解決方案Solution
工業4.0精確位置感知，分米級高精度定位系統
文章來源： 發布時間：2022-12-22 瀏覽次數： 次
1 引言
上海仁微電子科技股份有限公司的藍牙AOA技術資產實時定位監控系統，能根據固定資產管理范圍以及管理目標的大小，配用藍牙AOA技術來標示固定資產。系統的主要特點是通過射頻技術，對固定資產進行全程跟蹤。
2 項目需求及方案
2.1 項目背景
當今企業，無論小型商務性企業還是大型制造性企業無不把固定資產管理納入到內部成本控制和每年財務統計報表中的重要位置。內部固定資產的成本同時影響著企業外部直接收入的利潤率。良好的控制和掌握內部資產情況可以為運作穩定提供強大的支持。資產管理系統包括資產日常管理、資產折舊管理、報表統計、資產申購審批管理、資產清查管理、重點資產管理、系統管理等模塊。提供資產增加、減少、轉移、租賃、停用、封存、閑置、報廢和調撥等管理功能，提供所需各類報表，提供靈活多樣的統計和查詢。
2.2 需求分析
基于有源RFID技術的資產跟蹤管理，主要用于資產設備信息的管理對象和應用對象(即接觸、使用、保管資產設備信息的人)的管理。
對重要信息對象標注RFID標簽使其成為目標，并將目標數據入庫(數據庫)，使其成為可以識別的目標，并在不同的管理單元和監控點部署目標識別和數據采集設備——RFID定位基站，對進入閱讀器信號覆蓋范圍內的目標數據進行讀取(數據采集平臺);通過有線或者無線網絡(數據傳輸平臺)將數據傳輸給管理服務器，通過各種配置的模塊對數據進行分析、判斷、發布(服務平臺);根據模塊配置，對目標行為予以響應。實現對重要信息載體、涉及人員、相關行為的安全、有效管理。
資產識別與跟蹤系統將從本質上改變以往管理模式，基于對重要信息“過程的管理”，其中不僅包含了對對象本身的管理，更重要的是他能夠對重要信息的生成、移動、跟蹤、存儲、檢查等一系列事件的運行過程進行跟蹤管理，管理事件始終伴隨著事物的發展過程，予以記錄、分析、匯總，根據事先制定好的規則進行評估、判斷，發出預警、報警。能夠事項更加人性化的管理同時擺脫人為因素的干擾，體現“人文科技、人文管理”。
RFID資產實時定位監控系統解決方案
2.3應用方案
我們采用有源電子標簽來對應每一個資產，采取特別的模式將電子標簽和資產不會輕易分離。管理人員通過該系統可快速存、取、查找定位目標物品，也可實時監控指定區域內的資產位置。
本系統由前端的數據采集設備(有源標簽+閱讀器)、前臺管理系統和后臺管理系統三部分組成，以下是對本系統的簡單功能說明：
資產標簽固定在資產上，作為該資產的唯一身份證件;閱讀器可以部署在門口、通道和儲藏室以及其他需要重點關注的場所。可以采用兩種模式對資產的移動進行監控：一是持續監控，如在儲藏室，閱讀器會持續采集標簽的信號，如果在一段時間內發現標簽讀取不到，則觸發報警信號;另一種是在門口或者通道，如果閱讀器采集到事先未經備案的資產移動信號，則觸發報警信號。閱讀器可以同時處理200個標簽的信號采集，并且資產移動時都可以讀取到標簽發送的信號，系統實時跟蹤定位資產。此外，資產是不會自己移動的，所以當資產移動時，一定是有人將其攜帶出入。當人員攜帶被監管的資產通過出口時，出口的RFID讀寫器會識讀到人員和資產二者的ID號，并通過服務器查詢到此件資產屬于監管范圍，并且尚未得到離開的授權。門口天線將自動發出聲、光警報;服務器向資產管理部門和保安控制室發送這兩個ID號所代表的人員和資產信息，并且顯示是從哪個監控點流出的。使得相關監管人員盡快到達出現警報的監控點，并進行進一步處理。
2.4方案特點
1) 遠距離：閱讀距離最遠80米，且可以根據實際需要進行調整。
2) 運行穩定：有源卡閱讀距離穩定，不易受周邊環境影響。而且，有源卡可以有效突破汽車防爆金屬網的屏蔽作用，順利與閱讀器交換數據。
3) 支持高速度移動讀取，標識卡的移動時速可達100公里/小時。
4) 高可靠性，環境溫度-30℃-85℃內能完全正常運行，尤其是在北方低溫和南方高溫狀態下更顯優勢，可以有效抵抗空氣中的灰塵和污染物。
5) 高抗干擾：對現場各種干擾源無特殊要求，安裝方便簡單。
6) 全球開放的ISM微波頻段，無須申請和付費。
7) 超低功耗：使用壽命長，平均成本低，并且對人體安全、更健康，無輻射損害。
3 方案設計
3.1 設計理念
整個系統方案的設計貫穿以下原則：
在設計整個系統時，本著技術先進，架構合理、產品主流、低成本、低維護量作為出發點。
技術的先進性：整個系統選型，軟硬件設備的配置均應符合高新技術的潮流，采用全世界最新的Wi-Fi RTLS技術。
架構合理：采用先進、成熟的技術來架構各個子系統，能使其安全平穩的運行，有效的消除各系統可能產生的瓶頸并通過合適的設備保證各子系統具備良好的擴展性。穩定性和安全性是我們最關心的問題，只有穩 定可靠的系統才能確保各設備的正常運行。
穩定性：系統基于穩定、安全、保密的大型數據庫，以保證系統運行正常。具有良好的數據共享，實時故障修復，實時備份等完善的管理體系。
安全性：系統采用支持數字加密技術，具有較高高安全性。
產品主流：在設備選型時，主要依據定位環境實際情況結合目前市場上的各類產品選擇具有最優性能價格比和擴充能力的產品。
低成本、低維護量：所采用的產品應該是簡單，易操作，易維護。系統的易操作和易維護是保證非計算機專業人員使用好一個系統的條件，我們的方案集中了已有的豐富的網絡設計、施工經驗，以及在數字化圖像、語音和數據綜合傳輸領域強大的產品優勢，實現所需的設計需求。
兼容性：各系統均為相對開放的系統，不同產品間具有標準接口，并提供多種通訊標準協議，可以便于第三方設備的接入。
模塊化：組建各分系統，直到總系統，均嚴格履行模塊化結構方式，以滿足系統功能擴充、運行設備的替換、維護，確保系統的高效可靠運行。
擴充性：采用面向對象和模塊化的開發技術，可隨時根據需要擴充具有其它功能的軟硬件模塊，具有良好的擴充性。
集中管理：遠端現場設備，各分系統集中于中心統一控制，實施對所有遠端設備的控制、設置，以保證系統的高效、有序、可靠的發揮其管理職能。
升級維護：系統考慮到將來系統在容量和功能增加修改等的實際需要，定位系統對軟件升級可升級，并且操作簡單，操作應能由系統管理員即可完成，不需要繁復的操作和專門的技術。
3.2 系統特點
1) 強大的實用功能：固定資產管理系統包括資產增加、變更、報廢、毀損、折舊、借出、 歸還、分配使用部門、使用部門變更、管理人員設定、資產在部門間調換、 各種報表打印、組合查詢等。對于每一件固定資產都可以查詢出該資產從購入、入帳、投入使用、使用部門、折舊情況、以至退出使用的全部信息都可以有詳盡地記錄。動態查詢功能可以保證管理人員在第一時間掌握全面的信息資料，資產成批折舊可以減少大量重復勞動并保證了數據的準確 性。自動報表編制打印迅速準確，可以節約大量手工編制報表的時間。固定資產管理系統將原來分散的管理信息集中起來，組合成為一個具有整體功能的管理平臺。
2) 先進的射頻卡管理方式：每一件新購入資產的相關數據輸入計算機以后，都會根據相應軟件將信息寫入射頻卡，射頻卡的內容可由用戶自己設定，其中包括固定資產名稱、購入日期、保管(使用部門)等內容。將射頻卡貼在固定資產實物上，既明顯地區分固定資產的使用部門，又給盤點帶來極大的方便，盤點人員不必通過記錄資產編碼、核對帳本的方式進行盤點，只須通過專門的射頻盤點機對固定資產上的射頻卡識讀，卡內信息自動存儲在射頻盤點機中。射頻盤點機與超市中所用的相類似，但又有極大的不同，這種射頻盤點機是采用電池供電，不必用電線連接，盤點人員可以方便攜帶到任何地方，進行相互核查，讀入的信息存儲于射頻盤點機中。盤點機中可以存儲近2 萬條固定資產的編碼，使盤點速度提高了90%以上，同時還避免了重復盤點或錯盤。讀入射頻卡信息結束后，將射頻盤點機與電腦通過計算機相連接，迅速地獲得資產的實際情況，通過組合查詢可立即發現資產盈虧等變化情況。
3) 高效的數據傳輸：固定資產管理系統不但能夠在本機查詢固定資產情況，還可通過企業內部網(Intranet)以及互聯網(Internet)，實現雙向傳輸，使各種信息數據在同一時刻被其他用戶共享。4) 獨特的權限管理：在固定資產管理系統中充分地考慮到每一個操作員的職責不同，為每一個操作員制定了相應地操作權限，通過用戶的身份和密碼識別，保證不同操作員只能在其職責范圍內進行有限的操作。這樣既保證了制度的固定性，又能具有一定的靈活性以加強適應能力。
5) 友好的用戶界面、簡便易學：采用了Windows 界面的風格及，方便用戶的使用，并大量地運Windows 中目錄樹的風格，使用戶對部門上下級歸屬關系，資產大類和內容關系一目了然。大量的功能提示使用戶可以順利地按要求一步一步完成相應的工作，合理地菜單布置能使用戶可以方便地找出自己想要進行的操作。大量的綜合數據都以報表和圖形的形式出現，能讓用戶更易于理解和接受。對于從事固定資產管理的人員只須掌握基本的計算機使用知識并且仔細閱讀操作說明書就可以在短期內掌握該系統的一般操作。
3.3 功能描述
系統主要特點如下：
3.3.1 實時監控
1) 設備位置信息： 通過電子地圖或列表可以顯示每個格子內設備的位置信息，可搜索查詢。
2) 跟蹤指定設備：
地圖隨著標簽的移動自動切換，將鼠標移到標簽上可以看到標簽的當前狀態
3) 設備告警狀態信息： 通過電子地圖上不同顏色和形狀顯示設備的報警狀態
3.3.2 報警功能
1) 區域報警
a. 越界報警： 可以設置某些區域屬于禁區，當設備放入這個區域即未經允許的標簽進入將發出報警信息;
b. 與管理信息系統不符報警： 設備的放置位置可以預先設定好，一旦放置的位置和設定的不符，將及時發出報警信息。
2) 消失報警： 標簽消失有多種因素(如電池沒電或被破壞、標簽越過信號覆蓋區域等)，可以設置指定標簽的消失報警條件和報警級別，如該標簽消失了，將會觸發相應的報警;
3) 電池低電報警： 可以在系統中設置電量最低界限，一旦標簽電量低于這個界限將會發出報警信息;
3.3.3 歷史紀錄查詢
1) 查詢位置歷史記錄：任何資產及人員的位置變化紀錄
2) 查詢報警歷史記錄：
3) 查詢操作歷史記錄：關于資產及人員的有關操作
3.3.4 電子地圖
1) 地圖列表： 增加、查看和修改地圖信息;
2) 地圖縮放： 地圖可以放大和縮小，調整到合適的大小;
3) 地圖切換： 跟蹤單個標簽時地圖會自動切換，也可以手動切換地圖查看某張地圖上的所有標簽活動情況;
4) 地圖區域管理： 在地圖上進行區域劃分和管理;
5) 地圖上的讀寫器位置設置——設置讀寫器在地圖上的位置;
6) 位置點設置： 設置需要定位的定位點。
3.3.5 管理功能
1) 資產日常管理功能：主要包括固定資產的新增、修改、退出、轉移、刪除、拆分計算折舊率及殘值率等日常工作。
2) 資產折舊：包括計提固定資產月折舊、打印月折舊報表。
3) 固定資產月報：根據單位、部門、時間等條件查詢分類統計月(年)報、本月增加固定資產月報、本月減少固定資產月報、固定資產折舊月報(年報)、并提供打印功能。
4) 固定資產綜合查詢：可以對單條或一批固定資產的情況進行查詢，查詢條件包括資產卡片、保管情況、有效資產信息、部門資產統計、退出資產、轉移資產、歷史資產、名稱規格、起始及結束日期、單位或部門。
5) 盤點功能：按照射頻盤點機中的數據與數據庫中的數據進行核對，并對正常或異常的數據做出處理，得出固定資產的實際情況，并可按單位、部門生成盤盈明細表、盤虧明細表、盤點匯總表。
6) 系統維護功能：由系統管理員對資產分類代碼表、退出方式代碼表、購置方式代碼表、存放地代碼表、部門代碼表、保管人員表、單位名稱表。進行新增、修改、刪除等操作;提供操作員對自己密碼修改的功能; 系統管理員可以自由地設置下屬各個操作員對功能的操作權限。
7) 安全管理功能：提供各種安全管理手段;
口令管理功能：維護帳號和口令;
8) 權限控制功能：將用戶劃分為不同等級確定用戶對系統使用權限，根據不同權限確定不同的操作。
3.3.6 統計報表
1) 標簽警告記錄——查看所有標簽或指定標簽的所有警告記錄;
2) 查看標簽報表——查看標簽的重要報警，出入區域次數及停留時間統計;
3) 操作歷史記錄——查看用戶的操作歷史記錄;
4) 統計各項工作的執行次數、單人的工作情況和閑置時間、每天各崗位的工作高峰期;
5) 對各告警事件發生的時間和區域進行統計分析;
6) 分析標簽狀態提供閑置警力名單和位置，供所領導參考用警，分析指標由用戶自行設置;
7) 根據用戶自定義規則，按時間段統計民警巡邏次數、時間段和間隔時間。
3.4 系統集成
本次資產及人員管理及定位系統需要和現有的信息管理系統進行結合，涉及軟件對接和二次開發的集成，這項工作另行協商。
3.5 網頻RFID實時定位管理系統的擴展功能
網頻RFID實時定位管理系統可以應用到很多行業，如物流、監獄、安保、醫院、煤礦、隧道、工廠等，其中針對工廠的應用除了可以對移動的資產進行定位以外，還可以對工廠的員工進行定位，如可以實現動態考勤，后天隨時掌握員工的位置狀態;可以對工廠的保安人員進行定位管理，確定保安是否按照規定時間和路徑進行巡更;可以對外來的車輛、訪客進行管理，跟蹤訪客的行走路線，一旦訪客進入廠區內的禁區立刻報警等等。
4 方案實施
關于具體方案實施需要參考客戶設計要求，并要求客戶提供詳細的平面圖及系統設計需求。
4.1 實施方案設計
4.2 網絡部署方案
4.3 系統部署
, 4.3.1 硬件設備
RFID讀寫器、定位標簽
4.3.2 系統硬件
1) 服務器：應用服務器、數據庫服務器、備份服務器。
2) 以太網、CAN或485總線交換機
3) 終端顯示器
4.3.3 施工附件
1) 集中供電器
2) 超五類線、直流電源線、PVC管或槽
4.3.4 軟件環境：
操作系統：Windows Server 2008\ Windows Server 2003\Window Vista \Windows XP
組件：Microsoft .NET Framework 3.5
數據庫：Microsoft SQL Server 2005
IIS: Microsoft Internet Information Server 6.0
5 市場應用
1)人員進出自動化管理
2)監獄犯人管理
3)學生進出校園的“家校通”管理
4)煤礦井下人員定位跟蹤識別管理
5)醫院人員、設備的管理
6)倉庫物資進出監管和識別管理
7)集裝箱、堆場管理
8)生產工序定點識別及控制管理
9)智能停車場管理、高速不停車收費管理
公檢法司