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一、 项目背景及需求分析 4
1.1需求分析 4
1.1.1 定位需求 4
1.1.2定位人群 4
1.1.3平台应用范围 4
二、系统设计 5
2.1 总体设计方案 5
2.1.2 设计原则 5
2.1.3 数据流图 5
2.2 GIS平台介绍 6
2.2.1 系统结构图 6
2.2.2 GIS服务 6
2.2.3 定位服务 7
2.2.4 定位设备管理 7
2.2.5 区域报警 7
2.2.6 系统设置 7
三、技术实现 8
3.1 系统平台架构 8
3.1.1 软件平台结构 8
? 中间件 8
? 接口协议及约束 8
3.1.2系统平台结构图例 9
3.2人员定位典型架构图 9
3.3硬件技术架构 10
3.3.1硬件平台结构 10
3.3.2 产品性能指标 10
3.3.2硬件部署建议 11
? 室外环境 11
? 室内环境 11
? 安装环境 11
?
一、 项目背景及需求分析
1.1需求分析
1.1.1 定位需求
政府的职能是不断满足人民群众日益增长的物质和文化需求，有着庄严的权利以及神圣的使命，同时也说明政府的工作是及其重要的，因此如何对于重要区域进行监控保护的需求尤为明显，需要运用物联网技术对于目标精确定位，划定保护区域，借以保护国家财产，机密资料。
1.1.2定位人群
由于清洁工以及保安人员数量较多，而且活动范围较大，因此经常发生人员串岗或者乱走现象，造成诸多不便，因此对于此类人群进行室内定位监控，对其进行区域定位管理显得非常重要。
1.1.3平台应用范围
基于定位系统平台，我们可以延伸出其他接口，把监控，安防，门禁等系统全部整合在一起，形成一个真正的物联网平台，可以实现包括但不限于以下几项功能：
楼宇可视化管理：通过2.5D GIS地图可以对整个楼层的情况一目了然；
电子围栏：划分特定区域，一旦定位目标进入相应围栏区域，则联动报警，可及时处理；
监控联动：可与安防、监控系统想结合，例如在发生火警时可以迅速定位事故地点，准确引导相关人员进行扑救；
员工考勤：可对员工上下班进行统计管理。
轨迹回放：通过轨迹回放功能可以准确的判断员工一天的工作地点以及行进路线，有助于对其进行综合评定。
展示方面：通过2.5D楼层结构图展现，并结合精确物联网定位技术可以非常形象的展现现代物联网技术所带来的优势与便利。
二、系统设计
2.1 总体设计方案
2.1.2 设计原则
方案的设计将按照全面完整、高灵活性、高可扩展性的原则进行，通过先进的技术和有效的实施方法，提高回报收益和回报的速度，一方面需要根据实际，理性选择必要的技术和产品，有效的控制投资规模。
2.1.3 数据流图
图 2-1-1
2.2 GIS平台介绍
2.2.1 系统结构图
图2-2-1
2.2.2 GIS服务
GIS服务包括室内、室外地理信息的采集，提供相关地图，该地图具有放大、缩小、水平移动、鹰眼等强大功能。
图2-2-2
2.5D效果图
2.2.3 定位服务
定位包括，室内定位数据、室外定位数据，根据绑定在设备上的相关信息及设备上报的具体位置信息，整合后显示在地图上。
重点跟踪、实时跟踪某个设备的具体位置，准确监控。
轨迹回放。回放某个设备在特定时间内的运动轨迹。做到过程的准确追溯。
2.2.4 定位设备管理
对定位设备及相关显示数据的管理。可以绑定外部数据，并提供在地图上的相关搜索功能。
2.2.5 区域报警
在地图上画出相关区域并制定相关设备进出该区域进行报警，在室内定位技术应用上可以作为人员考勤等多种用途。
2.2.6 系统设置
设置系统自动备份的时间、报警时间、报警方式、日志等相关操作。
三、技术实现
目前实现室内RTLS主要基于UWB、CSS和Zone技术。请见表格
UWB CSS Zone
最高精度 30cm 1m 10m
无线技术 UWB CSS Zigbee，Wifi，RFID
算法 AOA，TDOA TOF，TDOA RSSI（场强）
带宽 500MHz-1GHz 80MHz 2-10MHz
价格 昂贵 中等 较便宜
我公司自主研发的RTLS系统在行业中处于中上游水平，定位精度方面略低于UWB，但比Zone方式有很大的优势。价格方面比UWB有较大优势，只是比Zone略贵。所以我公司的系统性价比较高。
3.1 系统平台架构
由于本系统由软件、硬件、中间件组成，所以基础框架层是整个系统构建的基础。
3.1.1 软件平台结构
采用现下最成熟、最流行的MVC架构模式（模型
? 中间件
ESB数据服务总线，作为数据转换并进行交互的介质，把数据传输给数据计算服务器进行专业的运算处理，之后通过ESB与综合业务管理平台的业务层进行展示。
? 接口协议及约束
该架构提供一系列规范、约定和支撑类库、服务和功能等，充分实现了面向对象、内聚和低耦合、模块间相对独立等特征，保证系统的可维护性、可重用性、可升级、可扩展性，层次清晰简洁。
3.1.2系统平台结构图例
图3-1-1
3.2人员定位典型架构图
3.3硬件技术架构
3.3.1硬件平台结构
硬件系统主要有两大类：标签和基站。
标签主要功能是，一与基站配合完成定位功能；二低流量数据传输及小容量数据储存（主要用于配置标签）。标签定位和数传通过无线电实现。主要有：定位芯片、必要的传感器、电池（根据实际需求适当增加电池容量）
基站主要功能是，一与标签配合完成定位功能；二大流量的数据上传（用于把定位数据上传服务器供定位引擎使用）。基站定位使用无线电实现，大流量数传使用有线方式。主要有定位芯片、以太网芯片、符合工业环境的供电模块等。
手持终端，配备标签功能，可以被系统定位，也能读取任意标签数据，可以通过wifi接入网络，有主流操作系统，可根据用户需求定制硬件。
标签配置器，与电脑相连用来配置每个标签的必要信息（该信息可以定制）。
3.3.2 产品性能指标
硬件名称 性能参数
定位基站 ? 覆盖范围 5-50m(2D) 10-100m(1D)
? 典型定位精度 <2m
? 射频功率0dbm–20dbm
(1mW ~ 100mW)
? 信号灵敏度 -95dbm @ 22Mbps模式
? 工作频率 2.40GHz – 2.485GHz
? 通讯接口 USB,网口,ZIGBEE
? 电源 DC8-23V,POE,USB
? 尺寸 140*106*40mm
? 工作温度 -20℃ ~ +70℃
? 存储温度 -40℃ ~ +85℃
? 工作湿度 0-95% (无冷凝)
定位标签 ? 区域容量 20个(2D) 30-60个(1D)
? 典型定位精度 <2m
? 工作频率 2.40GHz – 2.485GHz
? 射频功率0dbm–17dbm(1mW ~ 70mW)
? 信号灵敏度 -95dbm @ 22Mbps模式
? 位置刷新率 1Hz
? 工作温度 -20℃ ~ +70℃
? 存储温度 -40℃ ~ +85℃
? 工作湿度 0-95% (无冷凝)
3.3.2硬件部署建议
? 室外环境
使用我公司研发的定位系统，需要布设基站，如果室外环境比较空旷，基站密度可以相对较小，精度可以保证直径5m以下，保守估计室外环境下每隔100m布设一个基站，架设高度要求（保证在此高度下，视距范围内无大的遮挡），实际架设密度还和单位空间内标签的数量有关，保证定位实时性的前提下（1s定位一次），建议在相邻基站间的标签数量不超过20个，如果定位周期延长，标签容量也会响应增加。
? 室内环境
由于室内环境比较复杂，遮挡难以估计，按其他客户安装经验来看，基站密度大致为30-50m间隔，在某些特定位置（空间结构比较复杂，有遮挡）适当增加基站。考虑到用户成本，室内环境下可有两种选择，一就是上面提到间隔一段距离架设基站。好处是可以完全覆盖，可以定位范围内任意位置的标签，定位精度高（最高精度60cm）。
? 安装环境
以4个基站为单位，在该单位附近安装POE交换机，基站通过网线与交换机的POE口连接，基站的供电和通信都通过网线实现，所以基站无需再布电源网络。
POE交换机附近需要留有以太网接入口，以方便连接到内网。同时还需有电源接口，为了保证连接可靠，电源接口建议使用工业级的航空头。
POE供电器：