基于物联网技术厂区物资人员实时定位解决方案.docx

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项目背景

随着城市建设进程的加快，针对大型厂区的运营管理相对复杂、环境恶劣、事故频发的状况，安全生产与安全管理成为了工程建设中的重点。

通过物资定位管理、关键装置要害部位监控确保安全。使任何设备、设施都能以良好的状态运转，不带故障，确保物资的安全可靠性。

管控目标

判断物/人在哪里

精准平面定位，精确到独栋厂房或独立区域，平台显示位置和实际地理位置要一致；准确实现立体分层，不允许跨楼层。

电子围栏和预警报警机制

包括越界报警、静止报警、滞留报警、超/缺员报警。报警应伴有声光报警，报警位置应能够在地图上显示，并与附近的视频监控联动，可调出报警区域的监控画面。报警发生时，同时采取短信或其它可靠方式推送给企业相关管理人员。

实时显示

实时定位效果通过二维来实现。

技术背景

对人和物的管理都必须获得关键的位置信息，而定位技术种类纷繁，传统的基于存在性检测的定位方案，如蓝牙和Zigbee等技术，单个设备提供的覆盖面积非常小，如果要覆盖整个产区，需要部署海量的定位基站，这对安装和维护过程带来了很大挑战。

传统的基于UWB技术的定位方案，一般至少需要有3个以上的可视基站才能形成良好的定位结果，而在厂区存在大量的建筑和金属设备遮挡，使得UWB基站的部署非常困难，定位精度显著下降，实际的基站部署成本也很高。

可见光的视觉监控系统、基于红外线的监控系统以及基于超声波的监控系统，受现场的粉尘、热源影响很大，稳定性难以保障，不能够形成可靠、通用的人员安全监控解决方案。

针对上述情况，经过市场上多家设备调研，发现了天津市鲲鹏信息目前设计了超宽带单基站定位系统，该方案在大量粉尘和热源的恶劣环境下，能够实时准确的获取人员的精确位置，有效提升对于作业人员的管理效率，同时保障人员的安全。同时，该方案最少只需要部署一台定位基站，即可实现高精度定位效果，极大的降低了部署成本。

设计方案

鲲鹏信息次方案系统采用基于超宽带的定位技术实现对物资进行定位与跟踪，结合摄像机联动技术可将位置信息和周边环境信息在PC端中直观展示。对于生产现场的实时活动情况，采用视频监控记录并存档，超宽带定位技术结合视频联动技术来分析、判别和发现物资的位置，以实现重要区域的智能监控。

总体架构

定位管理系统主要由定位管理平台、定位服务器、POE交换机、定位基站、定位标签、摄像机设备等构成。

系统结构图

人员或资产物品佩戴安装定位卡，定位基站安装在厂区内，实现对厂区的定位覆盖，定位平台安装在后台定位服务器上，定位服务器一般放置在机房。摄像头和可以复用已安装的设备或者按需求增补安装。

组网方式

不同的设备需要联网进行通讯，这些设备包括：定位基站、摄像头、定位主机。按照不同的现场条件和客户需求，可以有多种不同的组网方式。

有线方式：以太网通讯

采用有线以太网将定位基站和摄像头以及定位主机相互连接，可以采用POE交换机，使用一根网线同时对设备供电和供网。

有线网络部署结构示意图

系统功能

实时精确定位

系统可以实现对定位卡进行全天候不间断地实时精确定位与跟踪，无遮挡情况下定位精度可达0.3m。系统实时显示监控区域定位物资数量，实时在地图上显示所有位置，动态显示数量，以及分区域、分类别显示统计数量。系统可显示地图总览，可以突出显示某个重点区域、电子围栏、报警信息、工具按钮、监控查看。

电子围栏

通过设置电子围栏，能够实现对重点区域的进出权限管理，对进入电子围栏发送警告，并通知相关责任人进行监控处理。

系统可以绘制电子围栏，在系统内厂区电子地图上可快速完成电子围栏圈定。自定义电子围栏区域、围栏时间、报警类型和人员权限。

硬件组成

定位基站

定位基站采用IP66防护的金属外壳，体型小巧、美观大方，采用IIC本安型防爆设计，可以支架安装或者吸顶安装。定位基站能够自动发现周围存在的定位标签，并提供高精度定位服务。

定位卡

标签具有主动SOS求救、蜂鸣/震动提醒等额外功能。

后台定位引擎软件

后台定位引擎软件收集定位基站上报的测量信息，利用这些测量信息对标签的位置进行估计测算，定位引擎可以同时解算任意数量定位基站的测量信息，并从数据中滤波得到最佳的定位结果。

在一些复杂场景下，标签的位置与大多数定位基站间存在严重遮挡，定位引擎能够找到最佳定位基站提供的测量数据，得到最优结果。

定位引擎将估计得到的标签位置等信息通过WebSocket接口提供给前台显示软件。定位引擎软件经过了长达数年的测试，能够长期稳定的工作。

前台显示软件

前台定位软件收集后台定位引擎上报的位置信息，并将结果用可视化的方式呈现在界面上，包含各种常用的功能，如电子围栏、地图显示配置、实时位置显示、历史轨迹查询等。