工程建筑室內(nèi)定位技術(shù)探討

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摘要:設(shè)計了基于工程建筑的室內(nèi)定位技術(shù)探究，進(jìn)一步提升考勤對廠區(qū)生產(chǎn)、安全的服務(wù)能力。分析或統(tǒng)計建筑樓宇或工廠的廠區(qū)、車間、辦公室甚至是工位上停留的時間，從而發(fā)揮數(shù)據(jù)在生產(chǎn)中的價值，對室內(nèi)定位技術(shù)的進(jìn)一步深入研究打下基礎(chǔ)，提供實踐數(shù)據(jù)，為企業(yè)信息化系統(tǒng)內(nèi)外數(shù)據(jù)交換降低人工成本，提高效率，數(shù)據(jù)信息及時更新，經(jīng)該系統(tǒng)的編程設(shè)計運行結(jié)果表明，各項要求得到實現(xiàn)，設(shè)計滿足要求。

關(guān)鍵詞:室內(nèi)定位技術(shù)，工程建筑，數(shù)據(jù)信息

隨著科技的發(fā)展，建筑高層樓宇拔地而起，越來越多的人更加關(guān)注對于企業(yè)的生產(chǎn)車間和辦公區(qū)域的定位管理，在國內(nèi)常規(guī)的定位技術(shù)有衛(wèi)星(GPS、北斗)定位、WiFi定位、RFID定位、藍(lán)牙定位等幾種方式，這幾種定位方式有什么不同，各有什么利弊。目前來看定位技術(shù)的種類有幾十甚至上百種，而每種定位技術(shù)都有自己的優(yōu)缺點和適合的應(yīng)用場景，沒有絕對的勝負(fù)之分，以表格形式對其各自優(yōu)勢、劣勢及定位精度進(jìn)行分析，技術(shù)性能對比表見表1。

1系統(tǒng)方案

定位技術(shù)分為以下幾種架構(gòu):1)主動式定位系統(tǒng)。必須由設(shè)備持有人主動發(fā)起，通過自行安裝在相關(guān)設(shè)備(如手機(jī)、平板等)上的軟件，且持續(xù)運行的情況下進(jìn)行定位，適用于機(jī)場、火車站、辦公室、智慧醫(yī)院、博物館、展覽館、游樂場等場所。2)被動式定位系統(tǒng)。通過給需要定位的人員、資產(chǎn)、車輛發(fā)放定位設(shè)備，網(wǎng)關(guān)接收到定位設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)通過后臺算法進(jìn)行定位的一種定位方法，適用于學(xué)生定位與考勤、養(yǎng)老院、工地、監(jiān)獄、訪客管理、資產(chǎn)管理等場所。3)主被動一體式定位系統(tǒng)。綜合上面兩種定位方式，即可通過設(shè)備持有人通過安裝相關(guān)的應(yīng)用程序主動發(fā)起定位，又可通過對特定人員、設(shè)備等發(fā)放標(biāo)簽實現(xiàn)后臺定位的一種綜合定位系統(tǒng)，適用于化工廠、電廠、隧道工地、醫(yī)院、物流倉儲等。根據(jù)建筑樓宇實際需求分析，采用被動式定位系統(tǒng)。根據(jù)我司的實際情況，被動式定位比較適宜，主被動一體式定位不適合，人員主動性難于保證。如果采用主被動一體式定位，被動定位用于位置考勤，主動定位可以用于廠區(qū)導(dǎo)航。

2詳細(xì)設(shè)計

2．1軟件系統(tǒng)功能設(shè)計

根據(jù)需求分析及位置數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值設(shè)計軟件功能包括:地圖編輯、工時管理、動態(tài)監(jiān)控、生產(chǎn)工時統(tǒng)計、回放軌跡、巡檢管理、電子圍欄、信息推送、人員管理、設(shè)備管理。

2．2系統(tǒng)功能

1)需求分析。定位的需求場景主要有以下幾種:a．廠區(qū)辦公樓:定位精度要求定位到辦公室;b．廠區(qū)生產(chǎn)車間:定位到工位;c．修造的船舶:要求定位到船舶的船艙、甲板;d．人員進(jìn)入廠區(qū)精確定位，定位精度亞米。2)地圖編輯。地圖編輯器(FengMapEditor)是一個高效的、輕量級的Web端室內(nèi)地圖編輯工具，用戶無需學(xué)習(xí)使用復(fù)雜的專業(yè)軟件，只需要便捷的操作，即可快速制作或更新室內(nèi)三維地圖，實現(xiàn)大眾制圖。用戶可隨時通過地圖編輯器快速修改室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)中的空間、業(yè)務(wù)、信息點(POI)和導(dǎo)航路線等信息，調(diào)整地圖場景、紋理、特效和主題等顯示效果。地圖編輯僅是在已經(jīng)做好的地圖上添加、移動地標(biāo)性小型建筑或標(biāo)識，例如崗?fù)の恢玫淖兓?)動態(tài)監(jiān)控。在地圖2D/3D場景下，業(yè)務(wù)管理人員實時監(jiān)控樓宇內(nèi)人員位置，某個車間或辦公室的上崗人數(shù)，報警提醒。4)回放軌跡。選擇需要查看軌跡的人員，選擇要查看的時間范圍，可以軌跡回放人員在廠區(qū)活動的歷史軌跡。5)電子圍欄。可以對一些重點的區(qū)域進(jìn)行圈定，創(chuàng)建區(qū)域名稱，區(qū)域顏色，透明度等設(shè)置電子圍欄區(qū)域。圖1為電子圍欄區(qū)域圖。6)人員管理。為已有的廠區(qū)人員綁定藍(lán)牙標(biāo)簽，實時查詢?nèi)藛T的位置，軌跡。7)信息推送。管理人員可以向安保人員、巡檢人員或現(xiàn)場管理者推送任務(wù)調(diào)度或者推送緊重要信息或者發(fā)送報警信息。8)設(shè)備管理。提供定位設(shè)備查詢、設(shè)備添加、設(shè)備工作狀態(tài)顯示、設(shè)備名稱修改、設(shè)備剩余電量顯示等，可以實時查詢設(shè)備的詳細(xì)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)設(shè)備智能化管理。

3藍(lán)牙定位系統(tǒng)設(shè)計

部署:iBeacon信標(biāo)部署方式:室內(nèi)吸頂部署和地面平埋。發(fā)送藍(lán)牙iBeacon廣播包，默認(rèn)發(fā)射頻率500ms;內(nèi)置950mAh鋰亞電池;藍(lán)牙4．0低功耗技術(shù)，續(xù)航1年～3年;膠貼式安裝;固定于天花板、墻壁、柱子等區(qū)域;每6m～8m部署一個。接收定位標(biāo)簽信號，并上傳數(shù)據(jù)到定位引擎服務(wù)器;支持IEEE802．3協(xié)議，支持BluetoothBLE4．0協(xié)議;Lora傳輸協(xié)議;適配器供電(輸入AC100-240V);網(wǎng)絡(luò)傳輸:網(wǎng)絡(luò)通過WiFi或POE接入。

4RFID定位系統(tǒng)設(shè)計

RFID定位系統(tǒng)通常由電子標(biāo)簽、射頻讀寫器、中間件以及計算機(jī)數(shù)據(jù)庫組成，射頻標(biāo)簽和讀寫器是通過由天線架起的空間電磁波的傳輸通道進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的。本文采用RFID定位技術(shù)典型系統(tǒng)是LandMark定位系統(tǒng)。1)系統(tǒng)架構(gòu)。參考RFID定位原理，設(shè)計見圖2。2)部署。RFID定位基站部署方式:必須有源安裝，因為功耗較大，每3m左右部署一個。3)RFID有源標(biāo)簽。處于距離的原因采用RFID有源標(biāo)簽，可制作成:胸卡、手環(huán)。

5系統(tǒng)結(jié)論

經(jīng)過對系統(tǒng)方案、結(jié)構(gòu)選型及定位設(shè)計比較分析，對于藍(lán)牙定位設(shè)計，室內(nèi)定位的精度要求并沒有到分毫不差的地步，主要是判斷人員在具體哪個樓宇、哪個辦公室、哪個分段，而且具體的精度還受預(yù)制的地圖等精度的影響，在這種前提下，精度上的少許誤差可以通過算法進(jìn)行彌補，最主要是考察技術(shù)的可行性。圖2RFID定位原理生產(chǎn)車間RFID定位基站RFID有源標(biāo)簽有線或WiFi以太網(wǎng)有線以太網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)器定位&地圖服務(wù)器考勤應(yīng)用服務(wù)器信息推送應(yīng)用展現(xiàn)RFID定位系統(tǒng)設(shè)計會增加定位標(biāo)簽的大小和重量，同時還需要考慮樓宇內(nèi)標(biāo)簽的售量，使用起來并不方便，同時也增加了定位標(biāo)簽的成本，并不經(jīng)濟(jì);另外，混合定位也增加了整個系統(tǒng)的運維難度，這種難度是幾何倍數(shù)增長的。本設(shè)計采用的藍(lán)牙定位技術(shù)，在我司的應(yīng)用場景下，效果基本與設(shè)計要求符合，并不存在技術(shù)上的互補效應(yīng)。不同的技術(shù)應(yīng)用到不同的場景，才能發(fā)揮最大的優(yōu)勢。在軟件算法上，應(yīng)用慣性導(dǎo)航技術(shù)可以改善定位效果，建設(shè)成本增加不大。進(jìn)而降低企業(yè)信息化系統(tǒng)內(nèi)外數(shù)據(jù)交換而產(chǎn)生的人工成本，提高工作速度，達(dá)到數(shù)據(jù)信息及時更新反饋，經(jīng)本系統(tǒng)的編程設(shè)計運行結(jié)果表明，各項功能均可實現(xiàn)，達(dá)到預(yù)期，設(shè)計滿足要求。

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作者：張忠寶 劉春梅 單位：大連博瑞致信息技術(shù)有限公司