区域人员定位系统介绍

上海秀派
上海秀派电子科技有限公司
ShangHai Super Electronic & Technology Co. Ltd
老年公寓人员定位系统方案介绍
Zone Location system in Rest-houses
2009年06月
V211
上海虹漕路39号B 栋5-6层
怡虹科技园区
电话：021–61613336 61613331
传真：021–61613339
网址：
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1概述 (1)
2技术背景 (2)
3公司介绍 (2)
4技术优势 (3)
5系统方案 (4)
5.1系统构架 (4)
5.2定位软件功能 (5)
5.3系统特色 (7)
5.4系统优势 (8)
6产品介绍 (9)
6.1双频电子标签（SP-TGS-303） (9)
6.2阅读器（SP-RFS-300） (10)
7现场安装实例 (11)
8联系方式 (12)
1 概述
本手册重点介绍SuperRFID人员区域定位系统在老年公寓中的应用方案。

老年公寓主要服务对象是老年人，他们年龄比较大，老龄问题比较突出。

老年公寓在提供正常服务的过程中，非常希望能够借鉴先进的技术手段，来提高服务质量。

同时，老年公寓一般是一个相对比较封闭的区域，由围墙、院落、具有各种功能的建筑物构成，这个区域可能比较大。

正常情况下，老人大部分时间都生活在这个建筑区域内。

实时确定老人在老年公寓内的位置，对及时提供服务显得极为重要。

特别是当老人发生紧急情况，需要院方提供救助时，“定位”更显重要，只有及时“定位”，才能有效服务。

利用高科技新技术，在老年公寓中引进智能化管理，为社区老人提供针对不同人员的个性化的、高效、可靠、快速、简便的看护救助管理服务的同时，提升老年社区的服务水平，创造老年社区服务的典范。

针对此问题，上海秀派电科技有限公司子基于其在有源RFID领域的技术优势，在老年公寓的智能化解决方案中引进了“人员区域定位系统”。

通过本系统能够及时、准确的将各个区域人员及设备的动态情况反映到计算机系统，使管理人员能够随时掌握工作人员、老人的分布状况和他们的运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。

当有紧急事故发生时，管理中心也可根据人员定位系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。

该系统是集人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理等一体的综合性运用系统。

也是国内技术最先进、运行最稳定、设计最专业化的人员定位系统。

本《方案介绍》读者为：系统集成商、设备安装调试人员、最终用户。

上海秀派公司具有本手册的最终解释权。

本手册版权归上海秀派公司所有，未经许可，不得复制、散发本手册中的任何内容。

2 技术背景
射频识别技术(RFID)是自动识别技术在无线电技术方面的具体应用与发展。

该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备(人员、物品) 在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。

经过十几年的发展，RFID技术已在各行各业得到了广泛的不同程度的应用。

RFID 标签依据发送射频信号的方式不同，分为主动式（有源）和被动式（无源）两种。

主动式电子标签主动向读写器发送射频信号，通常由内置电池供电，又称为有源电子标签；被动式标签不带电池，又称为无源电子标签，其发射电波及内部处理器运行所需能量均来自阅读器产生的电磁波。

根据工作频率的不同，RFID系统可分为低频和高频系统。

低频系统一般指其工作频率小于30MHz的系统。

其基本特点是：标签成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(典型阅读距离为10cm)、射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。

低频系统多用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。

高频系统一般指工作频率大于400MHz的系统。

高频系统的基本特点是标签及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几十米)、适应物体高速运动性能好、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。

高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像停车场管理，人员定位等系统。

上海秀派电子科技有限公司的RFID产品主要为工作频率为2.45GHz的高频主动式（有源）RFID产品。

3 公司介绍
上海秀派电子科技有限公司（以下简称“秀派公司”）成立于2004年，坐落于上海虹漕路怡虹科技园。

公司集研发、生产、销售、咨询和服务为一体，以研发和生产远距离射频身份识别产品为主业，为RFID产品及解决方案的专业提供商。

公司通过ISO9001、ISO14001质量体系认证，引进并推广了6 Sigma等先进管理方法。

公司管理体系融合了以ERP 为中心的人、财、物管理系统、以FIS为中心的制造现场管理系统、以Lotus Domino/Notes为中心的办公自动化管理系统，具有强大的核心竞争力。

公司的主导RFID产品（2.45GHz频段）占国内市场份额的40%左右，是国内第一大专业制造商。

产品行销欧洲、东南亚、中东等地。

稳健的成长轨迹得益于其“行胜于言”的务实管理作风，形成了“承担，探索，超越，忠诚，责任与价值等同”的企业文化精髓，建立了勇于面对挑战、勇于突破创新的员工队伍。

秀派公司作为RFID行业优秀的领军者，成为国内RFID领域内第一家获得IDG风险投资的企业。

我们还在成长，还在学习。

未来的秀派将始终遵循“自强、创新”理念，追求完美、追求卓越。

不断探索高科技产业发展之路，责无旁贷地承担起科技兴国的历史责任！
我们将再接再厉、永不言怠！
4 技术优势
我国信息产业部2002年8月23日颁布了《关于调整2.4GHz频段发射功率限值及有关问题的通知》，进一步明确2.4GHz的ISM开放性和相关技术限值。

2.4GHz频段作为无线局域网、无线接入系统、蓝牙技术设备、点对点或点对多点扩频通信系统等各类无线电台站的共用频段。

符合技术要求的各类无线电通信设备在2.4～2.4835 GHz频段内与无线电定位业务及工业、科学和医疗等非无线通信设备共用频率，均为主要业务。

由此可见，采用2.4～2.4835 GHz的ISM频段具有充分法律保证，而在我国没有制定短程无线通讯的相关频段规范的现实情况下，采用2.4Ghz频段没有政策风险。

秀派公司的RFID和短程无线通讯设备就选择了2.4GHz波段，并将RFID和短程无线通讯设备统一起来，从物理层到各协议层遵循同一标准，使产品能适合各种不同的应用需求。

我们产品的功率远远小于上述规定。

虽然短程无线通讯的功耗虽然已经较低，但还不能支持小型锂电池（几百毫安时）供电下的长期稳定工作（3～5年），秀派公司采用超低功耗技术，使其产品做到了这一点，该项技术目前世界领先。

上海秀派电子科技有限公司的主要技术优势为：
✓“Active RFID”技术：主动的工作模式改变了以往标签被动工作，处于阅读器的从属地位的状态。

标签和阅读器具有更强的信息交互能力，系统的对称性得到增强。

同时，分布式的信息体系和数据冗余也增强
了系统的稳定性和可靠性。

✓“uWatt”技术：uWatt（微功耗）是秀派公司在体系结构、硬件、协议、能量管理等方面进行了多年的研发，形成了一个超低功耗的终端技术，其工作时的平均功率被控制在uW数量级。

✓“HSecu”技术：HSecu（高安全）是秀派公司独立自主研究的安全机制，将其纳入到RFID系统中，极大地提高了系统安全性。

✓“SuperEOS”技术：SuperEOS（嵌入式操作系统）是秀派公司独立自主研发的嵌入式操作系统，将其嵌入到RFID系统中，本质上提高了系统的实时性和稳定性。

5 系统方案
5.1 系统构架
本系统通过建立社区一卡通系统，为每位老人和工作人员都配发双频人员电子标签，具有身份认证、刷卡消费、门禁出入管理、紧急救助定位等综合功能。

人员定位系统将整个社区的室内外区域纳入无线救助网络监护范围，老人在社区任何地方遇到困难，按下随身携带卡片上的紧急救助按钮时，监控中心值班人员的电脑屏幕上将立即显示该老人所处的位置，以及老人个人的健康状况、曾患过的疾病等相关信息，为医护人员的快速响应、紧急求助提供指引。

同时也可监控并工作人员的实时位置，进行规范化管理和合理调度。

系统由“读写器”、“双频人员电子标签”、 “服务器”、“定位数据库”、“应用软件”等关键设备组成。

基本定位流程如下：
1. 在社区在安装分布图布置一定数量的读写器，读写器的数量由所需覆盖的范围和定位精度决定；
2. 将每一个读写器通过以太网连接到后台定位服务器，构成无线定位网络；
3. 在社区内安放定位用基准电子标签；
4. 将双频人员电子标签分配给老人和工作人员，“标签”与“人”之间建立一一对应关系；
5. 在服务器中安装并运行定位软件，定位数据可直接写到数据库中，或集成到其它系统中。

SuperRFID 人员区域定位系统的整体构架如图1所示：
定位服务器
TCP/IP
读写器
9v DC RS 485
无线传输
标签tag
标签tag
标签tag 标签tag
标签tag 标签tag
读写器
9v DC RS 485
无线传输
标签tag 标签tag
标签tag
标签tag 标签tag
标签tag
标签tag
读写器
9v DC RS 485
无线传输
标签tag
标签tag
标签tag
标签tag
图1 SuperRFID 人员区域定位系统构架
SuperRFID 人员区域定位系统在室外定位时的网络拓扑如图2所示：
图2 室外定位网络拓扑
5.2 定位软件功能
定位软件主要实现以下功能：
模块名称 实现的功能
登录权限 1. 实现用户登录权限控制，不同的用户登录系统显示不同权限菜单 2. 所有登录权限控制由数据库完成 读写器维护
3. 实现读写器增、删、改、查等维护功能 ✓ 可灵活配置设备的端口号
4. 实现读写器位置定位功能 ✓ 可灵活配置设备坐标、方向
人员制卡以及维护
5. 实现人员基本信息增、删、改、查等维护功能 ✓ 可选两种人员类型
✓ 提供按照年龄和人员类型的查询、以及姓名和住址的模糊查询 6. 实现人员卡关联功能，若添置发卡机，则可将卡号自动读入关联
CCTV 视频联动 7. 实现CCTV 与多个阅读器关联
8. 实现定位时调用多个关联的CCTV 视频
电子地图人员位置显示
9. 实现地图根据读写器扫描位置计算并显示出人员位置功能 10. 实现点击人员位置，显示人员详细信息功能 11. 实现地图拖曳以及7级缩放功能 12. 实现查找指定人员当前位置的功能 13. 实现人员出入小区显示列表功能
人员历史轨迹
14. 实现显示指定人员指定时间段内轨迹的功能 ✓ 报警记录显示红色 ✓ 显示进出小区历史记录
报警 15. 实现接受到报警信号时，图示声音报警提示功能 16. 报警时，信号发送到其他应用系统接口
SuperRFID人员区域空间定位系统软件界面示意图如图3所示：
图3 定位系统软件界面示意图
5.3系统特色
本区域人员定位系统具有以下特色：
1.通过简洁直观的图形系统进行可视化管理和实时地位置跟踪；
2.具备地图查询功能，能够进行对于地图进行缩放和拖拽；
3.系统定位精度：室外10米区域范围，楼内精确到楼层；
4.系统报警响应时间小于4秒；
5.电子标签电池使用时间大于24个月，具备低电量系统提示；
6.查找指定人员的位置和当前人员的历史轨迹；
7.具备特殊敏感、危险区域的设定功能，特定人员或老人在接近或进入该区域会自动报警；
8.开放的数据库结构，可提供给其他监控系统所需的基本数据。

5.4系统优势
目前商用的人员定位系统主要有GPS技术，RFID技术，Wifi技术，手机基站技术等。

秀派基于RFID技术的区域人员定位解决方案与其它方案的对比如下：
表1 定位技术比较表
序号项目RFID定位Wifi定位手机基站定位
1.基站设备初期投入低高高
2.定位标签初期投入低高高
3.一次定位时间极短极长极长
4.软件系统兼容性好好教差
5.管理工作简单复杂复杂
6.是否有电磁污染无无无
7.测量点数量限制无有有
8.故障自检能力有无无
9.复杂性低高高
10.准确性较高高较低
6 产品介绍
6.1 双频电子标签（SP-TGS-303）
图 4 双频报警电子标签（SP-TAG-303）外观
表2 双频报警电子标签（SP-TGS-303）技术指标
序号
特性名称
参数规格
备注
1
机械特性
外形尺寸
120mm×78mm×6mm 重量50g
外壳材料工程塑料颜色黑
安装位置安装方式2微波链路特性
上行信号调制方式GFSK
通讯速率2000 Kbit / s
下行信号调制方式GFS K
通讯速率
2000 Kbit / s
频率
13.56MHz
发射功率天线极化垂直极化读写区域微波通讯距离微波通讯检错通讯加密
算法暂不公开3无源特性IC Mif are 1容量1KB
4
环境特性
使用温度保存温度抗电磁干扰
2.4 GHz ～ 2.4835 GHz 0 dBm （可软件调整）360度全方位0 ～ 80 m
CRC16循环冗余校验位误码率/B.E.R 10（ -7次方）-40℃ ～ +80℃-60℃ ～ +80℃
10V/m 0.1～1000MHz AM 调幅电磁波
6.2 阅读器（SP-RFS-300）
图 5 阅读器（SP-RFS-300）外观 表 3 阅读器（SP-RFS-300）技术指标
序号
特性名称
参数规格
备注
1
机械特性
外形尺寸
160mm×100mm×65mm 重量 1.5kg 外壳材料工程塑料颜色安装位置标杆或横梁安装方式侧挂或贴面2微波链路特性
上行信号调制方式GFSK
通讯速率2000 Kbit / s 下行信号调制方式GFS K
通讯速率
2000 Kbit / s
频率发射功率天线极化圆极化
读写区域微波通讯距离微波通讯检错通讯加密
算法暂不公开
3电气特性通信接口4
环境特性
使用温度保存温度抗电磁干扰可靠性工作寿命
灰白 / 面板2.4 GHz ～ 2.4835 GHz ≤3 dBm （可软件调整）360度全方位0 ～ 100 m
CRC16循环冗余校验位误码率/B.E.R 10（ -7次方）
电 源RS232/485方式：+6～+12V DC （MAX 30mA ）RS232/485/威根 波特率：4800～115200，-40℃ ～ +80℃-60℃ ～ +80℃
10V/m 0.1～1000MHz AM 调幅电磁波MTBF ≥ 70000小时15年
7 现场安装实例
图 6 阅读器室内安装示例
图 7 阅读器室外安装实例
图 8 人员卡实物图
8 联系方式
上海秀派电子科技有限公司
上海市 徐汇区 虹漕路 39号（近宜山路）怡虹科技园区B 栋5-6层 电话：021- 61613336传真：021- 61613339 网址：/。