专利名称：室内人员区域动态管理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及物联网技术领域，具体是ー种室内人员区域动态管理系统。
背景技术：
随着通信技术和社会经济的发展，各种定位服务的需求正在迅速增长，其应用领域有医疗、物流、养老院、矿山、监狱和看守所等。现有无线网络定位系统存在以下问题ー是定位精度受到通信带宽和信号多径衰落的限制，难以达到5至10米以下，且算法复杂后时延明显增加；ニ是有源电子标签不停地间隔发送信号，会导致耗电量加大，需要经常更换电池；三是因建筑物结构原因导致无线覆盖区中存在盲区，或因无线网络集中器一次性读卡数量有限，造成漏卡现象。
实用新型内容本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供ー种室内人员区域动态管理系统，该管理系统应具有结构简单、定位迅速准确、使用方便的特点。为实现以上目的，本实用新型采用了以下的技术方案室内人员区域动态管理系统，其特征在于所述系统包括若干个安装在室内人员身上的有源电子标签、至少ー个安装在室内的无线网络集中器、至少ー个无线网络中继器、终端显示器、摄像机、硬盘录像机和管理服务器；所述有源电子标签和无线网络集中器之间，以及无线网络集中器与无线网络中继器之间采用无线连接，无线网络中继器与管理服务器有线连接，所述摄像机与硬盘录像机有线连接，该硬盘录像机以及所述终端显示器通过以太网与所述管理服务器连接。所述有源电子标签、无线网络集中器和无线网络中继器之间组成集群共享网络拓扑结构。本实用新型的工作原理是有源电子标签在移动过程中会发出无线信号，无线网络集中器对接收到的有源电子标签的无线信号強度进行测量之后传送给无线网络中继器，无线网络中继器对无线网络集中器的无线信号強度进行测量后，由管理服务器转换为通信距离，从而确定有源电子标签的位置，并在终端显示器上显示；此外，一旦发生突发状况，可以根据计算获得的有源电子标签位置切換到相应的摄像机，对现场进行视频监控联动；或通过紧急按钮，进行移动报
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目O本实用新型的有益效果是本实用新型中的有源电子标签、无线网络集中器和无线网络中继器之间组成集群共享网络拓扑结构，使得管理服务器可以快速获得有源电子标签的位置；而且可以将无线集中器架设在特定位置，从而避免出现无线信号盲区，系统架设也较为简单，成本较低；本实用新型还可以实现视频监控，使得管理人员可以直观地了解室内人员的状况，管理方便。
图I是本实用新型的网络结构示意图。图2是有源电子标签、无线网络集中器和无线网络中继器的网络拓扑图。图3是本实用新型中有源电子标签的电路原理图。图4是图3中射频芯片的内部框图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本实用新型作进ー步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。 室内人员区域动态管理系统是指通过无线通信技术，在指定室内空间(宿舎、办公楼、车间、教学楼等)对人员活动情况进行管理的系统(其中人员的位置信息是通过测量无线信号強度得获到的)。如图I所示，本实用新型所述的室内人员区域动态管理系统，包括若干个有源电子标签I、至少ー个网络集中器2、至少ー个无线网络中继器3、终端显示器8、摄像机7、硬盘录像机6、管理服务器4以及人员数据库9。所述有源电子标签和无线网络集中器之间，以及无线网络集中器与无线网络中继器之间采用无线连接，无线网络中继器与管理服务器有线连接，所述摄像机与硬盘录像机有线连接，该硬盘录像机以及所述终端显示器通过以太网5与所述管理服务器连接。所述有源电子标签安装在室内人员的身上，可发出无线信号。如图3所述，该有源电子标签包括主控芯片1-1 (推荐采用M430)、射频芯片1-3 (推荐采用nRF24AP2)、晶振电路1-5 (常规电路)、匹配网络1-4 (用来确定ID号，普通电路)和天线1-6。如图4所示，所述射频芯片包括ANT协议引擎模块1-31以及与其连接的USB模块1-32、电源管理模块1-33、收发器模块1-34、片内振荡器1-35。射频芯片的USB模块通过USB接ロ 1_2与主控芯片1-1连接，片内振荡器与所述晶振电路连接以接入时钟信号，电源管理模块与锂电池连接，收发器模块通过所述匹配网络与天线连接。主控芯片控制射频芯片发出不同频率的无线信号，可将这些频率的无线信号对应到具体的室内人员，从而根据频率识别出相应的室内人员。也可以在有源电子标签上设置紧急按钮(常规电路，不作详细介绍)，实现移动报警功能。有源电子标签采用触发唤醒工作模式，即标签中接收通道处于经常工作状态，发射通道由接收通道的信号強度阈值进行触发工作，并定时工作后自动进入休眠状态，实现人员流动时发射通道会不断地触发工作，人员休息时其也会同时休眠以省电。其定位原理采用两级定位模式，一是区域粗定位模式，由室内集中器读取其围边标签信号強度，并由管理服务器根据相关模型转换为通信距离，能粗略地确定某区域人员数量及姓名，实现区域人员点名功能；ニ是通道细定位模式，由进出口和楼道的无线网络集中器读取进出和通过楼道人员定位标签的相关信息，因此这时为近距离感识标签，可以达到细定位，实现某ー时间段进出和楼层人员点名功能。为避免出现无线信号盲区，同时实现精确定位，可将所述无线网络集中器安装室内已知位置点(门、楼梯、房间、楼道等位置)，在室内将其固定安装2. 5米高度上，采用集中供电方式供电，经现场测试后确定无线网络集中器之间，以及无线网络集中器与无线网络中继器之间的距离，采集室内人员定位标签ID号与信号強度信息。设置在出入口和楼道处的无线网络集中器可采集进出人员定位标签ID号与信号強度信息，并确定人员进出方向和楼层人数。如图2所示，所述有源电子标签、无线网络集中器和无线网络中继器之间组成集群共享网络拓朴结构，通过ANT无线网络协议(集成在射频芯片的ANT协议引擎模块中)进行无线通信；每个无线网络集中器采用共享通道方式，应用复用技术，可同时连接多个有源电子标签(至少100个)，之后再接入上一级的无线网络集中器，上一级的无线网络集中器再通过无线网络中继器与管理服务器连接。管理服务器对有源电子标签的测量为两级信号强度测量方式，即无线网络集中器对接收到的有源电子标签信号強度进行测量，并由管理服务器转换为通信距离，根据无线网络集中器的已知位置推測有源电子标签的待定位置；此外，无线网络中继器对接收到的 无线网络集中器信号強度进行测量，也可由管理服务器确定无线网络集中器的具体位置，这样确定了无线网络集中器的位置即可知道室内人员所在的区域，再通过无线网络集中器接收到的信号，可确定室内人员的具体位置。每个有源电子标签经触发唤醒后发送包含唯一标识代码(即前述ID号)和发射周期的信息帧，管理服务器可根据识别代码识别出具体的室内人员。可在所述主控芯片中设置触发信号阈值，经触发后设定有20秒开机时间进行无线通信，之后进入休眠期以省电。所述管理服务器计算获得室内人员位置后，在终端显示器实时显示楼层人员进出数量以及各房间人员数量，完成人数清点工作，显示与统计人员动态信息，以及脱离无线覆盖区人员信息。并且配合电子地图与主要通道的摄像机，可根据管理需要进行视频联动或复核相关人员信息。所述的管理服务器连接着所述人员管理数据库，有情况时能快速查询具体人员的主要信息，记录人员活动轨迹，例如ー是管理服务器收集由无线网络中继器汇集的室内人员动态信息，由软件分析结果并显示在电子地图上；其中人员数据库集中了本単位所有人员的相关信息，做好相关链接，可实现特定区域的点名与考勤功能；ニ是电子地图与主要通道的摄像机联动，发生突发事件时，能自动弹出视频信息以利于复核事件原因；三是人员发生突发事件，管理人员可按移动报警按钮，进行呼叫，以便相关人员进行应急处置；四是硬盘录像机记录人员移动轨迹，便于事后调查取证，以及查询相关人员活动路径；五是由终端显示器实时显示每ー楼层人员到位情況，以便管理人员进行管理。本方案突出的优点ー是采用两级定位模式，以区域动态人数统计为核心，降低设备配置，节约成本，減少施工周期，作为室内人员管理的技术辅助手段；ニ是定位标签采用触发唤醒工作模式，以及低功耗芯片，解决电池寿命问题。所述的有源电子标签、无线网络集中器、无线网络中继器、终端显示器、摄像机、硬盘录像机、管理服务器均可外购获得，人员数据库以及相关管理软件由普通程序人员编写。
权利要求1.室内人员区域动态管理系统，其特征在于所述系统包括若干个安装在室内人员身上的有源电子标签(I)、至少一个安装在室内的无线网络集中器(2)、至少一个无线网络中继器(3)、终端显示器(8)、摄像机(7)、硬盘录像机(6)和管理服务器(4);所述有源电子标签和无线网络集中器之间，以及无线网络集中器与无线网络中继器之间采用无线连接，无线网络中继器与管理服务器有线连接，所述摄像机与硬盘录像机有线连接，该硬盘录像机以及所述终端显示器通过以太网(5)与所述管理服务器连接。
2.根据权利要求I所述的室内人员区域动态管理系统，其特征在于所述有源电子标签、无线网络集中器和无线网络中继器之间组成集群共享网络拓扑结构。
专利摘要本实用新型涉及一种室内人员区域动态管理系统。目的是提供的管理系统应具有结构简单、定位迅速准确、使用方便的特点。技术方案是室内人员区域动态管理系统，其特征在于系统包括若干个安装在室内人员身上的有源电子标签、至少一个安装在室内的无线网络集中器、至少一个无线网络中继器、终端显示器、摄像机、硬盘录像机和管理服务器；有源电子标签和无线网络集中器之间，以及无线网络集中器与无线网络中继器之间采用无线连接，无线网络中继器与管理服务器有线连接，摄像机与硬盘录像机有线连接，该硬盘录像机以及所述终端显示器通过以太网与所述管理服务器连接。有源电子标签、无线网络集中器和无线网络中继器之间组成集群共享网络拓扑结构。
文档编号H04L12/24GK202406123SQ20122001844
公开日2012年8月29日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者都伊林 申请人:都伊林