楼宇内导航智能化管理系统应用方案-张明-26.doc

楼宇智能化管理系统应用方案2014年10月20日阅读数：74次一，主要是楼宇内导航定位应用的技术二、系统配置2.1 硬件配置设备名称 描述 性能参数 实物图片识别基站分为室内基站和室外基站，分别安装于楼宇门口以及内部所需要信号覆盖的区域。在无遮挡情况下基站的覆盖范围为500-1000米，安装高度为3-5米以上。基站安装密度视楼宇内部结构而定。天线接口： 34路，支持全向天线和定向天线工作频率：2.4GHz识别距离： 11000m，可调最小接收灵敏度：-101dBm工作电压：DC9V48V工作温度：-2560防护等级：IP65标签，该标签为有源标签，由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信。每个标签具有全球唯一的电子编码，附着在物体和人体上标识目标对象；可根据需求不同加装各类传感器，并可以对外形进行定制。该标签卡轻便小巧，便于携带，可安装于所有需要监控管理的物品上，也可以给需要管理的人员佩戴名牌标签卡，达到对人员与物品同时管理的目的。电池型号：纽扣电池（CR2032） 1粒额定工作电压：3V工作电流：16mA电池寿命： 1年工作条件：环境温度：1055工作频率：2455 MHz传输方式：O-QPSK发射功率：10dBm（可调）接收灵敏度：101dBm（可调）传输距离：(0150)m（无遮挡）智能传感器可安装于基站和标签卡内，根据需求可同时加装一种乃至几种传感器，如压力传感器、重力传感器、温湿度传感器、危险气体传感器等。手持读卡器又称便携式手持读卡器，读取(或写入)标签信息的设备；读卡器与计算机系统相连，进行信息的分析处理和保存。管理人员可以手持读卡器，对管理的人或物品进行信息的读取，手持读卡器小巧轻便，可根据需求定制。该读卡器也可用于楼宇内部智能导航、智能巡更等。其他设备由于该系统具有十分优良的扩展功能，因此可以根据客户需求，该系统可与楼宇中的摄像头、打印机、各项报警设施、室内电气设备等进行联动，从各个方面充分保障了楼宇的安全。2.2 软件配置软件配置 硬件配置 客户端配置操作系统 服务器软件 数据库 数据库服务器和采集 内存 硬盘 网卡 浏览器 操作系统SQL Server2000 SP4 Tomcat 6.0 Oracle 10i Intel Xeon3.0G2 1G 73G2 SCSI 1000M IE7.0、Firefox3.0 XP SP3三、软件功能设计3.1 人员管理人员监控管理主要是针对商业楼宇区域大、人员进出复杂、监管难度高的特点，通过在监管区域的进出入门口、楼宇中的通道，以及一些必要的区域架设基站，对整个监管区域进行有效覆盖，再对管理人员及业主公司职员等配备相应的RFID电子标签，每个标签都有一个全球唯一的ID号码，该号码可以标识使用者的唯一身份，从而实现在商业楼宇整体区域内人员的综合管理，如人员的定位、轨迹、考勤管理等。人员RFID监管主要实现以下几项基本功能：基本详细信息管理；人员定位：可以实时了解每个佩戴标签的人员在管理区域内的准确位置；人员统计：管理人员可以随时了解某一时刻某一区域内人员的数量；人员活动路线管理：可以对人员活动路线进行实时监控与历史查询；指挥中心与安保人员可以进行区域内情况信息互通；非法人员进入指定区域，系统将发出报警；重点位置巡更查询；工作人员考勤管理：可以实时了解工作人员到岗情况、固定人员脱离岗位时间。3.2资产管理由于商业楼宇区人员流动性大，其贵重设备、安防设备、保密资料等资产分散区域广，且一些资产在不同时段被不同人员使用，因此对重要资产使用情况的监管、统计比较复杂，因此根据其特点，以MOT城域物联网数字现代化系统对资产设备与保密资料进行管理。资产定位：管理人员可在系统中实时查询到资产所处位置，或手持智能PDA在需要时能很方便找到资产所在位置；区域管理：管理人员可实时了解某一区域内的资产种类、数量、信息；数量统计：管理人员可及时了解大楼内或某一区域内的资产数量；资产巡检实时记录：巡检员携带手持RFID读写器，进行设备巡检，实时上传巡检记录，同时了解以往的巡检记录，使得巡检信息连续，也减少了纸张和重复记录；历史定位：查询固定资产在一定时间内的位置和移动轨迹，并且查看每一次存取资产的管理人员；非法移动报警：资产归属人取出资产并移动至门口基站时，读卡器读到两张相匹配的卡，会放行通过；当非资产归属人员取出资产并移动至门口时，由于两张卡不相匹配，系统会发生报警，并可以跟踪该资产移动的方向，帮助管理人员尽快取回资产。资产详细信息及租赁管理：资产标签中应包含设备名称、型号、归属地、保管人、保修期、统计时间、状态，管理人员可以通过手持读卡器对这些内容来修改。对设备整个租赁管理流程，包括设备的入库、出库、盘点、移库以及维修保养等进行全程跟踪管理。视频监控引导：系统与摄像头联动，当发生被盗时，引导监控摄像头追踪拍摄；个人资产匹配：资产管理者携带的主标签可匹配多个物品标签，资产管理者可自行进行匹配设置管理；资产防盗报警：对于贵重资产、珍藏品，通过附在其上的有源RFID电子标签，与周围安装的读写器保持无线通讯，当发生被盗时，以声光报警等形式进行报警，并以手机短信提醒资产理者，同时通过与公安、保安平台接口，进行报警；非法打开报警：如果遇到安防资产（如消防设备）非法打开等情况时，系统会自动报警；资产管理人员信息管理：每个管理人员的资料，包括：姓名、用户名、卡号、管理员级别（普通管理员、超级管理员），只有超级管理员可以修改资产信息以及状态、普通管理员只可查看信息。3.3 小额支消费电子支付由于高频RFID电子芯片具有读写属性，将两块芯片做在同一个标签硬体内，形成双频卡，相互之间没有任何干扰。因此可以向标签卡内自由冲值，其不仅可以实现在线支付，而且可以在商业楼宇内进行餐饮、小额购物等消费，因此就避免了楼宇内业主和工作人员时刻都要携带钱包的不便，此系统的投入使用将减少场内销售商手头上为了找零准备的现金数量，同时也给业主和工作人员带来很多方便。室内GPS定位技术GPS是目前应用最为广泛的定位技术。当GPS接收机在室内工作时，由于信号受建筑物的影响而大大衰减，定位精度也很低，要想达到室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息是不可能的。为了得到较高的信号灵敏度，就需要延长在每个码延迟上的停留时间，A-GPS技术为这个问题的解决提供了可能性。室内GPS技术采用大量的相关器并行地搜索可能的延迟码，同时也有助于实现快速定位。利用GPS进行定位的优势是卫星有效覆盖范围大，且定位导航信号免费。缺点是定位信号到达地面时较弱，不能穿透建筑物，而且定位器终端的成本较高。室内无线定位技术随着无线通信技术的发展，新兴的无线网络技术，例如WiFi、ZigBee、蓝牙和超宽带等，在办公室、家庭、工厂等得到了广泛应用。红外线室内定位技术。红外线室内定位技术定位的原理是，红外线IR标识发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。虽然红外线具有相对较高的室内定位精度，但是由于光线不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播。直线视距和传输距离较短这两大主要缺点使其室内定位的效果很差。当标识放在口袋里或者有墙壁及其他遮挡时就不能正常工作，需要在每个房间、走廊安装接收天线，造价较高。因此，红外线只适合短距离传播，而且容易被荧光灯或者房间内的灯光干扰，在精确定位上有局限性。超声波定位技术。超声波测距主要采用反射式测距法，通过三角定位等算法确定物体的位置，即发射超声波并接收由被测物产生的回波，根据回波与发射波的时间差计算出待测距离，有的则采用单向测距法。超声波定位系统可由若干个应答器和一个主测距器组成，主测距器放置在被测物体上，在微机指令信号的作用下向位置固定的应答器发射同频率的无线电信号，应答器在收到无线电信号后同时向主测距器发射超声波信号，得到主测距器与各个应答器之间的距离。当同时有3个或3个以上不在同一直线上的应答器做出回应时，可以根据相关计算确定出被测物体所在的二维坐标系下的位置。超声波定位整体定位精度较高，结构简单，但超声波受多径效应和非视距传播影响很大，同时需要大量的底层硬件设施投资，成本太高。蓝牙技术。蓝牙技术通过测量信号强度进行定位。这是一种短距离低功耗的无线传输技术，在室内安装适当的蓝牙局域网接入点，把网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微微网(piconet)的主设备，就可以获得用户的位置信息。蓝牙技术主要应用于小范围定位，例如单层大厅或仓库。蓝牙室内定位技术最大的优点是设备体积小、易于集成在 PDA、PC以及手机中，因此很容易推广普及。理论上，对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备的用户，只要设备的蓝牙功能开启，蓝牙室内定位系统就能够对其进行位置判断。采用该技术作室内短距离定位时容易发现设备且信号传输不受视距的影响。其不足在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵，而且对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大。射频识别技术。射频识别技术利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别和定位的目的。这种技术作用距离短，一般最长为几十米。但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且传输范围很大，成本较低。同时由于其非接触和非视距等优点，可望成为优选的室内定位技术。目前，射频识别研究的热点和难点在于理论传播模型的建立、用户的安全隐私和国际标准化等问题。优点是标识的体积比较小，造价比较低，但是作用距离近，不具有通信能力，而且不便于整合到其他系统之中。超宽带技术。超宽带技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。超宽带可用于室内精确定位，例如战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。 Wi-Fi技术。无线局域网络(WLAN)是一种全新的信息获取平台，可以在广泛的应用领域内实现复杂的大范围定位、监测和追踪任务，而网络节点自身定位是大多数应用的基础和前提。当前比较流行的Wi-Fi定位是无线局域网络系列标准之IEEE802.11的一种定位解决方案。该系统采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，易于安装，需要很少基站，能采用相同的底层无线网络结构，系统总精度高。芬兰的Ekahau公司开发了能够利用Wi-Fi进行室内定位的软件。Wi-Fi绘图的精确度大约在1米至20米的范围内，总体而言，它比蜂窝网络三角测量定位方法更精确。但是，如果定位的测算仅仅依赖于哪个Wi-Fi的接入点最近，而不是依赖于合成的信号强度图，那么在楼层定位上很容易出错。目前，它应用于小范围的室内定位，成本较低。但无论是用于室内还是室外定位，Wi-Fi收发器都只能覆盖半径90米以内的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。ZigBee技术。ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，它介于射频识别和蓝牙之间，也可以用于室内定位。它有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调通信以实现定位。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。ZigBee最显著的技术特点是它的低功耗和低成本。除了以上提及的定位技术，还有基于计算机视觉、光跟踪定位、基于图像分析、磁场以及信标定位等。此外，还有基于图像分析的定位技术、信标定位、三角定位等。目前很多技术还处于研究试验阶段，如基于磁场压力感应进行定位的技术。不管是GPS定位技术还是利用无线传感器网络或其他定位手段进行定位都有其局限性。未来室内定位技术的趋势是卫星导航技术与无线定位技术相结合，将GPS定位技术与无线定位技术有机结合，发挥各自的优长，则既可以提供较好的精度和响应速度，又可以覆盖较广的范围，实现无缝的、精确的定位。Nanotron公司推出2.4GHz ISM频段的射频收发器模块及NA5TR1(NanoLoc)芯片，该产品为具有远距离定位能力的低功耗、高精度无线射频器件，距离可达800米，特别适用于物流管控(RTLS实时物流供应/有源RFID)、工业监测和控制，医疗和安全网络。nanoLOC采用了该公司的宽带线性调频扩频(CSS)全球专利技术，可灵活地提供31.25Kbps-2Mbps范围的数据传输率，其片上点对点测距精度优于1至2米，同时提供具有极佳传输范围的可靠数据通信。 IEEE 802.15.