第一部分 半有源RFID系統(tǒng)開發(fā)背景

　　隨著人口老齡化的趨勢日益加快，老年人口越來越多，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、生活的一個很重要的場地，于是，對老人院老年人的安全管理問題，成為社會越來越關(guān)注的問題。針對目前敬老院等大型公共場所等對于人員的進出管理和智能化區(qū)域、定位精確定位、求助報警的需求，目前，市場上有各種不同類別的解決方案，從最初的GPS定位管理，手機定位管理，到后來的無源RFID、有源RFID無線射頻管理系統(tǒng)，都不同程度的對老人院老年人的管理水平有所提高，對老年人的安全問題得到一些有效的解決，但依然的，還是存在一些問題。比如，老人的精確定位問題，需要定位到每個房間，老年人無意識的跌倒求助報警問題等，以上的系統(tǒng)都沒法解決。鑒于這些問題的存在，結(jié)合我們公司半有源RFID技術(shù)的優(yōu)勢，我公司特意開發(fā)了本套系統(tǒng)“基于半有源RFID射頻識別技術(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化進出判斷管理，人員的精確定位、區(qū)域性定位管理，跌倒求助報警等功能需求。該系統(tǒng)還可以實現(xiàn)智能監(jiān)控管理，人員信息資料管理、越界報警、按鈕求助報警、追蹤等功能。大幅度的提升了對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實時定位追蹤系統(tǒng)通過RFID(電子標簽)的應用，以電子標簽作為目前最先進的標識碼，具備了不易破損、數(shù)據(jù)可靠、使用周期長、有效通訊距離長等特點，是替代條形碼、紅外線標識的最佳選擇。將其安裝在受控目標上，來作為目標的唯一標識進行追蹤和定位。

　　工作時，管理人員通過聯(lián)網(wǎng)的無線識別基站追蹤和定位目標。

　　1)半有源RFID電子標簽

　　半有源RFID電子標簽，是集成了有源RFID電子標簽和無源RFID電子標簽的優(yōu)勢，作為一種特殊的標示物。在平時情況，其處于休眠狀態(tài)不工作，不向外界發(fā)出RFID信號，只有在其進入低頻激活器的激活信號范圍時，標簽被激活后，才開始工作。

　　2)半有源RFID自動識別工作原理

　　結(jié)合低頻激活器，半有源RFID標簽，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來定位，在不同的位置安裝不同的基點，然后在一個大區(qū)域用遠距離讀寫器識別讀取信號，之后用不同的上傳方式將信號上傳到管理中心，這樣，完成了整個信號的采集，傳輸，處理，應用的整個過程。

　　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，在每個被監(jiān)控區(qū)域，如每個房間，安裝半有源定位基站，也就是我們公司的低頻激活器，每個低頻激活器帶有4路或者6路激活天線，相鄰的4個或者6個房間可以共用一臺低頻激活器，在整個我們的定位系統(tǒng)中，定位基站是最小的基點，作為定位點的最近本的基點，其激活標簽的距離在3-3.5米，也就是每個標簽在激活器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，當人員帶著半有源低頻激活標簽進入定位基站被激活后，標簽正常工作，向外界發(fā)送標簽的ID號，同時也發(fā)送出激活標簽的激活器的地址碼，這樣，通過激活器的地址碼，我們就能夠定位出標簽所在的位置。當標簽從一個激活器拿到另一個位置時，上傳上來的激活器地址碼也會隨之變化，這樣，就形成了完整的定位體系。而標簽上傳的數(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行處理，完成了整個定位系統(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電子標簽、半有源低頻激活器、讀寫器(接收器、電子監(jiān)控基站)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計算機、服務(wù)器和系統(tǒng)軟件組成。下圖一個簡單的人員區(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：通過不同的被激活的標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，無論人員走到哪里，都會有當?shù)氐募せ钇麈i定他們，來確定他們所在的具體位置，并且及時的將信息上傳至管理中心，管理中心經(jīng)過一系列的變換處理，得出相關(guān)的結(jié)果。同時，也很輕松的完成了我們的既定目的，就是對人員的區(qū)域定位管理。

　　3)門禁進出管理系統(tǒng)

　　如上圖所示，我們給每一個需要管理的門禁安裝一臺低頻激活器，每臺激活器引出2路低頻激活天線，分別是1號天線，2號天線，各自布置在門禁的外面和里面，而在門禁旁邊安裝一臺我們公司自主研發(fā)生產(chǎn)的2.45G遠距離讀寫器，作為信號接收器。當人員佩戴著半有源RFID低頻激活標簽，進入門禁時，依次被激活天線1號和激活天線2號激活，這樣系統(tǒng)則判斷出人員進入門禁，相反，則系統(tǒng)辨識為出門。就這樣完成了整個門禁系統(tǒng)人員進出判斷的管理。

　　三、系統(tǒng)的功能

　　實時布控區(qū)域目標動態(tài)顯示功能：

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

　　2) 查詢一個或多個受控目標現(xiàn)在的實際位置;

　　3) 可實現(xiàn)信息多點共享，供多個部門及領(lǐng)導同時在不同地點查看;

　　豐富的地圖功能：

　　具有放大、縮小、移動、標尺測距、視野控制、中心移動、土層控制、地圖打印等功能。

　　禁區(qū)報警功能：

　　對于指定的禁區(qū)，如果有非授權(quán)進入，實時報警，并顯示進入禁區(qū)的目標及身份。

　　目標軌跡查詢：

　　可查找某目標在某個時間段內(nèi)所經(jīng)歷的路徑，并在圖中畫出線路軌跡。

　　豐富的受控目標考勤能力：

　　可對出入布控區(qū)域的目標進行統(tǒng)計，實現(xiàn)目標的考勤記錄，建立目標的各種信息報表(如：時間報表、出勤月報表、加班報表、缺勤報表等等)。

　　突發(fā)事件控制：

　　一旦有突發(fā)事件，上位機上立即能顯示出該現(xiàn)場的目標數(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

　　強大的系統(tǒng)處理能力：

　　1) 高度自動化;

　　2) 基于GIS 技術(shù)的地理信息顯示、查詢系統(tǒng);

　　3) 完善的數(shù)據(jù)分析能力;

　　卓越的識別性能：

　　1) 高度的識別可靠性，100%的前端識別率;

　　2) 識別距離遠(識別距離可達2-100 米可調(diào));

　　3) 極高的防沖突性(每個識別基站可最多同時識別數(shù)以百計的運動目標);

　　4) 高度的識別穩(wěn)定性(誤碼率小于10 萬分之1);

　　5) 快速的識別速度(最快可達到200 公里/小時的識別速度)。

　　現(xiàn)場優(yōu)勢：

　　1) 環(huán)境適應性：高抗干擾性，對干擾源、周界環(huán)境無特殊要求;

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

　　3) 運行可靠性：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：納瓦級超低功耗設(shè)計，RFID標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，標簽無須外接電源，無須充電、無須更換電池;

　　3) 無輻射，對人體和環(huán)境無任何影響，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遠距離讀寫器

TY-R501A型 定向讀寫器

　TY-R301A型 固定式全向讀寫器

TY-R101A型 工業(yè)級便攜式手持機

TY-R401A型 桌面發(fā)卡器

　　二、半有源RFID電子標簽

TY-T703A型 三頻手腕電子標簽

　　三、半有源RFID低頻激活器

TY-A201A型 低頻激勵器