第一部分 半有源RFID系統(tǒng)開(kāi)發(fā)背景

　　隨著人口老齡化的趨勢(shì)日益加快，老年人口越來(lái)越多，面臨著很多老年人安全管理的事宜。而老人院是老年人活動(dòng)、生活的一個(gè)很重要的場(chǎng)地，于是，對(duì)老人院老年人的安全管理問(wèn)題，成為社會(huì)越來(lái)越關(guān)注的問(wèn)題。針對(duì)目前敬老院等大型公共場(chǎng)所等對(duì)于人員的進(jìn)出管理和智能化區(qū)域、定位精確定位、求助報(bào)警的需求，目前，市場(chǎng)上有各種不同類(lèi)別的解決方案，從最初的GPS定位管理，手機(jī)定位管理，到后來(lái)的無(wú)源RFID、有源RFID無(wú)線(xiàn)射頻管理系統(tǒng)，都不同程度的對(duì)老人院老年人的管理水平有所提高，對(duì)老年人的安全問(wèn)題得到一些有效的解決，但依然的，還是存在一些問(wèn)題。比如，老人的精確定位問(wèn)題，需要定位到每個(gè)房間，老年人無(wú)意識(shí)的跌倒求助報(bào)警問(wèn)題等，以上的系統(tǒng)都沒(méi)法解決。鑒于這些問(wèn)題的存在，結(jié)合我們公司半有源RFID技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，我公司特意開(kāi)發(fā)了本套系統(tǒng)“基于半有源RFID射頻識(shí)別技術(shù)的老人院人員區(qū)域定位管理系統(tǒng)”。該方案，也是為上海寶山區(qū)某老人院量身定制的，很好的解決了人員自動(dòng)化進(jìn)出判斷管理，人員的精確定位、區(qū)域性定位管理，跌倒求助報(bào)警等功能需求。該系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控管理，人員信息資料管理、越界報(bào)警、按鈕求助報(bào)警、追蹤等功能。大幅度的提升了對(duì)于老年人安全管理水平。

　　第二部分 半有源RFID系統(tǒng)總體介紹

　　一、系統(tǒng)原理

　　APS實(shí)時(shí)定位追蹤系統(tǒng)通過(guò)RFID(電子標(biāo)簽)的應(yīng)用，以電子標(biāo)簽作為目前最先進(jìn)的標(biāo)識(shí)碼，具備了不易破損、數(shù)據(jù)可靠、使用周期長(zhǎng)、有效通訊距離長(zhǎng)等特點(diǎn)，是替代條形碼、紅外線(xiàn)標(biāo)識(shí)的最佳選擇。將其安裝在受控目標(biāo)上，來(lái)作為目標(biāo)的唯一標(biāo)識(shí)進(jìn)行追蹤和定位。

　　工作時(shí)，管理人員通過(guò)聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)識(shí)別基站追蹤和定位目標(biāo)。

　　1)半有源RFID電子標(biāo)簽

　　半有源RFID電子標(biāo)簽，是集成了有源RFID電子標(biāo)簽和無(wú)源RFID電子標(biāo)簽的優(yōu)勢(shì)，作為一種特殊的標(biāo)示物。在平時(shí)情況，其處于休眠狀態(tài)不工作，不向外界發(fā)出RFID信號(hào)，只有在其進(jìn)入低頻激活器的激活信號(hào)范圍時(shí)，標(biāo)簽被激活后，才開(kāi)始工作。

　　2)半有源RFID自動(dòng)識(shí)別工作原理

　　結(jié)合低頻激活器，半有源RFID標(biāo)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(diǎn)來(lái)定位，在不同的位置安裝不同的基點(diǎn)，然后在一個(gè)大區(qū)域用遠(yuǎn)距離讀寫(xiě)器識(shí)別讀取信號(hào)，之后用不同的上傳方式將信號(hào)上傳到管理中心，這樣，完成了整個(gè)信號(hào)的采集，傳輸，處理，應(yīng)用的整個(gè)過(guò)程。

　　3)區(qū)域定位原理

　　我們采用RFID半有源技術(shù)做人員區(qū)域定位管理，在每個(gè)被監(jiān)控區(qū)域，如每個(gè)房間，安裝半有源定位基站，也就是我們公司的低頻激活器，每個(gè)低頻激活器帶有4路或者6路激活天線(xiàn)，相鄰的4個(gè)或者6個(gè)房間可以共用一臺(tái)低頻激活器，在整個(gè)我們的定位系統(tǒng)中，定位基站是最小的基點(diǎn)，作為定位點(diǎn)的最近本的基點(diǎn)，其激活標(biāo)簽的距離在3-3.5米，也就是每個(gè)標(biāo)簽在激活器3-3.5米的范圍里被激活，其定位精度可以描述為3-3.5米。不同區(qū)域的激活器，都有自己唯一的地址碼，當(dāng)人員帶著半有源低頻激活標(biāo)簽進(jìn)入定位基站被激活后，標(biāo)簽正常工作，向外界發(fā)送標(biāo)簽的ID號(hào)，同時(shí)也發(fā)送出激活標(biāo)簽的激活器的地址碼，這樣，通過(guò)激活器的地址碼，我們就能夠定位出標(biāo)簽所在的位置。當(dāng)標(biāo)簽從一個(gè)激活器拿到另一個(gè)位置時(shí)，上傳上來(lái)的激活器地址碼也會(huì)隨之變化，這樣，就形成了完整的定位體系。而標(biāo)簽上傳的數(shù)據(jù)，被大范圍內(nèi)的定位基站網(wǎng)關(guān)接收到，將信息上傳至管理中心進(jìn)行處理，完成了整個(gè)定位系統(tǒng)。

　　二、系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

　　1)系統(tǒng)組成和架構(gòu)

　　基于半有源RFID技術(shù)的人員區(qū)域定位管理系統(tǒng)由半有源RFID電子標(biāo)簽、半有源低頻激活器、讀寫(xiě)器(接收器、電子監(jiān)控基站)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計(jì)算機(jī)、服務(wù)器和系統(tǒng)軟件組成。下圖一個(gè)簡(jiǎn)單的人員區(qū)域定位管理系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)：

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　2)系統(tǒng)區(qū)域定位示意圖

　　如上圖所示：通過(guò)不同的被激活的標(biāo)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(wù)等信息。這樣，無(wú)論人員走到哪里，都會(huì)有當(dāng)?shù)氐募せ钇麈i定他們，來(lái)確定他們所在的具體位置，并且及時(shí)的將信息上傳至管理中心，管理中心經(jīng)過(guò)一系列的變換處理，得出相關(guān)的結(jié)果。同時(shí)，也很輕松的完成了我們的既定目的，就是對(duì)人員的區(qū)域定位管理。

　　3)門(mén)禁進(jìn)出管理系統(tǒng)

　　如上圖所示，我們給每一個(gè)需要管理的門(mén)禁安裝一臺(tái)低頻激活器，每臺(tái)激活器引出2路低頻激活天線(xiàn)，分別是1號(hào)天線(xiàn)，2號(hào)天線(xiàn)，各自布置在門(mén)禁的外面和里面，而在門(mén)禁旁邊安裝一臺(tái)我們公司自主研發(fā)生產(chǎn)的2.45G遠(yuǎn)距離讀寫(xiě)器，作為信號(hào)接收器。當(dāng)人員佩戴著半有源RFID低頻激活標(biāo)簽，進(jìn)入門(mén)禁時(shí)，依次被激活天線(xiàn)1號(hào)和激活天線(xiàn)2號(hào)激活，這樣系統(tǒng)則判斷出人員進(jìn)入門(mén)禁，相反，則系統(tǒng)辨識(shí)為出門(mén)。就這樣完成了整個(gè)門(mén)禁系統(tǒng)人員進(jìn)出判斷的管理。

　　三、系統(tǒng)的功能

　　實(shí)時(shí)布控區(qū)域目標(biāo)動(dòng)態(tài)顯示功能：

　　1) 任一時(shí)間查詢(xún)并顯示受控區(qū)域目標(biāo)的數(shù)量、分布情況及身份;

　　2) 查詢(xún)一個(gè)或多個(gè)受控目標(biāo)現(xiàn)在的實(shí)際位置;

　　3) 可實(shí)現(xiàn)信息多點(diǎn)共享，供多個(gè)部門(mén)及領(lǐng)導(dǎo)同時(shí)在不同地點(diǎn)查看;

　　豐富的地圖功能：

　　具有放大、縮小、移動(dòng)、標(biāo)尺測(cè)距、視野控制、中心移動(dòng)、土層控制、地圖打印等功能。

　　禁區(qū)報(bào)警功能：

　　對(duì)于指定的禁區(qū)，如果有非授權(quán)進(jìn)入，實(shí)時(shí)報(bào)警，并顯示進(jìn)入禁區(qū)的目標(biāo)及身份。

　　目標(biāo)軌跡查詢(xún)：

　　可查找某目標(biāo)在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)所經(jīng)歷的路徑，并在圖中畫(huà)出線(xiàn)路軌跡。

　　豐富的受控目標(biāo)考勤能力：

　　可對(duì)出入布控區(qū)域的目標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的考勤記錄，建立目標(biāo)的各種信息報(bào)表(如：時(shí)間報(bào)表、出勤月報(bào)表、加班報(bào)表、缺勤報(bào)表等等)。

　　突發(fā)事件控制：

　　一旦有突發(fā)事件，上位機(jī)上立即能顯示出該現(xiàn)場(chǎng)的目標(biāo)數(shù)量、信息，位置和歷史情況等信息，大大提高安全管理工作的效率和效果。

　　四、系統(tǒng)性能特點(diǎn)

　　強(qiáng)大的系統(tǒng)處理能力：

　　1) 高度自動(dòng)化;

　　2) 基于GIS 技術(shù)的地理信息顯示、查詢(xún)系統(tǒng);

　　3) 完善的數(shù)據(jù)分析能力;

　　卓越的識(shí)別性能：

　　1) 高度的識(shí)別可靠性，100%的前端識(shí)別率;

　　2) 識(shí)別距離遠(yuǎn)(識(shí)別距離可達(dá)2-100 米可調(diào));

　　3) 極高的防沖突性(每個(gè)識(shí)別基站可最多同時(shí)識(shí)別數(shù)以百計(jì)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo));

　　4) 高度的識(shí)別穩(wěn)定性(誤碼率小于10 萬(wàn)分之1);

　　5) 快速的識(shí)別速度(最快可達(dá)到200 公里/小時(shí)的識(shí)別速度)。

　　現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)：

　　1) 環(huán)境適應(yīng)性：高抗干擾性，對(duì)干擾源、周界環(huán)境無(wú)特殊要求;

　　2) 安裝方便性：一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無(wú)需外接天線(xiàn);

　　3) 運(yùn)行可靠性：內(nèi)部電路高度集成化，器件故障率最小化。

　　電氣特性：

　　1) 超低功耗：納瓦級(jí)超低功耗設(shè)計(jì)，RFID標(biāo)簽在不更換電池的情況下可連續(xù)正常工作3年以上;

　　2) 方便性、安全性，標(biāo)簽無(wú)須外接電源，無(wú)須充電、無(wú)須更換電池;

　　3) 無(wú)輻射，對(duì)人體和環(huán)境無(wú)任何影響，更安全更健康。

　　第三部分 半有源RFID系統(tǒng)硬件設(shè)備介紹

　　一、半有源RFID遠(yuǎn)距離讀寫(xiě)器

TY-R501A型 定向讀寫(xiě)器

　TY-R301A型 固定式全向讀寫(xiě)器

TY-R101A型 工業(yè)級(jí)便攜式手持機(jī)

TY-R401A型 桌面發(fā)卡器

　　二、半有源RFID電子標(biāo)簽

TY-T703A型 三頻手腕電子標(biāo)簽

　　三、半有源RFID低頻激活器

TY-A201A型 低頻激勵(lì)器