1 系統原理

　　1.1 工作原理

　　該方案主要是利用RFID技術，通過低頻定位器、標識卡及讀寫器等終端設備，利用RFID無線通信技術將信息傳輸到采集服務器，并實現上層的各種應用，從而實現對敬老院長者的身份識別、定位跟蹤和軌跡查詢等功能。系統終端主要包括低頻定位器、RFID基站、RFID標識卡、采集系統。

　　 低頻定位器：主動式發送器，當標識卡進入低頻信號范圍以后，能夠接收到定位器連續發送的125KHZ低頻信號，信號包括其自身編號，能夠用于進行不同定位器的區分與識別，識別范圍為2-8m。

　　 RFID腕帶型標識卡：給敬老院內需要監控的人員佩戴，具有唯一編號，可主動接受125KHz低頻信號，并通過2.4G上傳相關信息，能夠實現身份認證、定位跟蹤和監控等功能。

　　 RFID基站：主要是作為信息傳輸設備，實現敬老院監控區域信號全覆蓋，可接收卡發送的信息，并將信息上傳到采集服務器。

　　 采集系統：對基站上傳的數據進行處理，實現上層的各種應用。

　　對敬老院長者佩帶RFID智能腕帶，采用非隨意拆卸式的腕帶，工作頻段在125K和2.4G，能夠實時監控人員的位置，這樣可以實時掌握人員數量，當長者擅自離開或進入某一非法區域時，系統將報警，便于進行及時處理，系統同時會記錄每個長者的歷史行動軌跡，便于查詢統計。

　　1.2 RFID技術介紹

　　射頻識別技術RFID(Radio Frequency Identification Technology)是成熟于20世紀末，21世紀初的一種非接觸式的最新自動識別技術，目前正在全世界的各種行業中得以推廣應用。

　　它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。

　　RFID是一項易于操控，簡單實用且特別適合用于自動化控制的靈活性應用技術，其所具備的獨特優越性是其它識別技術無法企及的。

　　 識別工作無須人工干預;

　　 它既可支持只讀工作模式也可支持讀寫工作模式，且無需接觸或精確瞄準;

　　 可自由工作在各種惡劣環境下;

　　 可進行高度的數據集成;

　　 由于該技術很難被仿冒、侵入，使RFID具備了極高的安全防護能力。

　　一個最基本的RFID系統一般包括以下幾個部份：

　　 標簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象;

　　 閱讀器(Reader)：讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式;

　　 天線(Antenna)：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。

　　電子標簽中一般保存有約定格式的電子數據，在實際應用中，電子標簽附著在待識別物體的表面。讀寫器可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數據，從而達到自動識別體的目的。通常閱讀器與電腦相連，所讀取的標簽信息被傳送到電腦上進行下一步處理。(除以上基本硬件配置外，還應包括相應的應用軟件)。

　　2 系統功能

　　2.1 系統概述

　　本系統是把電子標簽戴在敬老院長者身上，對長者的位置和信息進行管理，在敬老院房里長者移動非許可的地域時，跟蹤其位置而觸發報警鈴，從而確保長者的安全。位置信息主要通過標識卡感應固定在通道(如門，走廊口)處的定位器，并將數據傳回到基站再以無線或有線方式傳輸到內部LAN網絡后至服務器，最終實現實時管理信息。

　　2.1.1 軟件系統結構

　　軟件系統結構圖

　　2.1.2 系統主界面

　　系統主界面圖

　　2.1.3 功能簡述

　　 人員監控管理：利用有源RFID射頻識別技術實現人員定位、跟蹤監控、報警管理的功能。

　　 區域管理：實時顯示某個區域的人數及人員信息，并實現區域報警管理。

　　 報警管理：顯示越界報警、呼救報警、拆卸腕帶報警、設備故障報警等。

　　 軌跡查詢：對歷史軌跡、歷史數據報表等可查詢打印。

　　 車輛管理：日常員工車輛管理，和接送病人車輛路線管理，包括車輛進出統計、車輛行駛路線、軌跡跟蹤，以及敬老院外出車輛GPS聯動管理。

　　 視頻監控：集成敬老院內現有視頻設備，提供視頻查看功能，以及報警時提供視頻聯動功能。

　　2.2 應用功能

　　2.2.1 實時人員定位

　　人員跟蹤定位是利用RFID技術，針對敬老院人員流動情況分區域管理與監控的需求，系統能夠根據長者佩戴的射頻卡信息，實時顯示人員的位置及狀態信息，并且根據需要可在地圖上進行標注。

　　人員定位效果圖如下所示：

　　人員定位效果圖

　　人員信息查詢圖示：

　　人員信息查詢圖示

　　2.2.2 區域管理

　　可實時顯示監控區域的人員分布情況，實時顯示人員的位置及狀態。顯示區域信息，實時更新信息。包括區域歷史信息紀錄查詢。

　　對指定持卡長者的位置進行跟蹤管理，顯示指定長者的行動軌跡，掌握其日常行動范圍，對于某些重點防范的長者，可判斷出其走失的可能性，可提前做出必要的防范。

　　2.2.3 軌跡記錄和回放

　　系統可實時記錄每個長者和護理人員的行動軌跡，提供查詢歷史位置記錄數據。同時，可回放任意長者或護理人員的軌跡數據，按時間段在地圖上進行回放(可選擇有軌跡或無軌跡、設置播放速度等)。

　　2.2.4 報警管理

　　系統可以對長者進行實時定位和異常報警。一般的報警有以下分類：

　　 超時報警

　　對指定標簽設置，在某指定區域內停留不得超過指定時間，如果超過指定時間就會報警。可以限制長者在指定區域的停留時間，以防危險情況發生。

　　 越界報警

　　針對不同人員，對某些重點區域設置禁止進入、禁止離開不同權限。如果有未經允許的人員非法進入或離開指定區域則馬上報警，提醒相關人員采取行動。

　　 呼救報警

　　護理人員或長者戴有呼救按鈕的腕帶，一旦發生緊急狀況，可以按下報警按鈕，監控中心點定位系統將會及時收到報警信息和報警位置，并快速找到事發現場。

　　 腕帶剪斷報警

　　佩戴在長者手上的腕帶卡，需要專門儀器才可以拆卸。若非法強行拆卸或剪斷腕帶，該腕帶標簽將會不斷地向相同發送非法拆卸或剪斷報警信息。

　　 設備故障報警

　　主要是針對腕帶、基站等設備的故障進行報警，如信號消失、信號中斷、設備電池電量不足、設備損壞等。

　　報警信息查詢示意圖：

　　報警信息查詢示意圖

　　2.2.5 考勤巡更管理

　　人員定位管理系統可提供巡更管理、人員考勤日報和詳細報表等功能。

　　 巡更管理

　　通過巡更任務設置，可以對巡更任務管理，包括查詢、添加、修改、刪除功能，巡更管理界面如下圖所示：

　　巡更管理操作界面圖

　　2.2.6 視頻聯動管理

　　視頻聯動功能是通過將基站與視頻監控設備綁定，當發生報警后，系統會及時調用視頻監控設備朝向事件發生場所，記錄報警地點視頻信息，反之亦然，即當監控設備發現監控區域內有可疑情況發生時，系統會及時調用智能管理系統，對監控區域內人員進行定位分析記錄等功能。

　　系統可直接利用敬老院內現有視頻設備，無需額外采購新視頻設備實現視頻聯動功能，減少建設成本。

　　2.2.7 車輛監控管理

　　智能車輛管理包括日常員工車輛管理，和接送長者車輛路線管理等。

　　 車輛信息

　　通過為進出車輛發卡可以將車輛信息與卡結合，實現車輛不停車進出大院，確定車輛在大院內位置，實時掌控車輛位置信息，人員信息，和該車在大院的移動信息。

　　 路線管理

　　結合GPS系統，監控外出車輛的行走路線，是否按照規定路線行駛，實時掌控外出車輛位置和狀態信息。

　　2.3 拓展功能

　　2.3.1 敬老院資產管理

　　在需要進行管理的資產上安裝有源的電子標簽，實現資產的智能化管理：

　　 重要資產實時監控

　　對敬老院里重要的資產，安裝有源電子標簽，電子標簽可整合多種傳感器，當貨物發生異常，如振動、傾斜，標簽被撕毀等，系統會主動報警。

　　 軌跡跟蹤及回放

　　在安裝了信號接收器，有信號覆蓋的地方，可對指定貨物的位置進行跟蹤管理，顯示貨物的行動軌跡。并且可以選定某一時間段，對貨物在該時間段內的行動軌跡進行回放。

　　 資產盤點

　　 對于安裝了有源電子標簽的重要資產，系統可以進行實時的自動盤點，并能定位每個資產的存放位置。

　　2.3.2 門禁管理

　　敬老院的管理比一般場所的管理嚴格，對人員身份及權限的識別要求更嚴格和更準確，系統可整合指紋識別、人臉識別等技術，對重要區域或通道進行嚴格管控，只有符合權限的人員才能通過。

　　門禁管理

　　3 總體方案設計

　　3.1 系統總體布點設計

　　系統通過在敬老院中室內外的房間、樓層、廣場、圍墻、通道等地方，按照客戶要求布置定位器，實現人員定位，布設基站實現信號覆蓋，對所需監控的長者配發相應的電子標簽，從而實現對長者的監控和管理。

　　 布點情況說明：

　　 定位器：主動式發送器，當標識卡進入低頻信號范圍以后，能夠接收到定位器連續發送的125KHZ低頻信號，分為四路天線和兩路天線兩種，每路天線信號包括其自身編號，能夠用于進行不同定位器號的區分與識別，可以結合敬老院現有建筑環境定位到走廊、房間，或者用于判斷人員的進出門等，實際環境下信號范圍為0-5m。

　　 室外基站：用于覆蓋醫院內非建筑所有空曠環境信號接收。

　　 室內基站：用于完全覆蓋所有建筑物內部信號的接收。

　　3.2 系統總體架構

　　系統總體架構示意圖

　　系統總體結構主要包括：前端數據采集系統、數據傳輸系統、數據處理服務系統以及Web上層應用系統四大部分。

　　前端數據采集系統為RFID無線傳輸系統，主要由無線射頻腕帶標識卡、低頻定位器、RFID基站、現場總線/局域網組成。其主要作用是以無線方式采集標識卡發送的目標位置數據和其他數據。

　　數據傳輸系統主要由數據采集計算機、數據服務器和上傳專線組成，主要作用是將采集的數據上傳到數據中心進行存儲處理。

　　數據處理服務系統主要包括GIS系統、應用服務器、系統管理工作站等。該系統設在監控中心，其主要作用是對數據進行分析處理，并為上層應用系統提供各種數據服務。

　　Web上層應用系統主要是將采集系統采集的數據通過軟件平臺，實現各種業務功能顯示，給敬老院管理方以直觀的效果顯示，并實現各種數據報表統計管理。