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基于半有源技術(shù)倉庫資產(chǎn)定位解決方案

作者:上海仁微電子科技有限公司惠州辦事處
日期:2013-04-02 09:37:08
摘要:物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。由此,顧名思義,“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò);第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。因此,物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射擊頻技術(shù)(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

1、概述

   物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。由此,顧名思義,“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思:第一,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò);第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信。因此,物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射擊頻技術(shù)(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

  物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛,遍及智能交通、政府工作、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測、食品溯源、倉庫管理、敵情偵查和情報搜集等多個領(lǐng)域。

  RFID智能定位系統(tǒng),就是采了先進的RFID物聯(lián)技術(shù),實現(xiàn)對人和物品的智能化識別、定位跟蹤、監(jiān)控和管理。

  射頻識別(RFID)技術(shù)是一種無線自動識別技術(shù),是利用射頻信號及其空間耦合、傳輸特性,實現(xiàn)對靜止的或移動中的待識別物品的自動識別。

  公司研發(fā)的:RFID智能定位系統(tǒng),由于采用的是遠(yuǎn)距離自動識別技術(shù),能對人員和物品遠(yuǎn)距離自動身份識別、定位,所以不用再像以前那樣,必須把卡片拿出來,拿到讀卡器上去刷一下,才能實現(xiàn)身分識別 。

2、系統(tǒng)組成

  射頻識別系統(tǒng)一般由三個部分組成,即電子標(biāo)簽、定位基站、后臺管理軟件。應(yīng)用中,電子標(biāo)簽附著在待識別的物品、設(shè)備、人員上,當(dāng)附著電子標(biāo)簽的待識別物品、設(shè)備、人員進入閱讀器讀取范圍時,閱讀器自動以無線的方式將電子標(biāo)簽中的約定識別信息接收或?qū)⑻囟ǖ男畔懭?,從而實現(xiàn)自動識別物品或自動收集物品標(biāo)識信息的功能。


2.1定位系統(tǒng)主要定位設(shè)備包括:

(1) RFID-2.4GHz定位基站(也叫閱讀器)
  定位基站有全向型和定位型兩種,定位基站主要是負(fù)責(zé)接收標(biāo)簽發(fā)出的信號,并上傳到定位服務(wù)器,安裝在定位區(qū)域內(nèi)。
(2) 定位標(biāo)簽
  定位標(biāo)簽主要定時向定位基站發(fā)送無線信號,定位標(biāo)簽分人員定位標(biāo)簽和物品定位標(biāo)簽兩種。標(biāo)簽內(nèi)置電池,電池可更換,因為標(biāo)簽的功耗較低,所以人員標(biāo)簽的一塊電池,正常情況下能用3年以上。物品標(biāo)簽,采用電池規(guī)格不同所以工作時間也不一樣。
(3) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
(4) 計算機及服務(wù)器
(5) 定位激活器
  只要是提高定位精確度,輔助基站定位。安裝在人員活動區(qū)域。
(6) 定位周界天線
  與定位激活器一起劃分定位單元



圖1.1

  如圖1.1,標(biāo)簽主動發(fā)射信號給閱讀器上傳ID號,閱讀器通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給后臺管理中心。從而實現(xiàn)定位功能,但是這樣的定位區(qū)域比較大,一般在半徑50米到60米的范圍。

  所以我們要借助定位激活器來做到準(zhǔn)確的定位判斷,如圖1.2



圖1.2

  此設(shè)備為激活器,有4或者6根天線。每根天線有5米左右的延長線(最長可以做到20米延長線),這些天線的天線頭可以實現(xiàn)3-3.5米的定位精度,每個天線的天線頭都會有個固定的地址碼號,如圖ID1到1D6。

  所以,當(dāng)設(shè)備安裝起來以后把激活器的天線分開布局,六根天線就可以控制6個點的范圍,當(dāng)標(biāo)簽進入每個天線的感應(yīng)范圍以后被激活上傳標(biāo)簽的ID號和天線的地址碼號,從而實現(xiàn)精確定位。

4、實施方案


  根據(jù)現(xiàn)場情況和需求,本系統(tǒng)需要在倉庫內(nèi)安裝若干定位基站用于數(shù)據(jù)采集,然在每個需要定位的地區(qū)安裝激活器,從激活器引出天線來定位。
倉庫的每個門口都需要裝雙天線的激活器,用于對物品出庫的跟蹤監(jiān)控和告警. 圖1.3

  如圖所示,黑色小車經(jīng)過激活器天線感知的范圍,小車上的標(biāo)簽就會被激活上傳標(biāo)簽的ID號和激活天線的地址碼號給閱讀器,然后傳給后臺,這樣就可以清楚的看見小車經(jīng)過哪些位置



圖1.4

  如圖1.4 根據(jù)現(xiàn)場的情況,激活器天線可以像此類布置。一個激活器的6根天線布置的大概情況。
  把需要定位物品貼上定位標(biāo)簽,當(dāng)附有物品標(biāo)簽的的物品離開倉庫時,如果是不允許離開的系統(tǒng)就會報警。

5、系統(tǒng)工作流程
  1、根據(jù)現(xiàn)場繪制一張和現(xiàn)場相似的電子地圖,并導(dǎo)入系統(tǒng),然后據(jù)現(xiàn)場設(shè)備安裝的位置在地圖上做相應(yīng)的標(biāo)記。

  2、物品入庫
  物品在入庫之前,用不干膠把定位標(biāo)簽貼在物品上,然后登錄系統(tǒng)后臺給定位標(biāo)簽關(guān)聯(lián)上物品信息,如:編號為100的標(biāo)簽貼在了一批布上,登錄后臺以后,錄入這批入庫布的相關(guān)信息,然后把編號為100的標(biāo)簽,分配給這批布。這就完成了物品入庫。

  3、物品查找
  當(dāng)需要查找某件物品,可以在監(jiān)控端上輸入物品的名稱或與物品關(guān)聯(lián)的標(biāo)簽的ID號,系統(tǒng)會在地圖上顯示物品所在的位置;如果有WIFI網(wǎng)絡(luò)用戶也可以通過平板電腦或智能手機登錄系統(tǒng)查看物品存放位置和,標(biāo)簽關(guān)聯(lián)的物品信息。

  4、物品監(jiān)控
  當(dāng)附有標(biāo)簽的物品進入監(jiān)控范圍內(nèi)時,系統(tǒng)就開始對標(biāo)簽進行實時監(jiān)控,如果有附有定位標(biāo)簽的物品未經(jīng)授權(quán)離開倉庫時系統(tǒng)就會有聲音和圖像告警。

  5、物品分類統(tǒng)計
  當(dāng)標(biāo)簽對應(yīng)的是一件物品或是一組相同的物品時,通過IE瀏覽器登錄系統(tǒng)后臺管理,點擊報表統(tǒng)計,可以分別統(tǒng)計出各類物品的數(shù)量,并生成報表。

  6、系統(tǒng)拓?fù)鋱D

  7、系統(tǒng)主要功能介紹:
  7.1物品定位
  能夠?qū)崟r定位附有定位標(biāo)簽的物品所在位置,并顯示在監(jiān)控端地圖上
  7.2物品查找
  在監(jiān)控端可輸入名稱或標(biāo)簽號查找物品當(dāng)前所處位置。
  7.3告警功能
  系統(tǒng)支持的告警功能有:標(biāo)簽電壓低、標(biāo)簽被非法拆下、標(biāo)簽未經(jīng)授權(quán)離開指定區(qū)域、標(biāo)簽未經(jīng)授權(quán)進入重點區(qū)域、設(shè)備故障、標(biāo)簽消失等
  7.4軌跡回放
  可查詢某個標(biāo)簽指定時間段的移動軌跡,這個時間段這個標(biāo)簽都去過哪些區(qū)域。
  7.5視頻聯(lián)動
  用戶可以讓相應(yīng)的告警調(diào)出相應(yīng)的攝像頭的視頻。例如:如倉庫的100號標(biāo)簽被非法取下時,可讓系統(tǒng)自動調(diào)出倉庫的攝像頭視頻。

  7.6 標(biāo)簽統(tǒng)計
  系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)定的時間隔(如每隔30秒或60秒)統(tǒng)計監(jiān)控區(qū)內(nèi)標(biāo)簽的數(shù)量。
  用戶可通WIFI網(wǎng)絡(luò)使用安卓系統(tǒng)的平板電腦或手機,對標(biāo)簽的位置或標(biāo)簽關(guān)聯(lián)的物品信息進行查詢。
  7.7 報表統(tǒng)計與查詢(需要做二次開發(fā))
  當(dāng)用戶需要統(tǒng)計,所有標(biāo)簽對應(yīng)的物品數(shù)量時,登錄管理系統(tǒng)點擊報表統(tǒng)計,即可統(tǒng)計出所有標(biāo)簽關(guān)聯(lián)的所有物品數(shù)量。如:標(biāo)簽100,被附在一箱復(fù)印紙上時(每箱10包),102被附在一箱水杯上,每箱有50個。點擊報表統(tǒng)計,系統(tǒng)就會生成一個:復(fù)印紙 10 包,水 杯 50 個,的統(tǒng)計報表。在報表系統(tǒng)時,用戶可以按入庫時間,物品名稱,對應(yīng)標(biāo)簽號等進行查詢。

8、設(shè)備技術(shù)參數(shù)
  8.1 RW-R801型工業(yè)級全向讀寫器

  識別距離 : 0 ~ 70米半徑
  識別速度 : 200 公里 / 小時
  識別能力 : 同時識別200張以上的標(biāo)簽
  識別角度 : 全向
  增 益 : 3dBi 接收32級可調(diào)、發(fā)射4級可調(diào)
  工作頻段 : 2.4 GHz ~ 2.483 GHz
  功耗標(biāo)準(zhǔn) : 工作功率為毫瓦級
  安 全 性 : 加密計算與安全認(rèn)證,防止鏈路偵測
  封裝特性 : 正面ABS工程塑料,背部鋁合金腔體
  可 靠 性 : 防雷防水防沖擊,滿足工業(yè)環(huán)境要求
  接口標(biāo)準(zhǔn) : RS485 Wiegand26 RJ45或WiFi等、各種開發(fā)用軟件接口
  擴展I/O : 開關(guān)量信號輸入與輸出各2路(可選)
  電源標(biāo)準(zhǔn) : DC 7.5~12V 500~1000mA
  外形尺寸 : 180×135×60 mm(不含天線)
  重 量 : 0.8kg
  安裝方式 : 抱箍捆綁
  典型應(yīng)用
  區(qū)域定位
  RTLS人員區(qū)域定位(監(jiān)控)系統(tǒng)
  范圍包括:醫(yī)院、養(yǎng)老院、學(xué)校、旅游部門、工礦、企事業(yè)單位、科研院所、部隊、監(jiān)獄等單位的人員區(qū)域定位、(跟蹤監(jiān)控)等管理應(yīng)用。
資產(chǎn)監(jiān)控
  RTLS資產(chǎn)監(jiān)控(區(qū)域定位)系統(tǒng)
  范圍包括:涉密資產(chǎn)、貴重物品、倉儲物品、流轉(zhuǎn)資產(chǎn)


8.2 定位標(biāo)簽

  識別距離 : 0 ~ 60米可調(diào)
  識別速度 : 200 公里 / 小時
  識別能力 : 具備200張/秒的防沖突性能
  識別方式 : 全向識別
  固定增益 : 0~3級可按需選定
  工作頻段 : 2.4 GHz ~ 2.4835GHz
  通訊速率 : 250K、1M、2M b/s三種可選
  安 全 性 : 加密計算與安全認(rèn)證,防止鏈路偵測
  功耗標(biāo)準(zhǔn) : 平均工作功率為微瓦級
  電池配置 : 扣式鋰錳電池,容量246mAh
  使用壽命 : 1~3年左右,可更換電池
  電壓檢測 : 電壓低于預(yù)設(shè)值時以無線信號提示
  封裝特性 : ABS工程塑料,抗高強度跌落與振動
  環(huán)境特性 : 工作溫度-40℃ ~85℃
  工作濕度<95%
  可 靠 性 : 防水防沖擊,滿足工業(yè)環(huán)境要求
  尺 寸 : 40×28×8 mm
  重 量 : 8g
  安裝方式 : 掛扣或雙面膠粘貼

8.3 RW-R750型低頻激活器

  產(chǎn)品技術(shù)特性
  激活范圍 : 標(biāo)配2組棒狀天線,每組0 ~ 3.5米半徑;最大可擴展識別范圍到1000m2
  激活速度 : 最大400 公里 / 小時通過時可被激活
  激活能力 : 同時激活500張以上的標(biāo)簽
  激活角度 : 全向
  中心頻率 : 125KHz
  抗干擾性 : 采用時分多址技術(shù),多設(shè)備互不干擾
  穿透能力 : 低頻波長2500m可完全穿越人體和墻體
  標(biāo)準(zhǔn)接口 : TTL、RS485接口
  電源標(biāo)準(zhǔn) : DC 7.5~18V 1000~3000mA
  工作溫度 : -40~+85℃
  封裝特性 : 鋁合金外殼封裝
  可 靠 性 : 防水防沖擊,滿足工業(yè)環(huán)境要求
  尺 寸 : 148×98×45 mm(未包括外置天線)
  重 量 : 0.55Kg
  安裝方式 : 吸頂、掛壁或地埋等安裝方式

  典型應(yīng)用
  各類門禁進出管理系統(tǒng):涉密資產(chǎn)、貴重物品、倉儲物品、流轉(zhuǎn)資產(chǎn)、車輛、人員等

  區(qū)域定位
  RTLS人員、資產(chǎn)區(qū)域定位(監(jiān)控)系統(tǒng)
  范圍包括:醫(yī)院、養(yǎng)老院、學(xué)校、旅游部門、工礦、企事業(yè)單位、科研院所、部隊、監(jiān)獄等單位的人員或資產(chǎn)區(qū)域定位、(跟蹤監(jiān)控)等管理應(yīng)用。