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人員定位系統(tǒng)是專為數(shù)據(jù)中心設(shè)計開發(fā)的一套全流程人員管理系統(tǒng)，涵蓋了人員出入、訪客陪同、實時定位、視頻聯(lián)動、區(qū)域告警等多場景需求。系統(tǒng)采用最適合數(shù)據(jù)中心場景應(yīng)用的“RFID區(qū)域觸發(fā)定位技術(shù)”，結(jié)合自主研發(fā)的機柜間位置算法，使得定位精度達3～4個機柜。系統(tǒng)可多地區(qū)級聯(lián)、同步定位，支持2D、3D地圖。多頻率復合定位電子標簽可與現(xiàn)有RFID門禁系統(tǒng)無縫對接，無需重復fk。
該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于多家銀行數(shù)據(jù)中心，定位技術(shù)實際效果理想，受環(huán)境干擾小、無漂移。與門禁系統(tǒng)整合使用，大大提高了工作效率，數(shù)據(jù)完整透明，是國內(nèi){sg}數(shù)據(jù)中心專用人員出入與定位全流程管理系統(tǒng)。
系統(tǒng)建設(shè)意義：
1. 對人員實時定位追蹤（信息中心可實時查看人員位置信息、人員數(shù)量、任何房間人員信息、人員動態(tài)變化、人員遇突發(fā)事情求助、進入危險區(qū)域告警信息等）。
2. 主動預警，解決事故發(fā)生滯后性問題，將事故發(fā)生隱患提前暴露，避免事故發(fā)生。
3. 視頻聯(lián)動，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)有視頻聯(lián)動可實時查看現(xiàn)場情況，為調(diào)配相關(guān)人員及時解決突發(fā)情況提供依據(jù)。
4. 減輕工作人員管理的工作量，減少人力成本投入，提高工作效率。
5. 提高管理工作的信息化水平，推動對人員的管理工作向制度化、規(guī)范化、實時化發(fā)展，為逐步實現(xiàn)“智能化全方位監(jiān)管”奠定堅實基礎(chǔ)。
RFID是一種非接觸式自動識別技術(shù)，可通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關(guān)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。因為可以快速讀寫、長期跟蹤管理目標，在智能識別領(lǐng)域受到廣泛青睞。同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國的快速發(fā)展，作為物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)的RFID技術(shù)被認為是有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一。未來幾年中，將有更多的產(chǎn)品中會被植入RFID標簽，RFID技術(shù)的應(yīng)用將會是相當?shù)膹V泛。
一個典型的RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1所示：
圖1 RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
定位服務(wù)是非常受到人們青睞和重視的一項技術(shù)。目前，人們比較熟知的定位服務(wù)是GPS（全球定位系統(tǒng)），還有我們國家的北斗定位系統(tǒng)。盡管GPS技術(shù)應(yīng)用最成熟也最廣泛，但它有明顯的缺陷，定位精度差（10米-50米），不支持室內(nèi)定位。因此越來越多的其它無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進入到定位服務(wù)這一領(lǐng)域，例如GSM定位、Wi-Fi、RFID、ZigBee、UWB、藍牙Bluetooth定位等；以及一些特殊技術(shù)，如LED、紅外線、激光等也加入進來。
下圖2是根據(jù)各種技術(shù)的定位精度和實際部署難易度做的比較圖：
圖2 各種定位技術(shù)比較
根據(jù)多年的項目實施經(jīng)驗，我們通常會為客戶不同的應(yīng)用場景來提供不同的定位方案。從各種技術(shù)的定位精度、市場規(guī)劃化程度、實際定位效果、保密性等多維度情況來考察，RFID定位技術(shù)是{zj1}有市場接受度和使用場景的。當前有三種RFID技術(shù)可用于室內(nèi)定位，如圖3所示：
圖3 三種RFID定位技術(shù)比較
（1）傳統(tǒng)RFID定位方案，利用2.45GHz微波技術(shù)感應(yīng)其讀取范圍內(nèi)的電子標簽，覆蓋范圍一般為50~100米半徑，我們稱之為區(qū)域范圍定位，或存在性定位。優(yōu)勢是建設(shè)成本較低，設(shè)備部署數(shù)量較少、施工簡單；缺點是只能感知目標的存在，不能jq定位、不能連續(xù)追蹤。但深受很多對室內(nèi)定位精度要求不高的客戶青睞。
（2）雙頻RFID觸發(fā)方案，采用125KHz低頻jh器和2.45GHz微波基站進行組網(wǎng)，利用低頻近距離觸發(fā)定位，微波遠距離識別和上傳數(shù)據(jù)，定位范圍2m~7m（吸頂天線）/30cm~3m（地感天線）。優(yōu)勢是定位jq、識別度高、技術(shù)成熟穩(wěn)定；缺點是建設(shè)成本略高、施工復雜，不適用大范圍連續(xù)跟蹤定位。主要應(yīng)用于入口、通道、重點區(qū)域監(jiān)控定位。
（3）高精度實時定位，一種物聯(lián)網(wǎng)革命性創(chuàng)新產(chǎn)品，采用HALS定位基站組網(wǎng)，兼容RFID和BLE兩種工作模式，利用AOA技術(shù)，定位精度在0.3m-1m。優(yōu)勢是定位精度高、施工簡單、可大范圍持續(xù)跟蹤定位，缺點是建設(shè)成本較高。主要適用于高精度人員及物品的實時精準定位。
2.3.1用戶需求
數(shù)據(jù)中心機房場景內(nèi)的定位比較特殊，在一個空曠的房間內(nèi)，布設(shè)了多排金屬機柜，對無線信號形成了嚴重的遮擋，并容易強化信號的反射和多徑效應(yīng)，因此定位環(huán)境惡劣。
數(shù)據(jù)中心的機房管理者一般對無線定位系統(tǒng)提出以下要求：
1，能定位機房內(nèi)人員的實時位置，jq到單個通道或4~5個機柜；
2，能記錄機房內(nèi)人員的運動軌跡；
3，能對機房內(nèi)的人員劃定電子圍欄，并能夠在該人員跨越電子圍欄時報警；
4，能讓工作人員到指定位置巡檢，并生成數(shù)據(jù)報表；
5，能夠監(jiān)控定位標簽電池，并在電池不足時報警。
2.3.2 技術(shù)選型
根據(jù)上述需求并通過多次現(xiàn)場環(huán)境測試，我們發(fā)現(xiàn)很多無線定位技術(shù)在該環(huán)境中出現(xiàn)信號被干擾、遮擋，定位點嚴重漂移的現(xiàn)象。RFID觸發(fā)技術(shù)采用低頻125KHzjh定位，2.45GHz微波傳輸數(shù)據(jù)，具有功耗低、抗多徑效果好、抗干擾能力強、安全性高等特點，配合本系統(tǒng)的位置與精度矯正算法，使得系統(tǒng)定位精度較高、定位點不漂移、不穿機柜，是最適合數(shù)據(jù)中心機房環(huán)境內(nèi)使用的定位技術(shù)。
圖4 數(shù)據(jù)中心定位示意圖
低頻125Kjh器連接四路定位天線，通過天線主動發(fā)射低頻脈沖信號（載波數(shù)據(jù)中含該定位天線編號），配套的低頻jh標簽持續(xù)打開低頻接收功能，當收到某jh器天線的jh信號時，該標簽的低頻芯片將實時解析出該jh器編號，同時檢測出該低頻信號的RSSI場強值，然后喚醒并傳入MCU單片機，接著打開板載的2.4G無線射頻芯片進行一次強信號發(fā)射（無線發(fā)射的數(shù)據(jù)包中含標簽ID和jh器天線編號以及低頻場強RSSI值）。
有效識別范圍內(nèi)的2.4G讀寫器將收到該標簽以2.4G頻段發(fā)射的數(shù)據(jù)包，解析出該數(shù)據(jù)包中的標簽ID號和jh器天線編號后以及RSSI值后立刻上傳到上位機電腦。
觸發(fā)式定位典型應(yīng)用是可判斷該標簽通過了何地點（jh器天線所在的物理位置），如果某門禁內(nèi)外各安裝了一臺jh器天線，可以根據(jù)標簽被jh的先后順序做出非常準確的進出判斷；可jq判定上下樓層。
圖5 低頻觸發(fā)定位原理圖
1) RFID2.4GHz吸頂式定位基站（也叫閱讀器、定位AP）。定位基站分單頻、雙頻兩種，單頻基站頻率為2.4G，雙頻基站頻率分為2.4G和125K，定位基站主要是負責數(shù)據(jù)采集標簽發(fā)出的信號，并上傳到定位服務(wù)器，安裝在定位區(qū)域內(nèi)。
2) RFID定位標簽。定位標簽為2.4G與125K雙頻半有源RFID電子標簽，定位標簽定時向外發(fā)送2.4G信號，和接收125Kjh信號。標簽內(nèi)置電池，電池可更換，因為標簽的功耗較低，所以人員標簽的一塊電池，正常情況下能用2年以上。人員定位標簽有腕帶式和卡片式，卡片式上可定制功能按鍵，可用于求救呼叫或位置上報功能。
3) 125K定位天線。低頻jh天線通過二芯屏蔽線與jh器相連接，定位天線主要安裝在定位點和出入口，用于定位和出入判斷，低頻定位天線分為地感式線圈天線和棒狀天線兩種。
4) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
5) 計算機及服務(wù)器
人員定位系統(tǒng)軟件由四個部分組成。
1) 系統(tǒng)核心程序：主要是負責數(shù)據(jù)的管理和接收數(shù)據(jù)采集端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，并對采集端送來的數(shù)據(jù)進行比對、查詢、統(tǒng)計等等。
2) 信息采集程序：主要負責采集定位標簽的數(shù)據(jù)，并對標簽進行定位計算。
3) 展示端程序：負責地圖顯示、人員位置顯示、告警輸出等。
4) 后臺管理：負責對設(shè)備管理、人員與物品跟標簽的關(guān)聯(lián)，人員、物品的檔案管理，定位區(qū)域管理，以及各種查詢統(tǒng)計等。
數(shù)據(jù)中心人員出入定位系統(tǒng)采用四層架構(gòu)，即數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)解算層和系統(tǒng)應(yīng)用層。
數(shù)據(jù)采集層是系統(tǒng)人員定位和出入管理的核心部分，包括定位基站、定位天線、門禁讀卡器和定位卡等，是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的源頭；
數(shù)據(jù)傳輸層負責將定位基站和門禁讀卡器采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴蠈臃?wù)器；
數(shù)據(jù)解算層包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫，負責將采集到的數(shù)據(jù)由RFID中間件進行匯總、整合，統(tǒng)一成標準的數(shù)據(jù)格式進行存儲；
應(yīng)用層是用戶實際使用的WEB或APP系統(tǒng)，是業(yè)務(wù)層面的呈現(xiàn)。系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示：
人員定位系統(tǒng)采用定位中間件（Locating Middleware）作為系統(tǒng)的中樞，對電子標簽位置數(shù)據(jù)和各類告警信息進行匯總和分發(fā)，支持大量的信息采集程序和監(jiān)控展示程序的并發(fā)連接。
系統(tǒng)管理員可以通過管理終端登錄到web后臺管理系統(tǒng)，對檔案資料和系統(tǒng)權(quán)限進行管理并存入數(shù)據(jù)庫；web后臺管理系統(tǒng)同時提供統(tǒng)計報表功能。
數(shù)據(jù)采集軟件負責實時接收定位基站上報的標簽位置信息和告警信息，并周期性地對這些信息進行預處理，采用復雜的定位算法將標簽的位置算出，然后將處理后的定位信息上報給應(yīng)用服務(wù)器。
應(yīng)用服務(wù)器進一步對上報的定位信息進行處理，周期性的統(tǒng)計出每個區(qū)域的人數(shù)、是否非法進入關(guān)鍵區(qū)域?？赏ㄟ^配置將某些嚴重的告警信息通過手機短信的方式發(fā)生給相關(guān)人員?？梢远ㄆ趯^(qū)域的人員統(tǒng)計信息顯示在LED屏幕上?？梢詫⒏婢畔⒑蜆撕灥奈恢眯畔⑤敵?，與第三方的系統(tǒng)進行信息集成。
系統(tǒng)管理員通過監(jiān)控展示程序登錄到平臺后，可以實時收到標簽的位置信息并通過動畫的方式在界面上展現(xiàn)出來；實時接收到各類告警信息并通過聲光等方式提醒系統(tǒng)管理員。監(jiān)控展示程序還可以通過硬盤錄像機獲取攝像頭的視頻圖像，對定位現(xiàn)場的情景進行進一步的了解，及時的做出響應(yīng)。
系統(tǒng)特點：
1) 系統(tǒng)采用先進的中間件技術(shù)，采用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM行開發(fā)，整個系統(tǒng)具有低耦合、高內(nèi)聚的特點。采用集中式拓撲結(jié)構(gòu)，同時支持多個采集程序和多個監(jiān)控終端。
2) 系統(tǒng)容量大，能夠支持20000個標簽和1000個jh器進行定位；可以通過添加硬件的方式來實現(xiàn)系統(tǒng)容量的線性擴展。
3) 系統(tǒng)的適應(yīng)性強，可以在WINXP/WIN2008/WIN7/WIN10等WINDOWS系列系統(tǒng)上運行。
4) 海量數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)存儲支持SQL SERVER、MySQL等主流數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，支持海量數(shù)據(jù)的存儲和信息查詢檢索。
5) 擴展性、兼性強、外接設(shè)備豐富，如：LED顯示設(shè)備、報警設(shè)備、短信模塊、身份證讀寫設(shè)備等。
6) 支持第三方軟件集成，可以將告警信息和標簽的位置信息通過UDP協(xié)議發(fā)送出來，與第三方的系統(tǒng)進行信息集成。
7) 系統(tǒng)部署靈活，定制能力強。除了基本的定位、告警、人員統(tǒng)計等功能外，還可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景來添加一些定制功能，如：向標簽下發(fā)蜂鳴和閃爍指令等。