基于RFID及多传感器融合技术的展馆监控管理系统设计.doc

唐山世界园艺博览会数字化方案 河北中科汇达科技有限公司 2014年1月16日 目 录 一、系统方案概述 1 二、系统背景 1 三、技术基础 2 四、系统设计目标及技术路线 3 4.1 系统设计目标 3 4.2 技术路线 5 五?软硬件设计方案 6 5.1 硬件设计 6 5.1.1 系统结构 6 5.1.2 系统工作流程 7 5.1.3 读卡器位置设置 7 5.1.4 多传感器系统 8 5.2 软件设计 8 六、附录： RFID技术背景 12 一、系统方案概述 ?预测分析；环境监测 二、系统背景 利用RFID电子门票可实现远距离获取游客个体位置信息，对景区出入口及重点区域进行实时监控。采用BP-神经网络算法在对景区游客量实时监控的同时，对人员流量进行分析、预测，为景区管理人员的决策提供科学依据。景区部分热门景点人员分布密集，这些区域的流量分布需要特殊监管；通过环境容量分析，设定人员密集度；通过引导及预警机制，及时分流热点区域的人员，保证游客安全。旅游景区一般存在高火灾风险，所以对环境的监测成为景区安全措施的重要方面，通过无线传感器网络将景区的各景点温度、湿度、风向等数据汇总融合到主服务器；通过信息融合算法，对险情及潜在危险发出预警及报警信号。由于景区往往存在许多贵重物品，将RFID芯片附着到物品表面，当贵重物品发生非法移动时及时报警，并可跟踪被盗物品的行踪。 本系统是必威体育精装版的物联网及RFID技术在生产生活中的应用，符合培育战略性新兴产业要求，本系统应用于展馆的实际管理中去，并会为展馆的运营带来经济和社会效益，能够培育成战略性的新兴产业，提高产品核心竞争力。 三、技术基础 四、系统设计目标及技术路线 RFID的展馆监控管理系统，采用RFID技术对展馆旅客流量、展览作品进行监控，引入BP-神经网络算法对游客流量进行分析、预测；采用ZigBee技术将温度、湿度、风速传感器组成无线传感器网络，对自然环境进行实时监测；结合软件管理系统为工作人员提供可视化服务，为游客救援、排除险情以及贵重展品追踪提供便利条件。 系统主要模块包括用户管理模块、游客管理模块、人员分布在线地图显示模块、警报管理模块，展馆高值高危物品监控管理、展馆险情预警模块、游客流量监控管理、气象环境监测管理模块等，下面就主要的几个模块进行分析介绍。 A、展馆人员监控 采用RFID的电子门票替换现有纸质门票，在游客购票的时候，通过读取身份证中的信息与电子门票进行关联，使人员信息的自动可识别。通过在旅游线路上安装RFID读卡器，自动获取过往游客的信息，可以实现指定游客的定位和浏览轨迹查询业务功能，则这项功能尤其可以帮助快速寻找家庭出游中的失散的老年人和小孩旅游者。 B、展馆游客流量及环境容量实时监控 对某一个时间点或时间段内景点的游客容量进行统计和分析，以实现指定景点的环境容量的监控和分析。同时，也可对整个展馆的游客流量和环境容量按各种时间粒度进行时段分析。并通过计算机辅助决策功能实现对展馆游客的管理，比如通过对环境容量过载的景点暂时限制售票等措施来进行游客分流。 针对展馆情况建立BP-神经网络学习模型，通过设定各层输入内容及学习次数，作出一个最佳分预测分析算法。通过当前的游客的流量及重点区域人员密集度情况，采用算法对展馆及重点区域人员流量及密集度进行预测分析，及时进行预警及分流。 C、重点展品监控 当前展馆对重要展品的监控限于人为主观的监控，工作量大，利用RFID技术在可用于展馆重点保护展品的监控及预警，在文物上放置RFID芯片，利用定位算法实时测定物品的位置、移动方向，如果超出系统允许的范围则发出警报。通过此技术建立景区安全防护网络体系，集监控、报警、预警于一体。 D、自然环境险情预警 通过无线多传感器技术，引入温度、湿度、风向等传感器，对展馆的实时监测并分析处理数据，完成危情险情警示，对紧急情况做出应急措施, 对存在的潜在风险作出预警，防患于未然。对展馆防火、空间监测、展馆温度湿度监控、气象等进行全面监控，建立传感器分布模型，确定传感器放置位置及节点数量、完成信息汇集及信息融合算法，通过对多点的数据分析，经过融合后能够完善地、准确地反映环境的特征，判断出被监控区域的真实情况，作出合理的报警或预警提示。 4.2 技术路线 系统技术路线图如图1所示，下面就技术路线进行简要介绍。 （1）通过RFID电子门票的应用及在展馆关键位置安装RFID读卡器，完成全程监控，通过一定算法，完成人员分布及流量在线实时显示，设定每个区域人数限制，超过限制时报警，即刻完成分流报警功能。 （2）通过对展馆重点部位的流量监控及利用BP-神经网络算法，通过训练完成景区及重点区域人流量分析预测，及时提出预案，保证展馆景点安全，符合展馆负载要求。 （3）通过