人员定位系统工作原理介绍

  人员定位系统是一种利用各种技术手段对特定人员进行准确定位和跟踪的系统,广泛应用于安防、紧急救援、工业生产等领域。其工作原理主要包括以下几个方面:

  •   无线定位技术:这是人员定位系统的核心之一,包括基站定位、GPS定位、蓝牙定位等。例如,UWB(超宽带)技术通过发送极短时间的窄脉冲信号,并测量信号的到达时间差和信号强度来实现高精度定位。
  •   传感器和RFID技术:这些技术通过识别员工的位置,并通过数据传输和处理实现对员工的跟踪和管理。例如,蓝牙信标人员定位系统主要基于蓝牙低功耗(BLE)技术,通过发送和接收无线信号来实现定位。
  •   视频监控和安全门禁:这些设备可以辅助定位系统,提供额外的定位信息和安全保障。
  •   计算机及网络技术:人员定位系统通常需要一个中心服务器来处理和存储位置数据,从而实现对目标人员的实时监控和管理。
  •   其他技术:如Wi-Fi技术和摄像头等设备也可以用于室内定位系统中,因其成本低廉、信号稳定、误差小、覆盖范围广等特点。

  人员定位系统通过综合运用无线通信、传感器、RFID技术、视频监控、计算机及网络技术等多种手段,实现对目标人员的精确定位和跟踪。

  一、 无线定位技术中,UWB技术的原理和应用

  UWB(超宽带)技术是一种利用极宽频带的信号进行通信和定位的技术。其工作原理是发送和接收精确控制的高斯单周期脉冲,脉宽通常在0.1到1.5ns之间,重复周期为12到1000ns。这种超短脉冲导致信号具有极宽的频带,从而实现高精度的时间测量和定位。

  UWB技术的主要应用场景包括:

  •   室内定位:UWB技术可以用于室内导航系统,提供厘米级的高精度定位能力。
  •   物联网设备跟踪:在物联网(IoT)中,UWB技术可以用于智能家居、智能办公、智慧城市等多个方面。
  •   智能家居:UWB技术可以用于智能家居系统的实时监控和控制。
  •   自动驾驶汽车通信:UWB技术可以用于自动驾驶汽车之间的通信,提高安全性。
  •   工业自动化:在工厂生产过程中,UWB定位系统可以实时追踪物料的位置,提高生产效率。
  •   安全系统:UWB技术可以用于安全系统的人员定位和管理。
  •   资产追踪:UWB技术可以用于资产追踪,确保资产的安全和高效管理。

  二、 蓝牙信标人员定位系统如何实现低功耗且高精度的定位?

  蓝牙信标人员定位系统通过采用低功耗蓝牙技术和高精度定位算法来实现低功耗且高精度的定位。具体来说,该系统利用蓝牙低功耗(BLE)技术,通过蓝牙信标和接收设备之间的信号强度(RSSI)来确定物体或人员的位置。此外,系统还采用了自主研发的全球领先的低功耗蓝牙到达角(AoA)技术,配合高精度定位阵列天线及高精度自适应算法,使得定位基站能够精准地采集到定位信标的实时位置。

  这种技术方案不仅确保了高精度定位,还能在 inactive 状态下发送大带宽 SRS(导频信号),从而在保障高精度定位的同时大幅度降低功耗。

  三、 RFID技术在人员定位系统中的具体应用

  RFID技术在人员定位系统中的具体应用和优势如下:

  1. 具体应用

  •   RFID技术通过无线射频和低频定位,对人员进行自动识别和区域性定位。这种系统可以实现人员的实时监控和管理。
  •   系统能够设定敏感区域或人流密集区域,并提供相应的监控功能。例如,可以在特定区域内设置越界报警、按钮求助报警等。
  •   RFID系统可以用于人员考勤管理,记录员工的出勤情况,并进行人员统计分析。
  •   系统可以将人员定位信息与视频监控系统联动,便于实时查看人员位置并回溯历史轨迹。
  •   对于需要特别关注的重点区域,RFID系统可以提供更加精确的管理和控制。
  •   系统还可以用于人员的巡逻监督和时间段管理,确保人员在规定的时间内处于指定的区域内。

  2. 优势

  •   RFID技术利用射频方式进行非接触式双向通信,实现移动设备的识别和定位。这使得RFID系统能够在几毫秒内完成数据交换,提高了效率。
  •   RFID系统可以通过多个接入点(AP)信号值,结合KWNN算法测算出人员的具体地理坐标及位置区域,从而实现高精度定位。
  •   RFID技术实现了人员在移动状态下的自动识别和目标的自动化管理,大大减少了人工干预,提高了工作效率。
  •   RFID系统可以有效防止非法入侵和越界行为,增强场所的安全性。
  •   尽管初期投资较高,但RFID系统的运行维护成本较低,且能够显著提高整体管理效率,降低长期运营成本。
  •   RFID技术具有环保节能的特点,有助于减少能源消耗和碳排放。

  四、 视频监控和安全门禁设备如何辅助人员定位系统

  视频监控和安全门禁设备在辅助人员定位系统中提供额外信息方面发挥着重要作用。首先,视频监控系统可以实时跟踪和记录人员的活动,通过摄像头采集图像,监测职工是否符合安全着装规范、作业规范,检测职工及作业车辆的违规离岗、违规闯入等行为。这种实时监控不仅能够提供视觉证据,还能辅助决策制定,如分析监控视频识别异常行为,如暴力冲突。

  其次,门禁系统通过控制人员出入,防止未经授权的访问,同时与视频监控系统相结合,可以实现对人员活动的实时监控和录像存档,提供有效的证据和记录。例如,在智慧工厂解决方案中,利用摄像头采集图像,监测职工是否符合安全着装规范、作业规范,检测职工及作业车辆的违规离岗、违规闯入等行为。此外,门禁系统还支持多种通行方式,包括刷卡、身份证、人脸识别和密码等,小区住户可以通过物业实名制登记信息并进行图像抓拍来获得门禁授权。

  五、 人员定位系统的中心服务器是如何处理和存储大量位置数据的?

  人员定位系统的中心服务器处理和存储大量位置数据的方式涉及多个层面的技术和机制。首先,采集到的位置数据通过网络连接传输到GPS人员定位系统,这些数据可以通过移动网络(如3G、4G、5G)或其他无线连接方式传输。一旦数据到达系统,它们将被存储在数据库或云存储中,以备后续分析和查询使用。

  在服务器端,数据处理通常采用排队列处理机制和数据分类机制。数据涌入服务器时,能够区分先后顺序,按照数据传输时序将数据摘要排入队列,然后服务器按队列依次进行处理。此外,数据分类和优先级处理一起使用,将数据按照不同的类型进行分类。

  高精度人员定位系统架构中,解算层在服务器上安装解算平台和数据库,用于存储、计算采集上报的数据,得出位置坐标。应用层通过解算层获取位置显示在展现平台,显示信息包括人员位置、报警信息、各类统计信息。

  人员定位系统的技术架构通常由定位卡、定位基站、管理服务器等组成。定位卡采集人员位置信息,基站接收定位卡信号并进行数据传输,设备对基站数据进行汇聚,管理服务器负责存储、分析和展示人员轨迹数据。

  在某些特定场景下,如隧道人员定位系统,采用云计算、物联网、移动互联网等多种信息化技术手段,结合隧道施工现状和人员定位需求,满足建设管理需求。系统总体架构分为数据源、ETL(抽取、转换、加载)、技术中台、网关和业务应用。数据源用于数据的存储与采集,分为持久化存储(如元数据存储、B数据存储等)和分布式缓存(IoTDB数据存储等),采用redis集群等技术;ETL将数据从来源端经过抽取、转换、加载到目的端;技术中台提供各种功能与应用支撑,实现系统功能的无缝对接,包括系统监控、系统应用、系统服务模拟与测试;网关接收外部请求(包括第三方登录认证请求等),转发到后端的对外服务器;业务应用包括多端平台应用展示与功能使用。

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