唐远电子半有源RFID智能养老社区人员定位安全服务系统

　　第一部分 半有源RFID系统开发背景

　　随着人口老龄化的趋势日益加快，老年人口越来越多，面临着很多老年人安全管理的事宜。而老人院是老年人活动、生活的一个很重要的场地，于是，对老人院老年人的安全管理问题，成为社会越来越关注的问题。针对目前敬老院等大型公共场所等对于人员的进出管理和智能化区域、定位精确定位、求助报警的需求，目前，市场上有各种不同类别的解决方案，从最初的GPS定位管理，手机定位管理，到后来的无源RFID、有源RFID无线射频管理系统，都不同程度的对老人院老年人的管理水平有所提高，对老年人的安全问题得到一些有效的解决，但依然的，还是存在一些问题。比如，老人的精确定位问题，需要定位到每个房间，老年人无意识的跌倒求助报警问题等，以上的系统都没法解决。鉴于这些问题的存在，结合我们公司半有源RFID技术的优势，我公司特意开发了本套系统“基于半有源RFID射频识别技术的老人院人员区域定位管理系统”。该方案，也是为上海宝山区某老人院量身定制的，很好的解决了人员自动化进出判断管理，人员的精确定位、区域性定位管理，跌倒求助报警等功能需求。该系统还可以实现智能监控管理，人员信息资料管理、越界报警、按钮求助报警、追踪等功能。大幅度的提升了对于老年人安全管理水平。

　　第二部分 半有源RFID系统总体介绍

　　一、系统原理

　　APS实时定位追踪系统通过RFID(电子标签)的应用，以电子标签作为目前最先进的标识码，具备了不易破损、数据可靠、使用周期长、有效通讯距离长等特点，是替代条形码、红外线标识的最佳选择。将其安装在受控目标上，来作为目标的唯一标识进行追踪和定位。

　　工作时，管理人员通过联网的无线识别基站追踪和定位目标。

　　1)半有源RFID电子标签

　　半有源RFID电子标签，是集成了有源RFID电子标签和无源RFID电子标签的优势，作为一种特殊的标示物。在平时情况，其处于休眠状态不工作，不向外界发出RFID信号，只有在其进入低频激活器的激活信号范围时，标签被激活后，才开始工作。

　　2)半有源RFID自动识别工作原理

　　结合低频激活器，半有源RFID标签，被激活后正常工作。而低频激活器的激活距离是有限的，它只能在小距离小范围精确激活，这样，以低频激活器为基点来定位，在不同的位置安装不同的基点，然后在一个大区域用远距离读写器识别读取信号，之后用不同的上传方式将信号上传到管理中心，这样，完成了整个信号的采集，传输，处理，应用的整个过程。

　　3)区域定位原理

　　我们采用RFID半有源技术做人员区域定位管理，在每个被监控区域，如每个房间，安装半有源定位基站，也就是我们公司的低频激活器，每个低频激活器带有4路或者6路激活天线，相邻的4个或者6个房间可以共用一台低频激活器，在整个我们的定位系统中，定位基站是最小的基点，作为定位点的最近本的基点，其激活标签的距离在3-3.5米，也就是每个标签在激活器3-3.5米的范围里被激活，其定位精度可以描述为3-3.5米。不同区域的激活器，都有自己唯一的地址码，当人员带着半有源低频激活标签进入定位基站被激活后，标签正常工作，向外界发送标签的ID号，同时也发送出激活标签的激活器的地址码，这样，通过激活器的地址码，我们就能够定位出标签所在的位置。当标签从一个激活器拿到另一个位置时，上传上来的激活器地址码也会随之变化，这样，就形成了完整的定位体系。而标签上传的数据，被大范围内的定位基站网关接收到，将信息上传至管理中心进行处理，完成了整个定位系统。

　　二、系统的总体结构

　　1)系统组成和架构

　　基于半有源RFID技术的人员区域定位管理系统由半有源RFID电子标签、半有源低频激活器、读写器(接收器、电子监控基站)、网络设备、计算机、服务器和系统软件组成。下图一个简单的人员区域定位管理系统的系统架构：

系统网络结构

　　2)系统区域定位示意图

　　如上图所示：通过不同的被激活的标签所上传的激活器的地址码，可以判断出不同激活器附近所在的人员情况，包括人员的数量，姓名，职务等信息。这样，无论人员走到哪里，都会有当地的激活器锁定他们，来确定他们所在的具体位置，并且及时的将信息上传至管理中心，管理中心经过一系列的变换处理，得出相关的结果。同时，也很轻松的完成了我们的既定目的，就是对人员的区域定位管理。

　　3)门禁进出管理系统

　　如上图所示，我们给每一个需要管理的门禁安装一台低频激活器，每台激活器引出2路低频激活天线，分别是1号天线，2号天线，各自布置在门禁的外面和里面，而在门禁旁边安装一台我们公司自主研发生产的2.45G远距离读写器，作为信号接收器。当人员佩戴着半有源RFID低频激活标签，进入门禁时，依次被激活天线1号和激活天线2号激活，这样系统则判断出人员进入门禁，相反，则系统辨识为出门。就这样完成了整个门禁系统人员进出判断的管理。

　　三、系统的功能

　　实时布控区域目标动态显示功能：

　　1) 任一时间查询并显示受控区域目标的数量、分布情况及身份;

　　2) 查询一个或多个受控目标现在的实际位置;

　　3) 可实现信息多点共享，供多个部门及领导同时在不同地点查看;

　　丰富的地图功能：

　　具有放大、缩小、移动、标尺测距、视野控制、中心移动、土层控制、地图打印等功能。

　　禁区报警功能：

　　对于指定的禁区，如果有非授权进入，实时报警，并显示进入禁区的目标及身份。

　　目标轨迹查询：

　　可查找某目标在某个时间段内所经历的路径，并在图中画出线路轨迹。

　　丰富的受控目标考勤能力：

　　可对出入布控区域的目标进行统计，实现目标的考勤记录，建立目标的各种信息报表(如：时间报表、出勤月报表、加班报表、缺勤报表等等)。

　　突发事件控制：

　　一旦有突发事件，上位机上立即能显示出该现场的目标数量、信息，位置和历史情况等信息，大大提高安全管理工作的效率和效果。

　　四、系统性能特点

　　强大的系统处理能力：

　　1) 高度自动化;

　　2) 基于GIS 技术的地理信息显示、查询系统;

　　3) 完善的数据分析能力;

　　卓越的识别性能：

　　1) 高度的识别可靠性，100%的前端识别率;

　　2) 识别距离远(识别距离可达2-100 米可调);

　　3) 极高的防冲突性(每个识别基站可最多同时识别数以百计的运动目标);

　　4) 高度的识别稳定性(误码率小于10 万分之1);

　　5) 快速的识别速度(最快可达到200 公里/小时的识别速度)。

　　现场优势：

　　1) 环境适应性：高抗干扰性，对干扰源、周界环境无特殊要求;

　　2) 安装方便性：一体化结构设计，无需外接天线;

　　3) 运行可靠性：内部电路高度集成化，器件故障率最小化。

　　电气特性：

　　1) 超低功耗：纳瓦级超低功耗设计，RFID标签在不更换电池的情况下可连续正常工作3年以上;

　　2) 方便性、安全性，标签无须外接电源，无须充电、无须更换电池;

　　3) 无辐射，对人体和环境无任何影响，更安全更健康。

　　第三部分 半有源RFID系统硬件设备介绍

　　一、半有源RFID远距离读写器

TY-R501A型 定向读写器

　TY-R301A型 固定式全向读写器

TY-R101A型 工业级便携式手持机

TY-R401A型 桌面发卡器

　　二、半有源RFID电子标签

TY-T703A型 三频手腕电子标签

　　三、半有源RFID低频激活器

TY-A201A型 低频激励器