智能社區(qū)人員區(qū)域定位系統(tǒng)

1、智能社區(qū)人員區(qū)域定位系統(tǒng)一.系統(tǒng)意義1)建設智能化、自動化、數(shù)字化、人性化、安全化、快捷化的生活體驗社區(qū)的現(xiàn)實需求;2)提升小區(qū)物業(yè)的管理水平、小區(qū)安防級別，改善物業(yè)的服務形象。提高對居民意見的響應速度，可通過對保安、保潔人員的定位、實時對講等技術手段，以更快的響應速度為居民提供優(yōu)質服務;3)通過移動客戶端可以對突發(fā)事件進行應急指揮;4)智能社區(qū)系統(tǒng)的樓盤格外吸引消費者的注意，而在樓市降溫的時候擁有智能的樓盤也以其較高的含金量成為“抗跌”樓盤。二.系統(tǒng)架構 系統(tǒng)架構2.1 系統(tǒng)架構說明智能社區(qū)人員區(qū)域定位系統(tǒng)有三部分組成：遠距離門禁進出管理系統(tǒng)、室外定位管理系統(tǒng)、app定位查詢系統(tǒng);室外定位系

2、統(tǒng)、門禁進出管理系統(tǒng)前端信息采集后以RJ45以太網UDP模式傳輸?shù)胶笈_管理系統(tǒng)，后臺管理系統(tǒng)根據標簽進出門禁進出先后順序及讀寫器接收到的RSSI場強值計算出人員進出門禁的先后順序及人員所在位置;在具備wifi覆蓋的地方，移動終端APP通過wifi與后臺服務器交互獲取某人的實時位置信息，從而實現(xiàn)位置實時跟蹤;2.2 門禁進出管理系統(tǒng)2.2.1 門禁進出示意圖 門禁進出示意圖一體化讀寫器安裝在住宅樓門口，引出兩組125K線圈，分別是激活線圈A1和激活線圈A2，當帶有雙頻電子腕帶標簽的兒童或者訪客進入住宅樓大門時，距離激活線圈A1 13.5米的范圍時，低頻激活器發(fā)出電磁波信號激活雙頻電子腕帶標簽，標

3、簽被喚醒后，將標簽本身的ID信息及激活線圈A1以一定速率發(fā)送給一體化讀寫器，讀寫器收到雙頻電子腕帶發(fā)出的射頻信號及激活線圈ID并通過TCP/IP接口傳遞給后臺;當佩戴電子腕帶的人員進入到大門內側時，激活器攜帶的電磁波能量逐漸減弱直至不能再激活雙頻電子標簽腕帶，而激活線圈A2激活雙頻電子腕帶，同樣雙頻電子腕帶將本身的ID信息及激活線圈A2以一定速率發(fā)送給一體化讀寫器，讀寫器收到雙頻電子腕帶標簽發(fā)出的射頻信號及激活線圈ID并通過TCP/IP接口傳遞給后臺，后臺根據低頻激活器喚醒標簽、一體化讀寫器讀取數(shù)據的先后順序及不同的激活器天線的ID編號做出判斷;注明，當住宅樓的門口寬度小于5M時，可以采用棒狀

4、天線，這樣施工安裝更簡單。2.2.2 門禁進出功能1)權限設置：兒童、老人門禁進出權限設置，未經授權的兒童、老人進出門禁，后臺自動記錄進出時間并可通過短信提醒家長注意，以確保安全;2)位置跟蹤：實時定位人員進出哪棟樓，準確獲知人員進出時間記錄;3)安全防范外來人員：訪客人員，臨時授權，規(guī)劃指定到達社區(qū)樓，非法進入其他樓棟，后臺及時報警;2.2.3 硬件組成1)一體化讀寫器。安裝固定在住宅樓的大門口，引出兩路低頻天線，用于激活喚醒雙頻電子腕帶，同時一體化讀寫器進行腕帶標簽數(shù)據的接收傳輸 ;2)低頻棒狀天線或者低頻纜式線圈天線，低頻天線接在一體化讀寫器上，用于激活雙頻電子標簽，實現(xiàn)人員進出判斷;3

5、)光纖通訊系統(tǒng)，光發(fā)信機、光收信機、光纖、中繼器、光纖連接器、耦合器等共同組成了光纖通信系統(tǒng)，用于將讀寫器收到的射頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。2.2.4 硬件安裝注意事項1)一體化讀寫器安裝時需注意安裝高度(一般在3-4米)、接頭防水(電源接頭、網絡接頭、125K低頻延長線饋線接頭);2)低頻棒狀天線或者低頻纜式線圈天線，低頻天線接在一體化讀寫器上，如果住宅樓寬度小于5M，采用棒狀天線進行安裝，在大門的外側內側安裝激活天線，安裝位置離地面約1.5米高的位置。如果住宅樓的寬度大于5M，為了保證激活的穩(wěn)定性，采用地埋低頻纜式天線的安裝方式，切割地面埋設低頻線圈。門口里側外側各部署低頻線圈，兩組線圈的間隔

6、不小于1.5M;3)光纖通信系統(tǒng)安裝主要注意接頭防水;2.3 社區(qū)室外人員區(qū)域定位管理2.3.1 室外區(qū)域定位原理室外區(qū)域定位采用測算節(jié)點之間連接信號強度(RSSI)的方法，利用無線信號的空間傳輸衰減模型估算出節(jié)點間傳輸距離。 信號傳輸衰減模型的測量原理2.3.2 室外定位系統(tǒng)架構 室外區(qū)域定位系統(tǒng)架構2.3.3 室外定位系統(tǒng)效果示意圖 社區(qū)智能定位系統(tǒng)效果示意圖在社區(qū)內部，需要進行定位跟蹤的人員，佩戴專用的卡片電子標簽或腕帶式電子標簽，經過社區(qū)內的一定區(qū)域時，部署在社區(qū)的定位基站設備實時讀取標簽數(shù)據傳輸?shù)胶笈_進行處理，告知人員當前的位置信息，該被定位人員的親屬可以在室內中控主機上或者查詢機或

7、者手機APP上實時查詢當前人員的位置。2.3.4 室外定位系統(tǒng)功能1)智慧物業(yè)管理訪客管理：可通過對訪客進行定位、活動軌跡跟蹤查看，以實現(xiàn)安保人員為訪客提供及時服務，同時還可提升小區(qū)安防級別;保安、保潔人員管理：通過無線定位技術可看到保安是否按照規(guī)定線路巡邏，可即時通知保安為附近的業(yè)主提供服務;可查看到保潔員所在的位置，可精確到樓;車輛管理：可通過對地面車輛的定位，讓物業(yè)人員了解到小區(qū)地面不同停車區(qū)域范圍內空余車位的數(shù)量，以便讓安保人員對進出小區(qū)的臨時車輛進行及時的疏導;視頻聯(lián)動： 定位系統(tǒng)和社區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，當有報警事件發(fā)生時，系統(tǒng)自動彈出報警點附近的視頻，讓物業(yè)或業(yè)主第一時間看到現(xiàn)場情況。

8、2)智慧家居適用于業(yè)主的管理功能：監(jiān)控與業(yè)主關聯(lián)的家人、寵物的活動軌跡功能，業(yè)主自購卡片的管理功能，對用戶數(shù)據、卡片信息的批處理功能;給兒童佩戴定位標簽后，如果兒童擅自跑出社區(qū)大門，系統(tǒng)自動發(fā)出報警，減少兒童被拐賣案件的發(fā)生;業(yè)主通過手機APP或者Web看實時查看家人位置，接受老人或小孩發(fā)出的主動求助信息，快速響應。3)智慧資產管理業(yè)主或社區(qū)貴重資產貼上定位標簽后，可納入社區(qū)定位監(jiān)護系統(tǒng)，業(yè)主或物業(yè)可實時查看貴重資產位置;當貴重資產發(fā)生位移或者振動時，系統(tǒng)自動發(fā)出報警信息，提醒業(yè)主或者物業(yè)注意防盜，有效制止盜竊現(xiàn)象。4)智慧養(yǎng)老服務現(xiàn)在老人居住的環(huán)境有兩種最常見，一是住在家里，另外就是住在養(yǎng)老

9、院。居家養(yǎng)老的老年人佩戴定位卡后，家屬可對老人進行實時位置監(jiān)護;定位卡有警情按鈕，老人摔倒或發(fā)生其他危險狀況，可隨時觸動按鈕報警，家屬或小區(qū)物業(yè)接受報警信息，避免險情惡化。5)擴展服務短信提醒：若一旦發(fā)生目標離開重點區(qū)域或者出口，或進入危險區(qū)域，發(fā)送短信給相關工作人員進行及時處理。我們的系統(tǒng)通過API將實時報警信息上報給短信推送平臺，提供觸發(fā)條件，最終由短信系統(tǒng)完成短信的發(fā)送。2.3.5 硬件組成1)一體化讀寫器也叫定位AP。安裝部署在每個視頻監(jiān)控攝像頭位置點上和攝像頭進行綁定，實時接收電子腕帶發(fā)送的數(shù)據信息并實現(xiàn)視頻聯(lián)動;2)光纖通訊系統(tǒng)，光發(fā)信機、光收信機、光纖、中繼器、光纖連接器、耦合器

10、等共同組成了光纖通信系統(tǒng)，用于將讀寫器收到的射頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心;3)工業(yè)級交換機，將多路一體化讀寫器(定位AP)的UDP網絡轉換成單位內部局域網，將信息匯聚到服務器中運算。2.4app定位查詢系統(tǒng)2.4.1 人員位置、軌跡定位展示人員位置、軌跡定位查詢展示定位引擎同時支持AP主動掃描模式和終端掃描模式，利用社區(qū)現(xiàn)有的Wi-Fi信號覆蓋，移動終端進行信號接入，擴展支持對其他Wi-Fi設備(如筆記本電腦、PDA、Wi-Fi手機等)的定位。2.4.2 app定位查詢系統(tǒng)功能1)人員定位查詢跟蹤通過佩戴人員的電子腕帶，在移動終端輸入被定位人員的標簽ID號，實時顯示人員位置信息。2)人員軌跡查詢在移

11、動設備端輸入人名或標簽ID號查找指定人員在一段時間的運動軌跡;3)社區(qū)內人員位置導航通過輸入起點和終點，可以規(guī)劃一條路徑，進行人員位置導航;4)加強服務管理通過APP移動終端，可以快速與小區(qū)保安、物業(yè)、保潔取得聯(lián)系，以獲得高效服務;5)確保兒童、老人安全管理給兒童佩戴定位標簽后，如果兒童擅自跑出社區(qū)大門，系統(tǒng)自動發(fā)出報警，減少兒童被拐賣案件的發(fā)生;業(yè)主也可通過手機APP或者Web看實時查看家人位置，接受老人或小孩發(fā)出的主動求助信息，快速響應。6)貴重物品防盜告警當貴重資產發(fā)生位移或者振動時，系統(tǒng)自動發(fā)出報警信息，提醒業(yè)主或者物業(yè)注意防盜，有效制止盜竊現(xiàn)象。7)越界報警某些區(qū)域屬于危險區(qū)例如，游

12、泳池、機房等，未經允許的人員進入將發(fā)出報警信息;也可以在某些區(qū)域可以設定某些人員在設定的時間內不準離開，如果離開或消失系統(tǒng)告警，例如規(guī)定時間不能離開社區(qū)8)視頻聯(lián)動可以給每個定位設備綁定一個攝像頭，通過在監(jiān)控端的地圖上，點擊定位設備圖調用定位設備所在區(qū)域的視頻。當有特定的告警時，系統(tǒng)會自動調出發(fā)生告警的區(qū)域的視頻。三.PC端定位軟件介紹3.1客戶端登錄界面 3.2 系統(tǒng)主界面 3.3 室內定位界面 四.國內幾種定位技術比較國內常規(guī)定位技術有Wifi定位、RFID定位、Zigbee定位等幾種方式，下面我們將詳細分析這幾種定位原理、優(yōu)缺點以供貴單位參考：4.1 WIFI定位1)WiFi定位原理Zi

13、gbee、WiFi定位都采用測算節(jié)點(讀寫器或者AP、電子標簽)之間鏈接信號強度(RSSI)的方法，利用無線信號空間傳輸衰減模型估算出節(jié)點間傳輸?shù)木嚯x;空間自由傳輸模型的RSSI衰減估算公式如下：Lss=32.44+10klgd+10klgf，其中d為節(jié)點距離(單位為Km)，f為頻率，單位為MHZ;k為路徑衰減因子(多徑繞射、障礙物等)。在d不變的情況下，k的值越大意味著RSSI值衰減越嚴重。2)WiFi定位優(yōu)勢a)Wifi標準解決方案的整個定位系統(tǒng)都采用基于802.11a/b/g/n等標準硬件，因此能夠最好地利用已有的基礎網絡，在已有wifi覆蓋網絡中安裝部署方便、費用低廉;b)經濟擴展功能

14、強，因為整個WIFI定位系統(tǒng)都與其它客戶共享網絡，因此有效的降低了另外安裝無線網絡的必要性，因此用戶可以先小范圍部署然后再隨著接入點增多擴展更多的定位運用;3)WiFi定位劣勢a)功耗大，采用紐扣式鋰電池3032 550毫安，按照標簽每秒鐘發(fā)送一次信號，工作壽命不超過2個月;大規(guī)模的部署將會給售后服務帶來很大的麻煩。b)雨雪、障礙物等都會影響路徑衰減因子，導致標簽信號到達每個AP的RSSI值不同而導致定位誤差增大;c)采集數(shù)據工作量較大，而且為達到較高的精度，固定點AP的位置測算設置比較復雜;4.2 半有源RFID定位(仁微專有定位技術)1)半有源RFID定位組成半有源RFID定位系統(tǒng)組成：低

15、頻激活器、電子標簽、閱讀器、定位軟件;低頻激活器利用125K低頻觸發(fā)技術及低頻信號界線明顯的優(yōu)勢實現(xiàn)位置跟蹤;電子標簽具有全球惟一的ID號碼并按照事先預定時間向外發(fā)送電子載波(包含標簽ID、激活器ID、RSSI場強值、電量狀態(tài)等);讀寫器實時接收電子標簽發(fā)出的載波信號并將載波信號傳輸?shù)胶笈_管理系統(tǒng)。2)半有源RFID定位原理a)室內半有源RFID定位原理激活器主動發(fā)射連續(xù)低頻脈沖信號(載波數(shù)據中含該激活器編號);配套的低頻激活標簽持續(xù)打開低頻接收功能，當收到某激活器的激活信號時，該標簽的低頻芯片將實時解析出該激活器編號，同時檢測出該低頻信號的RSSI場強值，然后喚醒并傳入MCU單片機，接著打開

16、板載的2.4G無線射頻芯片進行一次強信號發(fā)射(無線發(fā)射的數(shù)據包中含標簽ID和激活器編號以及低頻場強RSSI值)。有效識別范圍內的2.4G讀寫器將收到該標簽以2.4G頻段發(fā)射的數(shù)據包，解析出該數(shù)據包中的標簽ID號和激活器編號后以及RSSI值后立刻上傳到上位機電腦。上位機根據事先設置在各個地方的激活器、讀寫器位置做出位置判定并實時在定位軟件中顯示出來;b)室外半有源RFID定位原理“仁微電子”室外半有源RFID定位原理與WIFI、zigbee定位技術原理一樣，都采用測算節(jié)點(讀寫器或者AP、電子標簽)之間鏈接信號強度(RSSI)的方法，利用無線信號空間傳輸衰減模型估算出節(jié)點間傳輸?shù)木嚯x;3)半有源

17、RFID定位優(yōu)勢a)功耗低，公司采用nrdic公司最新產品，超低功耗，待機功耗6-7A;工作功耗12A。標簽采用單紐扣式鋰電池3032 550毫安電池，按照每秒鐘發(fā)送2次信號，可穩(wěn)定工作1-2年;b)定位精度高，室內定位精度借助激活器可達3-4米;室外采用類似WiFi、zigbee定位原理，定位精度可達6-8米;c)擴充性能好，一卡通用集遠距離車輛門禁進出、人員門禁進出、人員消費、貴重物品防盜、求助告警、泊車引導、位置跟蹤、溫濕度檢測等功能為一體，且可在卡片印刷廣告，實現(xiàn)創(chuàng)收;d)成本較低，隨著RFID半有源技術的大規(guī)模運用，核心芯片價格也在逐步下降，在整個定位領域中，總體成本較低;4)RFID定位劣勢a)室外精度與WiFi、Zigbee技術相當，較UWB技術較差;b)精度易受到身體、雨水等環(huán)境影響;4.3 Zigbee定位1)Zigbee定位原理Zigbee定位采用測算節(jié)點(讀寫器或者AP、電子標簽)之間鏈接信號強度(RSSI)的方法，利用無線信號空間傳輸衰減模型估算出節(jié)點間傳輸?shù)木嚯x;2)Zigbee定位優(yōu)勢a)功耗低 由于ZigBee的傳輸速率低，發(fā)射功率僅為1 mW,而且采用了休眠模式，因此ZigBee設備相比較wifi省電但沒有RFID定位技術省電;b)網絡容量大一個星型結構的ZigBee網絡最多可以容納254個從設備和1個