基于WIFI的实时定位系统方案

　　一、RTLS系统概述

　　近年来，随着信息技术在外勤人员定位管理及移动资产跟踪定位管理的应用，移动考勤系统与资产跟踪定位正在进入一个新的飞速发展时期, 计算机技术、RFID技术的不断突破给这一领域注入了新的活力，系统开始向自动化、系统化、多元化发展，从而实现使企业综合信息网络化、过程控制自动化、安全管理信息化、生产集约高效化，实现信息与业务之间完全融合、信息共享，将是现代企业发展的更高追求。

　　苏州新导信息科技有限公司基于无线网络Wi-Fi的实时定位系统(RTLS)是业界最精确、最简便可行、最具成本效益的WiFi资产和人员跟踪系统解决方案，系统广泛应用于生产制造和供应链管理、医院系统、化工与危险品跟踪、采矿业、游乐场所、政府和军队等行业。

　　新导科技的RTLS系统解决方案使得资产管理部门能够快速寻找资产设备和提高服务效率, 使管理者减少因寻找资产设备设备而浪费的时间。对必须定时进行预防性维修保养的资产设备提供快速的定位寻找提高服务反应. 还可以对特定人员如外勤、保安、仓管等进行定位跟踪，以便在任何角落快速找到目标。 遇到紧急情况，携带有RFID射频标签的人员可以按下警报按钮发送信号到监控部门寻求帮助。这可减少搜索目标人员的时间，得到更快的响应。当有带有WiFi标签但未经授权人员进入限制区时，系统会发出信息给监控部门示警，这可有效防止不必要的意外发生，增强安全管理级别。

　　通过实时定位跟踪资产和人员的位置，可以为管理者提供显著价值的相关信息，能使各种致力于追求提高反应速度、管理水平和效益的企业受惠。

　　二、RTLS系统工作原理

　　新导科技基于WiFi的实时定位技术是完全建立在软件基础上，能够不断地实时监控无线网络WiFi覆盖区域内的资产和人员，并实现精确定位跟踪。使用者可以在一定范围的网络上通过应用软件或者应用程序界面来接受RTLS系统实时传送的信息，对人员进行实时定位与跟踪管理，以提高安全性和工作流程;同时，能够在设施之间对设备进行精确有效地定位、管理和重新部署，优化了资产的能见度，实现最大化的利用率和投资回报率。

　　工作原理：无线信号强度(RSSI)方式。设备附近无线信号被记录下来，定位引擎里有无线信号的设置原型，定位引擎识别RSSI的值，并计算出地图中二维坐标，客户程序发送RSSI到定位引擎，定位引擎计算客户程序并发送定位信息给应用程序。

　　(工作原理如图)

　　三、RTLS系统特点

　　1、100%基于802.11b/g标准，适用于现有任何一代任何品牌的无线网络设施，只需利用现有无线网络WiFi的网络设备(AP), 不需要增加任何额外的硬件设施(如读卡器、天线等);

　　2、基于高精度算法的软件，通过定位引擎计算，定位精度在3米左右;

　　3、运行于标准企业级服务器的单个定位引擎支持企业范围部署多达20000个追踪对象目标和每秒对六百个对象同时进行定位;

　　4、开放式体系结构设计，该定位引擎可以无缝集成到现有的中间件，数据库， ERP系统，工作流程及其他系统，能自动监测和报告;

　　5、通过HTTP/XML的应用程序编程接口和SDK(软件开发工具包)，可加快利用第三方系统进行开发和整合应用软件;

　　6、企业可以通过任何互联网完成对人员或者资产的实时定位、定位历史记录，定位精度可以控制在楼栋、楼层或者房间三种级别;位置地图界面提供的实时定位信息有资产位置、最后一个位置信息的时间记录、位置移动记录和事件管理等;

　　7、独特的双向通讯功能，视觉和报警及短信提示;

　　8、安装实施灵活方便迅捷，降低成本。

　　四、RTLS系统架构

　　新导科技RTLS系统主要由定位引擎(EPE)、场所测量(Site Survey)、应用软件(含Tracker、Finder、Ekahau Vision)和WIFI定位标签等部分组成。

　　五、RTLS工作模式

　　新导科技的WIFI定位标签安装在要跟踪的目标物体(资产或人员)上，定位标签周期性地发出无线信号，接入点(AP)接收到信号后，将信号传送给定位引擎EPE,EPE根据收到的无线信号的强弱，计算判断出该标签所处位置，并通过可视化界面，显示其具体位置，实现实时精确定位跟踪与管理。

　　1、现场对资产和人员定位精度最高可达1米，视现场环境一般可到3米左右;

　　2、每个WIFI定位标签都拥有全球唯一的编码，和相应资产设备和人员的信息相联，如可写入资产名称、型号、时间、归属以及人员的姓名、职务、科室部门等资料信息;

　　3、WIFI定位标签每隔一定时间向AP主动发射信号，发射周期可由用户根据实际需要自行设置;

　　4、WIFI定位标签有双向通讯及报警功能，标签携带者如遇到紧急情况，可以按下紧急呼叫按钮，向管理部门求助;同时，一旦遇到紧急情况或者工作需要，管理部门也可通过向标签发送类似于BP机和短信的文本信息，及时通知标签携带者;

　　5、用户可对WIFI定位标签电池实时监控;

　　6、用户可在软件界面，实时监控管理定位信息，如资产和人员位置、最后一个位置信息的时间记录、位置移动记录和事件管理等;

　　7、用户可利用软件在实地场所虚拟的设定出不同的区域，如可设置“禁止进入区”“报警区”以及把空间划分为若干虚拟的格子状房间等;

　　8、用户可通过实时定位系统对多达20000个追踪对象目标和每秒对六百个对象同时进行定位跟踪管理。

　　六、RTLS系统在智能安防领域的应用

　　1、 电子巡更系统

　　传统电子巡更系统采用的是RFID技术，在巡更区域设置关键位置信息点，使用无源RFID标签，值班保安巡逻时手持读写器，读写器记录了所有巡逻路线中的位置信息以及刷卡时间，巡逻完毕后由管理人员将读写器中的资料导入电脑，通过分析软件得知该值班保安的历史运行状态，已达到监控保安巡逻时的工作状态。

　　实现的功能：保安人员巡查时间与巡查地点监控

　　* Wi-Fi RTLS电子巡更系统

　　组建无线局域网：在巡查区域铺设AP，组建无线局域网，根据关键位置监控的需要，采集位置信息，铺设AP，以便更加精确查询值班保安的实时位置信息。

　　Wi-Fi有源电子标签：值班保安佩戴Wi-Fi有源电子标签，在所属范围内执行巡查。标签具有以下功能：1)、长时间静止自动告警;2)、进入或者走出禁止区域自动告警;3)、发生紧急状况，需要支援，值班保安可以按一下告警按钮，即可实时传送告警信息至后端定位服务器，管理中心根据标签所在位置，即可马上派人前去支援。4)、保安如果离开巡查区域，标签也会自动向服务器发出消失告警。

　　后端定位服务器软件：采用可视化Web界面，通过Inter Net即可是访问。通过后端定位服务器可以实时看见带有Wi-Fi有源电子标签的值班保安的实时位置信息。主要功能：1)、提供值班保安的实时位置信息;2)、自动生成值班保安的所到位置信息、时间点报表;3)、可以接受值班保安通过Wi-Fi有源电子标签传递过来的告警信息;4)、可接受值班保安长时间静止不动、进入或者走出禁止区域、擅自在工作时间离开巡查区域的告警信息;5)、可对值班保安的历史运行轨迹进行回放与分析;6)、可以摄像头联动，拍摄实时巡查画面，避免代替上岗的现象。

　　服务器也可以向标签发出指令信息，便于实时调遣保安，做执行任务的人员调整

　　* 实现功能

　　实时监控保安的巡查位置信息

　　保安历史轨迹回放与分析

　　避免代替上岗现象

　　避免保安值班时偷懒、擅自离开巡查区域现象

　　解决保安在紧急状况下寻求援助的困扰

　　保安擅自闯入非保安人员出入的区域会发出告警

　　根据巡查情况的变动，实时调整保安的派遣问题

　　2、 外来人员、车辆管理

　　目前的安防解决方案对于外来人员和车辆的管理比较疏忽，主要就是靠关键位置的网络摄像机监控画面，无法做到全方位全过程实时监控，存在很多的安全隐患。

　　* Wi-Fi RTLS 外来人员、车辆管理

　　工作原理：组建无线局域网：智能化楼宇(社区)一般都是由无线局域网覆盖的，不需要重新搭建，利用已有无线局域网即可。

　　Wi-Fi定位电子标签与定位服务器：外来人员、车辆在保安处领取标签。1)、长时间静止自动告警，避免标签被抛弃和搁置的可能;2)、进入或者走出禁止区域自动告警，可以和门禁系统相结合，避免外来人员擅自闯入禁区;3)、与关键位置点的网络摄像机联动，当携带标签的外来人员走到摄像机附近时，标签向定位服务器发出位置信息，服务器接到信息后再向网络摄像机发出指令，此刻网络摄像机的工作状态被激活，即可实时拍照或者摄像，图像实时在定位服务器的界面上显示，管理人员即可实时看见外来人员的所有行为信息。4)、外来人员如果在监控区域内消失，标签会自动向服务器发出消失告警，以提醒管理中心有可疑情况发生。5)、如有因外来人员引发的案件，可以在定位服务器上查看外来人员的行动轨迹、关键地点的拍摄画面，为案件取证提供有力的证据信息。

　　* 实现功能：

　　实时获取外来人员、车辆的位置信息

　　关键位置点的实时监控画面

　　外来人员、车辆擅自闯入禁区自动报警

　　抛弃或者搁置标签自动报警

　　非正常方式离开监控区域自动报警

　　外来人员、车辆历史运行轨迹查看与分析

　　3、 重要资产追踪、防盗报警

　　传统的解决方案利用RFID技术，在需要管理的资产上贴上RFID无源标签，标签内存储该资产的相关信息，比如：名称、生产日期、产地、所属信息、资产的存放地点等，通过手持读写器来寻找所需物品。缺点在于：1)、远距离无法识别;2)、物品发生位置移动，管理中心不知道，也就很难在大范围里找到该物品;3)、物品被盗无法自动报警

　　* Wi-Fi RTLS 重要资产追踪、防盗报警

　　组建无线局域网：在需要监控的区域搭建无线局域网，根据监控物品的大小以及定位精度，确定AP的铺设。

　　Wi-Fi定位电子标签和定位服务器：在物品上绑定电子标签，一般物品都是静止的，所以可以调整标签的发射信号频率，这样标签的电池使用会延长，最长可达5年之久。1)、在定位服务器界面上可以看见标签的实时位置信息，可以马上找到所需物品;2)、如果工人因为工作失误把物品放错位置，标签会向服务器自动告警提示;3)、对于特殊行业的物品可以利用内置无线传感模块的标签，采集物品所处空间的温度、湿度等参数信息，在定位服务器上设定参数的极限值，当标签传递过来的参数超级设定极限值，即会自动报警，提示管理人员注意此物品的安全状态;4)、物品被偷盗时，挪动到监控区域外，标签即会发出消失告警信息，同时标签可以和监控摄像头和门禁系统联动，摄像头会记录整个偷盗过程，同时标签触发门禁系统，将门锁死，原有的门禁卡也失去效用。即可做到防外贼也可以做到防内贼。5)、对于固定位置物品，可以通过内置传感模块的标签可以做到物品移动、滑落等稍小幅度的位置变化，即刻触发告警。

　　* 实现功能：

　　查找物品的实时位置信息，精确度可达1.5米

　　物品归类放置出现错误，会自动告警提示

　　对于温度、湿度等要求较高的特殊行业物品进行有效管理

　　万无一失的安全防盗报警

　　应用行业：农业、机场、汽车、冷链、林业、现场服务、政府、博物馆、港口和集装箱码头、零售业、公共安全等。

　　4、 环境安全检测

　　在危险的化工行业、需要极度安全保护的公共区域、石油煤矿等危险的作业环境，这些区域都需要安全检测管理的，以确保人员和资产的绝对安全性。目前主要同过ZigBee技术来解决，但是ZigBee存在通讯距离短，需要高密度布点，成本投入高，而且ZigBee是私有通讯协议，需要组建专网，管理麻烦。

　　* Wi-Fi RTLS 环境安全检测

　　无线实时定位系统(Wi-Fi RTLS)与无线传感技术相结合，在Wi-Fi定位电子标签内置传感模块或者外接无线传感器，可以实时采集所检测区域的各种参数值，例如：温度、湿度、压力、震动、速度、噪音、有毒气体的密度等，标签将数据上传至服务器，管理人员通过定位服务器可以按照要求来管理标签信息，设定所采集参数值的等级，当被监控区域的实时参数值超过系统设置的等级时，即会付出告警信息，管理人员即可根据实际情况做出即时的处理，确保该监控环境的安全性。

　　应用行业：公共场所，小区安全监控，石化、冶金行业对易燃、易爆、有毒物质管理以及环境检测，农业环境自动检测，智能家居