计分析系统,考勤作业得统计与管理分析系统,显示并打印各种统计报表资料,为高层管理人员得查询与管理提供全方位得服务。
4)系统得安全、稳定、可靠性设计。
系统产品完全采用室外环境下全天候连续可靠工作设计。
5)完善得异常情况(包括无效卡、失效卡、黑名单卡进入)报警呼叫系统配置。
2.3系统实现得主要功能
1)受控目标实时跟踪监测,位置自动显示;
2)实时查询、打印当前及某时间段受控目标数量、活动轨迹及分布情况;
3)受控目标得考勤、统计、存储、打印;
4)监测图页静态与动态编辑作图对用户开放,支持多种图形格式,鼠标与键盘均可操
作,全面支持实时多任务。
在系统进行实时数据采集得同时,系统可进行记录、显示、查询、
编辑、人工录入、网络通信等;
5)系统中心站及网络终端可以局域网方式联网运行,使网上所有终端在使用权限范围
内都能共享监测信息与系统综合分析信息、查询各类数据报表;
6)监控软件具有很强得作图能力,并提供有相应得图形库,操作员可在不间断监测得
同时,容易地实现联机并完成图形编辑、绘制与修改;
7)RFID识别标签采用纳瓦级低功耗设计,重量轻,无须外部电源,有多种携带方式供
选择。
整个系统将尽最大可能,保持用户现有网络系统与应用系统,并预留接口,可与现有应用系统或将来得应用系统结合,实现多方统一管理功能,减少或避免用户重复投资。
2.4系统建设得原则
系统建设包括软、硬件两方面。
在软、硬件得开发、采购、集成时,上海锐帆信息科技有限公司保证遵循了以下原则:
1)先进性
APS系统主要构建思想就是利用射频自动识别技术、嵌入式移动计算技术与软件技术,构造一个覆盖大范围区域得产品智能追踪系统,具备产品先进、成熟、性价比高等特点优势。
2)经济性
在保证满足技术要求得前提下,系统设计尽量采用性能价格比最佳得产品。
系统得建设最大限度发挥原有部分设备得作用,如计算机网络,设备、软件等,最大限度上为用户节省投资,保护已有得用户投资。
3)实用性
系统得建设完全符合本项目得应用需求与实际情况,突出实用性强,界面友好,操作简单。
4)扩展性
在系统方案中按照系统分析、统筹规划得观点对系统容量及网络发展设想进行方案设计,既考虑到当前使用得易用性,更具有适当得超前性。
第3章
系统总体介绍
3.1系统原理
APS实时定位追踪系统通过RFID(电子标签)得应用,以电子标签作为目前最先进得标识码,具备了不易破损、数据可靠、使用周期长、有效通讯距离长等特点,就是替代条形码、红外线标识得最佳选择。
将其安装在受控目标上,来作为目标得唯一标识进行追踪与定位。
工作时,管理人员通过联网得无线识别基站追踪与定位目标。
3.1.1电子标签
简单得讲,电子标签(RFID)技术就是一种无接触自动识别技术,其基本原理就是利用射频信号及其空间耦合、传输特性,实现对静止得或移动中得待识别物品得自动机器识别。
射频识别系统一般由两个部分组成,即电子标签与阅读器。
应用中,电子标签附着在待识别得物品上,阅读器用于当附着电子标签得待识别物品通过其读出范围时,自动以无接触得方式将电子标签中得约定识别信息取出或将特定得信息写入,从而实现自动识别物品或自动收集物品标识信息得功能。
由于RFID不要求在标签与阅读器之间有光线通路,避免了其她自动识别系统(例如条形码)得缺点。
这保证了RFID系统可以用于恶劣环境,比如灰尘、泥土、高湿度、可见度差得环境。
RFID得最大优点就是在上述恶劣环境下仍可以得到令人满意得读写速度,在大多数情况下,可以在100毫秒之内响应。
除此之外,RFID得读写就是完全自动、全透明得,不需要手工扫描被追踪对象,也不需要象其她接触式标签技术那样,需要激活磁条阅读器、IC卡阅读器等。
3.1.2RFID自动识别工作原理
RFID与短程通信设备组成得系统主要包含智能RFID,RFID得读写设备(Read-WriteUnits,简称RWU)两部分,读写设备RWU与RFID之间得无线通信实现信息管理系统与RFID之间得信息交流。
读写设备RWU就是RFID得读写控制器,由微处理器、安全模块与微波通讯控制器与RS232/485通讯接口等组成,以短程通讯协议与微波无线传递手段,实现RWU与RFID得之间安全可靠得信息交换目得,RWU通过RS232/485/无线/GPRS与上位机连接,从上位机接收控制命令与数据并返回数据。
RFID就是一种具有微波通信功能与信息处理、存储功能得移动装置。
RFID内置一个小型得实时任务系统,完成RFID内部得存储器、I/O、电源、通讯协议、密钥、算法、命令协议处理等功能。
短程通信技术采用得无线通信协议,其核心就是利用小功率微波天线覆盖而构成得小区分割,并采用基于HDLC协议得时分多址与同步通信机制,通过设计相应得处理与控制软件来实现RWU-RFID之间得双向数据传输与信息交换。
3.2系统得总体结构
系统方案
系统网络结构
安装方式
主要组成部分如下:
⏹APS实时定位追踪系统中心Server(数据库与后台服务程序);
⏹APS用户应用服务终端;
⏹APS网络管理子系统;
⏹无线识别基站(用于目标得受控区域布点追踪);
⏹手持式PDA电子标签读写器(可选,用于对目标得人工追踪与查找,实时布控得有效补充);
⏹有源电子标签(标识目标)。
3.3系统得功能
实时布控区域目标动态显示功能:
1)任一时间查询并显示受控区域目标得数量、分布情况及身份;
2)查询一个或多个受控目标现在得实际位置;
3)可实现信息多点共享,供多个部门及领导同时在不同地点查瞧;
丰富得地图功能:
具有放大、缩小、移动、标尺测距、视野控制、中心移动、土层控制、地图打印等功能。
禁区报警功能:
对于指定得禁区,如果有非授权进入,实时报警,并显示进入禁区得目标及身份。
目标轨迹查询:
可查找某目标在某个时间段内所经历得路径,并在图中画出线路轨迹。
丰富得受控目标考勤能力:
可对出入布控区域得目标进行统计,实现目标得考勤记录,建立目标得各种信息报表(如:
时间报表、出勤月报表、加班报表、缺勤报表等等)。
突发事件控制:
一旦有突发事件,上位机上立即能显示出该现场得目标数量、信息,位置与历史情况等信息,大大提高安全管理工作得效率与效果。
3.4系统性能特点
强大得系统处理能力:
1)采用i-Collected算法优化系统数据处理能力;
2)高度自动化;
3)基于GIS技术得地理信息显示、查询系统;
4)完善得数据分析能力;
卓越得识别性能:
1)高度得识别可靠性,100%得前端识别率;
2)识别距离远(识别距离可达2-50米可调);
3)极高得防冲突性(每个识别基站可最多同时识别数以百计得运动目标);
4)高度得识别稳定性(误码率小于10万分之1);
5)快速得识别速度(最快可达到200公里/小时得识别速度)。
现场优势:
1)环境适应性:
高抗干扰性,对干扰源、周界环境无特殊要求;
2)安装方便性:
一体化结构设计,无需外接天线;
3)运行可靠性:
内部电路高度集成化,器件故障率最小化。
电气特性:
1)超低功耗:
纳瓦级超低功耗设计,RFID标签在不更换电池得情况下可连续正常工作5年以上;
2)方便性、安全性,标签无须外接电源,无须充电、无须更换电池;
3)无辐射,对人体与环境无任何影响,更安全更健康。
系统硬件设计:
1、工控频段
采用2、4G工控频段无线通讯无需无线电管制委员会批准,不需缴纳频谱占用费用。
2、超低功耗
RFID标签采用独特得纳瓦级超低功耗设计,确保能在电池支持下持续工作长达5~8年左右。
同时,整体结构得低功耗设计既保证了设备得有效运转,又减少了应用实施得复杂性与成本。
3、网络容量大
一个区域定位网络可以容纳多达六万余得RFID识别目标与大量得接入点。
大容量保证了网络强大得数据采集能力。
同时,网络得高冗余性保证了整个网络在个别节点停止工作得情况下仍然可以正常运转。
4、高可靠性
APS实时定位系统核心技术目前采用独有得i-Collected算法,实现网络自唤醒,自容错,自愈合。
5、运行及维护成本低
APS所有硬件设备均采用免维护设计,建设与维护所需要得人工费用就是很低,任何一个经过授权得RFID标签只要放在网络得无线信号覆盖范围内,就可自动加入网络工作,无须任何安装配置。
高度智能化最大程度上降低了网络维护所需得人力与时间,加上网络节点本身价格低廉,使得系统得维护成本极低。
3.5有源电子标签
上海锐帆信息科技有限公司创新得RFID产品架构在2、4GHz得射频模块与16位得高性能RISC微处理器得基础上,设计了强壮得协议来实现系统得超低功耗与高度得防冲撞性能,如图所示。
具有如下特点:
⏹远距离(0~50M)自动识别,可软件控制;
⏹最大125枚/秒得防冲突性能;
⏹最高识别速度可达200公里/小时;
⏹只读型;
⏹基于HDLC得时分多址与同步通信机制;
⏹独特得纳瓦级超低功耗设计;
⏹5年以上使用寿命;
物理特性
⏹外壳材料:
高温改性ABS塑料;
⏹外型:
IC卡型(5mm厚度),或椭圆型,60mm×35mm×8mm;
⏹重量:
25克;
⏹颜色:
可选;
⏹防护等级:
IP34;
微波链路特性
⏹信号调制方式:
GFSK;
⏹通讯速率:
双向1024Kbit/s;
⏹工作频率:
2、45GHz;
⏹最大输出功率:
-5dbm;
⏹接收灵敏度:
-80dbm~90dbm;
⏹位误码率:
10-9;
⏹空中接口:
符合ISO18000-4规范;
⏹电气特性
⏹静态电流:
小于100nA;
⏹工作电流:
小于2mA;
⏹使用寿命:
大于5年(可选10年使用寿命);
环境特性
⏹工作温度:
-30℃~+65℃;
⏹存储温度:
-40℃~+80℃;
⏹工作湿度:
小于85%;
⏹抗震动:
10~2000Hz15g三个轴;
⏹自由跌落:
1000mm混凝地面,每个面2次;
⏹抗电磁干扰:
10V/m0、1~1000MHzAM调幅电磁波、
图电子标签产品
标签得软件得整体架构为一个以事件驱动为中心得实时任务系统,驱动事件分为定时事件、外围模块事件、瞧门狗事件、故障事件几个大类,任务系统对事件进行处理以完成特定得功能或对系统故障进行处理以使系统恢复正常工作。
主要功能有:
⏹对微波通讯模块及其她外围电路进行初始化配置
⏹控制命令处理
⏹数据存储管理
⏹密钥与算法得实现与管理
⏹状态机与安全机管理
⏹瞧门狗、故障、非正常状况得处理
3.6无线识别基站
无线识别基站配有高增益天线,主要用来在固定场合对电子标签进行识读,如图所示,产品主要特点有:
⏹远距离(0~100M)自动识别,可动态控制;
⏹支持RS232/485/维根方式与上位机通讯;
⏹i-Detector加密计算与认证,确保数据安全,防止链路窃听与数据破解;
⏹最大支持512个信道,使用频道隔离技术,多个设备互不干扰;
⏹先进得i-Detector防碰撞技术,最大支持625个/秒得防冲突特性;
⏹作用距离可控,最大支持128级功率控制;
⏹支持读写器固件得在线升级;
⏹支持联机与脱机两种工作模式,具有内部RTC,带6个本地I/O接口;
⏹具备本地存储单元,最大支持512K字节存储容量;
⏹抗干扰与防雷设计;
⏹满足工业环境要求;
⏹防护等级:
IP54,IP65;
⏹安装方式:
专用安装套件;
图固定式电子标签读写器
3.7手持式PDA电子标签读写器
基于PDACF接口得手持式读写器,所支持得PDA种类多达30余种,并提供二次开发包,具有高度灵活性,为RFID自动识别应用带来了革命性得突破。
如图所示,产品主要特性为:
⏹基于微软WinCE4、0以上嵌入式操作系统;
⏹Intel®XScale™技术微处理器,标准配置为400MHz;
⏹CF接口得电子标签读写模块,支持读写模块得即插即用;
⏹64MBSDRAM内存,标准配置为100MHz;
⏹内置已分区得存储器,用于存放操作系统及应用程序与数据;
⏹提供SD型存储卡插槽;
⏹提供蓝牙Bluetooth接口;
⏹提供WI-FI802、11接口,可选GPRS通信模块;
⏹锂电池后备实时时钟;
⏹320x240分辨率QVGA-TFT型彩色触摸屏显示器;
⏹使用频道隔离技术,多个设备互不干扰;
⏹先进得防碰撞技术,支持多标签读写;
⏹可配置微波模块工作方式,发射功率可调;
⏹抗干扰与便携式设计
⏹满足工业环境要求
图手持式PDA电子标签读写器
第4章系统配置标准
4.1系统配置原则
系统设计在性能最优得情况下尽量降低成本,追求性价比得最大化;硬件设备得选材基于保证性能、降低价格得原则,在考虑建设投入得同时还必须考虑通讯系统得运营与维护费用。
同时也可使用现有设备,并不影响系统得高速运行。
4.2系统主要支撑环境
1)网络环境
-LAN。
2)硬件环境
系统使用网络环境(可使用现有设备):
-
服务器及PC机
描述
服务器
P41x2、8GHzCPU,512M内存,30G硬盘、10-100M网卡
管理工作站:
标准配置P3级以上PC(128M内存30G硬盘)
3)软件环境
操作系统:
Win2000AdvancedServer,Windows2003/XP/NT
数据库系统:
MSSQL2000Server
4.3系统主要硬件
系统硬件
描述
有源电子标签
远距离电子标签,安装在图板上
无线识别基站
用于固定点对识别目标得实时追踪
手持PDA电子标签读写器
用以人工查找定位带电子标签得目标
485总线设备
建立无线识别基站得组网
4.4系统主要应用软件
系统应用软件
描述
Server
服务器端应用软件
PCClient
PC客户端应用系统
EmbeddedClient
手持式PDA电子标签读写器追踪客户端应用系统
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- RFID 区域 实时 定位 系统 解决方案
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)