专利名称：实时追踪定位射频识别管理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计算机管理系统，特别是涉及一种应用射频识 别技术对人员(或物体)进行识别、追踪、监控和定位的网络化管理系 统的硬件系统。
技术背景-
如何对众多在一个特定区域内的人或物体进行有效的识别、追踪、 监控和定位，是很多企业常会遇到的问题。如今，有一门技术可以帮助 人们解决"找东西"的难题，它就是定位技术——利用信息化手段告诉 用户人或物体的位置信息。最专业的定位系统是全球定位系统(GPS)， 它精度很高，功能强大，但是系统复杂，需要专门的客户端设备才能使 用，这不利于其在普通用户中的普及。但在应急服务、资产管理等领域， 用户往往迫切需要对特定范围内的人或物体进行自动识别，实时追踪监 控；了解人或物体的地理位置。对普通用户而言， 一种可由用户自己安 装在特定区域的稳定可扩充低成本的追踪定位系统更具有实用价值
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种成本低廉，应用方便，便于扩充，适 用范围广，可在监控区域对人员或物体进行识别的实时跟踪定位射频识 别管理系统的硬件系统。
本实用新型是这样实现的
本实用新型实时追踪定位射频识别管理系统，局域网分别与无线射 频识别中间件、至少一台数据库服务器、至少一台应用服务器和至少一 个无线射频识别固定式阅读器连接，每个无线射频识别固定式阅读器与 至少一个电子标签之间有射频识别信号传输，电子标签由人或物携带。
局域网与至少一个无线路由器连接，每个无线路由器与至少一个无 线射频识别手持式阅读器之间有无线信号传输，无线射频识别手持式阅 读器与电子标签之间有射频识别信号传输。
有至少一个无线射频识别激活器与无线射频识别天线连接，无线射
3频识别天线与电子标签之间有射频识别信号传输。
局域网与至少一台管理工作站或/和系统网关连接，管理工作站与警 示装置或/和网络打印机连接，系统网关与外部网络连接。
所述管理工作站为计算机PC，数据库服务器为服务器计算机(DELL PowerEdge 1950111)，应用服务器为服务器计算机(IBM System x3610)， 无线射频识别中间件由Rifartek Robot Family构成，无线射频识别固 定式阅读器由M200—433—MHz Fixed Reader构成，无线射频识别手持式 阅读器由M220 433_MHz Mobile Reader构成，无线射频识别激活器由A700 Room Locator构成，无线射频识别天线由Helical Antennas构成，电 子标签由M100_433—MHz Tag构成，系统网关由计算机GP构成，无线路 由器为支持TCP/IP协议的标准网络设备(TL-WR541G)。
RFID (无线射频识别，Radio Frequency Identification)是—-种 非接触式的自动射频识别技术。RFID系统由电子标签(Tag)、阅读器 (Reader)和天线(Antenna)三个主要部分组成。每个电子标签可接改 与发射无线电讯号，它们由半导体射频识别芯片、柔性电路板和微带天 线三部分构成，芯片内含有全球唯一且不可更改的电子识别码(Unique Identifier)简称UID，其内部还能存储电子信息用来标识芯片所附着 的物品。从概念上来讲，射频识别技术类似于条形码，条形码是使用扫 描器利用光信号将条码标签信息读出，而射频识别技术则使用射频识别 装置通过无线电波扫描芯片将电子信息读出或写入。射频识别芯片不同 于条形码标签，可以从远处穿过衣服、背包或纸质包装箱等读取芯片信 息，在非接触的情况下射频识别装置可以像X光一样的批量透视射频识 别芯片，而无需人工逐一扫描。
本实用新型为基于射频识别技术的计算机网络管理系统的硬件系 统，可为软件系统提供平台实现对带有射频识别电子标签的人或物体进 行信息化管理。第一实现对带有射频识别标签的人或物体的信号自动 识别，识别过程无须光源对准，可以同时识别多个标签，在资产盘点、 清查等工作中大大提高工作效率。第二实现对带有射频识别标签的人 或物体的实时追踪，系统按预设的时间间隔自动检测电子标签的位置并 将信息反馈给中心服务器，无须人工干预。第三实现对带有射频识别 标签的人或物体的实时监控，系统检测到未经授权的人进入监控区域或 非法将物体带走时系统自动告警，以短信和声讯方式通知管理人员。第四实现对带有射频识别标签的人或物体的即时定位，系统检测到要寻 找的对象时给出声音和光效提示。
本实用新型结构简单，可充分利用现用的局域网，功能多样，使用 成本低廉，适用范围广。
图1为本实用新型的系统结构图。
具体实施方式
本实用新型由数据库服务器、应用服务器、RFID中间件、RFID固定 式阅读器、RFID手持式阅读器、RFID激活器、RFID天线、RFID电子标 签、管理工作站、系统网关、网络打印机及无线路由器组成。其中
数据库服务器是指运行在企业局域网中的一台或多台服务器计算 机，其上部署数据库管理软件，它提供数据查询、更新、事务管理、索 引、高速缓存、查询优化、安全及多用户存取控制等服务，用于海量数 据的存储、管理与共享。
应用服务器是指运行在企业局域网中的一台或多台服务器计算机， 其上部署应用程序中间件，它通过各种协议，把商业逻辑提供给客户端 应用程序。它的主要功能是传输数据，安全检查和进行大量的数据处理。 它是数据库和客户端应用程序的桥梁，大大减少管理工作站和数据库服 务器的数据运算量，优化网络分布式计算的能力均衡问题，降低对网络宽 带的要求和数据库服务器、管理工作站的数据处理压力。
RFID中间件它广泛支持多种电子标签和阅读器硬件设备，并为这些 硬件设备提供数据收集、过滤以及合并等操作。是应用软件与原始数据 之间的接口和桥梁，为特定的商业应用提供经过处理的有用的数据信息。 通过广泛支持基于电子标签和阅读器技术的硬件产品，使得用户可以更 有效的设计应用配置策略，以适应自身特有的商业环境的要求。可以说， RFID中间件是系统的"神经中枢"。
RFID阅读器的负责接收并解释从电子标签发射出来的无线射频信 号。可分为是手持式或固定式。固定式阅读器是将射频控制器和高频接 口封装在一个固定的外壳中，完全集成射频识别的功能，集成的网络界 面接口部件(NIU)为企业局域网提供Ethernet连接性的网络协议到企 业的LAN/WAN局域网，同时支持多个阅读器并行协同工作，使系统完成 对整个企业的关键资源、资产的追踪及监控；手持式阅读器是一款达到工业级应用标准的PDA，它集成了射频识别模块，使用WinCE嵌入式操作系 统，内置无线网卡，可通过USB 2.0高速串行总线或无线网络与主机连 接，便于携带，使用方便。
RFID电子标签是一个射频发射器，每个标签具有唯一的电子编码， 附着在需要识别、追踪及定位的物体上，标识目标对象。电子标签依据 发送射频信号的方式不同，分为主动式(Active)和被动式(Passive) 两种。主动式标签主动向阅读器发送射频信号，通常内置电池供电，又 称为有源标签；被动式标签不带电池，又称为无源标签，其发射电波及 内部处理器运行所需能量均来自阅读器产生的电磁波。被动式标签在接 收到阅读器发出的电磁波信号后，将部分电磁能量转化为供自己工作的 能量。其中主动式标签通常具有更远的通信距离，其价格相对较高，主 要应用于贵重物品远距离检测等应用领域。被动式标签具有价格便宜的 优势，但其工作距离、存储容量等受到能量来源的限制。本系统采用主 动式标签。
RFID激活器是一个独立的射频器连接着特定天线。当标签通过天线 的领域时，以低频率讯号激活唤醒标签，并把它的位置识别码写到电子标 签上。电子标签将位置识别码再联同自身的ID码发送给最近阅读器。天
线用于在电子标签和激活器之间传递射频信号。
管理工作站由计算机PC构成，PC的数量可以为多台，按企业的规模
及需要设置。其上部署客户端应用程序，管理人员通过管理工作站进行 曰常的业务处理，管理被追踪对象的电子信息，査询统计各类统计报表， 如人员分组定位追踪、某个区域在某段时间内曾出现过的人或物、警报 历史记录査询、被追踪对象的位置平面地图、人员/物体曾在哪些区域出 现、主要物体库存及去向以及用户关心的其它业务报表。系统通过网络 打印机输出各类统计报表。
系统网关由计算机GP构成，用于实现外部网络与本系统之间的信息 共享及传输；无线路由器为支持TCP/IP协议的标准网络设备。
本实用新型实时追踪定位射频识别管理系统工作原理是，管理工作 站登记被追踪的人或物体的电子信息，并对每个被追踪的人和物体进行 授权，使人、物体和监控区域之间形成对应关系，这些信息其中一份信 息被写入到电子标签中，另一份存入数据库服务器中，然后将电子标签 附着在受追踪的人或物体上。电子标签是一个小体积的有源主动的信号发射器，定时将电子标签预设的ID号发射出去。它有两种信号发送模式: 固定式发送模式和触发式发送模式。固定式发送模式下，电子标签在固 定的时间间隔段，持续发送电子标签ID号；触发式发送模式下，当发生 移动时，电子标签会立刻被触发并发送信号。当电子标签通过天线的领 域时，激活器以低频率讯号激活唤醒标签。并把它的位置识别码写到标签 上。电子标签将位置识别码联同自身的ID号发送给最近阅读器。固定式 阅读器负责接收并解释从电子标签发射出来的无线射频信号，将信号解
释后转发给RFID中间件，RFID中间件对阅读器传来的数据进行过滤、汇 总、计算、分组，减少从阅读器传往企业应用的大量原始数据、生成加 入了语意解释的事件数据。应用服务器响应这些事件，根据不同的事件 类型进行相应的业务处理，按照业务规则将这些信息提交到数据库服务 器。管理工作站请求应用服务器査询某个区域在某段时间内曾出现过的 人或物、人或物体曾在哪些区域出现、以及某人某时携带某物进入或离 开某区域，然后通过网络打印机输出报表，完成对人或物品的实时追踪。 当应用服务器检测到未经授权的人进监控区域或非法带走物体时候系统 自动告警，系统保留警报历史记录，并以短信或声讯方式通知管理人员， 完成对人或物体的实时监控。手持式阅读器接收并解释从有源电子标签 发射出来的无线射频信号(手持式阅读器具备信号抗冲突功能，在一般 读取范围内， 一般为5英尺，阅读器的识别速度可达到每秒钟识别200个 电子标签，与电子标签与阅读器之间的方向有关)。当电子标签进入它 的无线电频率场时，电子标签就进入工作状态，把频率场独特的识别码 写入标签，结合标签本身的识别码就可以确定标签在这个激活时刻的位 置与方向，手持式阅读器检测到要寻找的对象时发出'啲'声和方向导 向，同时电子标签集成的发光二极管和蜂鸣器被唤醒，给出声音和光效 提示。手持阅读器采集完现场信息后，通过USB 2.0高速串行总线或内 置无线网卡访问网络将信息回传到数据库服务器，完成对人或物体的自 动识别和即时定位。系统网关实现外部网络对本系统内的数据信息查询、 共享时的协议转换以及网络安全隔离。
本实用新型实时追踪定位射频识别管理系统将射频识别技术与计算 机信息化管理技术相结合，实现了由用户自己布置在特定区域对人或物 体进行自动识别、实时追踪、实时监控和即时定位，不需要卫星或者手 机网络的配合，其覆盖范围在于RFID阅读器的分布，定位精度在于RFID激活器的分布，而阅读器和激活器的分布可以由用户自身根据实际需要 进行设置，满足了用户只需要在特定区域对人或物体进行识别、追踪、 监控和定位的需求。
本实用新型连接关系是数据库服务器、应用服务器、RFID中间件、 RFICf阇定式阅读器、管理工作站的网卡接口及无线路由器输入网口通过 网线与企业局域网连接，激活器的BNC接口与天线连接。RFID手持式阅 读器的无线网卡通过无线网络与无线路由器连接，或通过USB2.0高速串 行总线与管理工作站连接。管理工作站的并口与网络打印机连接。系统 网关的内网网卡接口与企业局域网通过网线连接，外网网卡接口与外部 网络通过网线连接。其中，管理工作站由计算机PC构成，数据库服务器 为服务器计算机(DELL PowerEdge 1950III),应用服务器为服务器计算 机(IBM System x3610) ， RFID中间件由Rifartek Robot Family构成， RFID固定式阅读器由M200 433—MHz Fixed Reader构成，RFID手持式阅 读器由M220 433—MHz Mobile Reader构成，RFID激活器由A700 Room Locator构成，RFID天线由Helical Antennas构成，电子标签由M100 433 MHz Tag构成，系统网关由计算机GP构成，无线路由器WR为支持TCP/IP 协议的标准网络设备(TL-WR541G) 。 MW、 DS、 AS、 FR、 PU的网卡接口 RJ45通过网线分别与LAN/WAN的网络接口 1、 2、 3、 4、 6连接，WR的输 入网口 EIIN通过网线与L認/WAN的网络接口 5连接，ACT的BNC接口与 RA连接。MR内置的无线网卡通过无线信号与WR的无线信道WLAN1连接， 或用USB接口通过USB2. 0高速串行总线与PU的USB接口连接。GP的内 网网卡接口 Ell与LAN/WAN的网络接口 7连接，外网网卡接口 EI2与外 部网络连接。PU的并口 LPT与PNT连接。
权利要求1、实时追踪定位射频识别管理系统，其特征在于局域网分别与无线射频识别中间件、至少一台数据库服务器、至少一台应用服务器和至少一个无线射频识别固定式阅读器连接，每个无线射频识别固定式阅读器与至少一个电子标签之间有射频识别信号传输，电子标签由人或物携带。
2、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于局域网与至少一个无 线路由器连接，每个无线路由器与至少一个无线射频识别手持式阅读器 之间有无线信号传输，无线射频识别手持式阅读器与电子标签之间有射 频识别信号传输。
3、 根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于有至少一个无线 射频识别激活器与无线射频识别天线连接，无线射频天线与电子标签之 间有射频识别信号传输。
4、 根据权利要求3所述的系统,其特征在于局域网与至少一台管 理工作站或/和系统网关连接，管理工作站与警示装置或/和网络打印机 连接，系统网关与外部网络连接。
5、 根据权利要求4所述的系统，其特征在于所述管理工作站为计 算机PC，数据库服务器为服务器计算机DELL PowerEdge 1950111，应 用服务器为服务器计算机IBM System x3610，无线射频识别中间件由 Rifartek Robot Family构成，无线射频识别固定式阅读器由 M200433_MHz Fixed Reader构成，无线射频识别手持式阅读器由M220 433_MHz Mobile Reader构成，无线射频识别激活器由A700 Room Locator 构成，无线射频识别天线由Helical Antennas构成，电子标签由 M100—433一MHzTag构成，系统网关由计算机GP构成，无线路由器为支持 TCP/IP协议的标准网络设备TL一WR54iG。
专利摘要本实用新型为实时追踪定位射频识别管理系统，解决特定区域内人或物的低成本识别、追踪和定位的问题。局域网分别与无线射频识别中间件、数据库服务器、应用服务器和至少一个无线射频固定式阅读器连接，每个无线射频识别固定式阅读器与至少一个电子标签之间有射频识别信号传输，电子标签由人或物携带。
文档编号G01S13/74GK201392398SQ20082014077
公开日2010年1月27日 申请日期2008年10月17日 优先权日2008年10月17日
发明者郑小波 申请人:成都凯为信息科技有限公司