專利名稱：實時追蹤定位射頻識別管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種計算機管理系統(tǒng)，特別是涉及一種應(yīng)用射頻識 別技術(shù)對人員(或物體)進行識別、追蹤、監(jiān)控和定位的網(wǎng)絡(luò)化管理系 統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。
技術(shù)背景-
如何對眾多在一個特定區(qū)域內(nèi)的人或物體進行有效的識別、追蹤、 監(jiān)控和定位，是很多企業(yè)常會遇到的問題。如今，有一門技術(shù)可以幫助 人們解決"找東西"的難題，它就是定位技術(shù)——利用信息化手段告訴 用戶人或物體的位置信息。最專業(yè)的定位系統(tǒng)是全球定位系統(tǒng)(GPS)， 它精度很高，功能強大，但是系統(tǒng)復(fù)雜，需要專門的客戶端設(shè)備才能使 用，這不利于其在普通用戶中的普及。但在應(yīng)急服務(wù)、資產(chǎn)管理等領(lǐng)域， 用戶往往迫切需要對特定范圍內(nèi)的人或物體進行自動識別，實時追蹤監(jiān) 控；了解人或物體的地理位置。對普通用戶而言， 一種可由用戶自己安 裝在特定區(qū)域的穩(wěn)定可擴充低成本的追蹤定位系統(tǒng)更具有實用價值
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種成本低廉，應(yīng)用方便，便于擴充，適 用范圍廣，可在監(jiān)控區(qū)域?qū)θ藛T或物體進行識別的實時跟蹤定位射頻識 別管理系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的
本實用新型實時追蹤定位射頻識別管理系統(tǒng)，局域網(wǎng)分別與無線射 頻識別中間件、至少一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、至少一臺應(yīng)用服務(wù)器和至少一 個無線射頻識別固定式閱讀器連接，每個無線射頻識別固定式閱讀器與 至少一個電子標簽之間有射頻識別信號傳輸，電子標簽由人或物攜帶。
局域網(wǎng)與至少一個無線路由器連接，每個無線路由器與至少一個無 線射頻識別手持式閱讀器之間有無線信號傳輸，無線射頻識別手持式閱 讀器與電子標簽之間有射頻識別信號傳輸。
有至少一個無線射頻識別激活器與無線射頻識別天線連接，無線射
3頻識別天線與電子標簽之間有射頻識別信號傳輸。
局域網(wǎng)與至少一臺管理工作站或/和系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)連接，管理工作站與警 示裝置或/和網(wǎng)絡(luò)打印機連接，系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)絡(luò)連接。
所述管理工作站為計算機PC，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為服務(wù)器計算機(DELL PowerEdge 1950111)，應(yīng)用服務(wù)器為服務(wù)器計算機(IBM System x3610)， 無線射頻識別中間件由Rifartek Robot Family構(gòu)成，無線射頻識別固 定式閱讀器由M200—433—MHz Fixed Reader構(gòu)成，無線射頻識別手持式 閱讀器由M220 433_MHz Mobile Reader構(gòu)成，無線射頻識別激活器由A700 Room Locator構(gòu)成，無線射頻識別天線由Helical Antennas構(gòu)成，電 子標簽由M100_433—MHz Tag構(gòu)成，系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)由計算機GP構(gòu)成，無線路 由器為支持TCP/IP協(xié)議的標準網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(TL-WR541G)。
RFID (無線射頻識別，Radio Frequency Identification)是—-種 非接觸式的自動射頻識別技術(shù)。RFID系統(tǒng)由電子標簽(Tag)、閱讀器 (Reader)和天線(Antenna)三個主要部分組成。每個電子標簽可接改 與發(fā)射無線電訊號，它們由半導(dǎo)體射頻識別芯片、柔性電路板和微帶天 線三部分構(gòu)成，芯片內(nèi)含有全球唯一且不可更改的電子識別碼(Unique Identifier)簡稱UID，其內(nèi)部還能存儲電子信息用來標識芯片所附著 的物品。從概念上來講，射頻識別技術(shù)類似于條形碼，條形碼是使用掃 描器利用光信號將條碼標簽信息讀出，而射頻識別技術(shù)則使用射頻識別 裝置通過無線電波掃描芯片將電子信息讀出或?qū)懭?。射頻識別芯片不同 于條形碼標簽，可以從遠處穿過衣服、背包或紙質(zhì)包裝箱等讀取芯片信 息，在非接觸的情況下射頻識別裝置可以像X光一樣的批量透視射頻識 別芯片，而無需人工逐一掃描。
本實用新型為基于射頻識別技術(shù)的計算機網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的硬件系 統(tǒng)，可為軟件系統(tǒng)提供平臺實現(xiàn)對帶有射頻識別電子標簽的人或物體進 行信息化管理。第一實現(xiàn)對帶有射頻識別標簽的人或物體的信號自動 識別，識別過程無須光源對準，可以同時識別多個標簽，在資產(chǎn)盤點、 清查等工作中大大提高工作效率。第二實現(xiàn)對帶有射頻識別標簽的人 或物體的實時追蹤，系統(tǒng)按預(yù)設(shè)的時間間隔自動檢測電子標簽的位置并 將信息反饋給中心服務(wù)器，無須人工干預(yù)。第三實現(xiàn)對帶有射頻識別 標簽的人或物體的實時監(jiān)控，系統(tǒng)檢測到未經(jīng)授權(quán)的人進入監(jiān)控區(qū)域或 非法將物體帶走時系統(tǒng)自動告警，以短信和聲訊方式通知管理人員。第四實現(xiàn)對帶有射頻識別標簽的人或物體的即時定位，系統(tǒng)檢測到要尋 找的對象時給出聲音和光效提示。
本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，可充分利用現(xiàn)用的局域網(wǎng)，功能多樣，使用 成本低廉，適用范圍廣。


圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
本實用新型由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、RFID中間件、RFID固定 式閱讀器、RFID手持式閱讀器、RFID激活器、RFID天線、RFID電子標 簽、管理工作站、系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)打印機及無線路由器組成。其中
數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是指運行在企業(yè)局域網(wǎng)中的一臺或多臺服務(wù)器計算 機，其上部署數(shù)據(jù)庫管理軟件，它提供數(shù)據(jù)查詢、更新、事務(wù)管理、索 引、高速緩存、查詢優(yōu)化、安全及多用戶存取控制等服務(wù)，用于海量數(shù) 據(jù)的存儲、管理與共享。
應(yīng)用服務(wù)器是指運行在企業(yè)局域網(wǎng)中的一臺或多臺服務(wù)器計算機， 其上部署應(yīng)用程序中間件，它通過各種協(xié)議，把商業(yè)邏輯提供給客戶端 應(yīng)用程序。它的主要功能是傳輸數(shù)據(jù)，安全檢查和進行大量的數(shù)據(jù)處理。 它是數(shù)據(jù)庫和客戶端應(yīng)用程序的橋梁，大大減少管理工作站和數(shù)據(jù)庫服 務(wù)器的數(shù)據(jù)運算量，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)分布式計算的能力均衡問題，降低對網(wǎng)絡(luò)寬 帶的要求和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、管理工作站的數(shù)據(jù)處理壓力。
RFID中間件它廣泛支持多種電子標簽和閱讀器硬件設(shè)備，并為這些 硬件設(shè)備提供數(shù)據(jù)收集、過濾以及合并等操作。是應(yīng)用軟件與原始數(shù)據(jù) 之間的接口和橋梁，為特定的商業(yè)應(yīng)用提供經(jīng)過處理的有用的數(shù)據(jù)信息。 通過廣泛支持基于電子標簽和閱讀器技術(shù)的硬件產(chǎn)品，使得用戶可以更 有效的設(shè)計應(yīng)用配置策略，以適應(yīng)自身特有的商業(yè)環(huán)境的要求?？梢哉f， RFID中間件是系統(tǒng)的"神經(jīng)中樞"。
RFID閱讀器的負責接收并解釋從電子標簽發(fā)射出來的無線射頻信 號。可分為是手持式或固定式。固定式閱讀器是將射頻控制器和高頻接 口封裝在一個固定的外殼中，完全集成射頻識別的功能，集成的網(wǎng)絡(luò)界 面接口部件(NIU)為企業(yè)局域網(wǎng)提供Ethernet連接性的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議到企 業(yè)的LAN/WAN局域網(wǎng)，同時支持多個閱讀器并行協(xié)同工作，使系統(tǒng)完成 對整個企業(yè)的關(guān)鍵資源、資產(chǎn)的追蹤及監(jiān)控；手持式閱讀器是一款達到工業(yè)級應(yīng)用標準的PDA，它集成了射頻識別模塊，使用WinCE嵌入式操作系 統(tǒng)，內(nèi)置無線網(wǎng)卡，可通過USB 2.0高速串行總線或無線網(wǎng)絡(luò)與主機連 接，便于攜帶，使用方便。
RFID電子標簽是一個射頻發(fā)射器，每個標簽具有唯一的電子編碼， 附著在需要識別、追蹤及定位的物體上，標識目標對象。電子標簽依據(jù) 發(fā)送射頻信號的方式不同，分為主動式(Active)和被動式(Passive) 兩種。主動式標簽主動向閱讀器發(fā)送射頻信號，通常內(nèi)置電池供電，又 稱為有源標簽；被動式標簽不帶電池，又稱為無源標簽，其發(fā)射電波及 內(nèi)部處理器運行所需能量均來自閱讀器產(chǎn)生的電磁波。被動式標簽在接 收到閱讀器發(fā)出的電磁波信號后，將部分電磁能量轉(zhuǎn)化為供自己工作的 能量。其中主動式標簽通常具有更遠的通信距離，其價格相對較高，主 要應(yīng)用于貴重物品遠距離檢測等應(yīng)用領(lǐng)域。被動式標簽具有價格便宜的 優(yōu)勢，但其工作距離、存儲容量等受到能量來源的限制。本系統(tǒng)采用主 動式標簽。
RFID激活器是一個獨立的射頻器連接著特定天線。當標簽通過天線 的領(lǐng)域時，以低頻率訊號激活喚醒標簽，并把它的位置識別碼寫到電子標 簽上。電子標簽將位置識別碼再聯(lián)同自身的ID碼發(fā)送給最近閱讀器。天
線用于在電子標簽和激活器之間傳遞射頻信號。
管理工作站由計算機PC構(gòu)成，PC的數(shù)量可以為多臺，按企業(yè)的規(guī)模
及需要設(shè)置。其上部署客戶端應(yīng)用程序，管理人員通過管理工作站進行 曰常的業(yè)務(wù)處理，管理被追蹤對象的電子信息，査詢統(tǒng)計各類統(tǒng)計報表， 如人員分組定位追蹤、某個區(qū)域在某段時間內(nèi)曾出現(xiàn)過的人或物、警報 歷史記錄査詢、被追蹤對象的位置平面地圖、人員/物體曾在哪些區(qū)域出 現(xiàn)、主要物體庫存及去向以及用戶關(guān)心的其它業(yè)務(wù)報表。系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò) 打印機輸出各類統(tǒng)計報表。
系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)由計算機GP構(gòu)成，用于實現(xiàn)外部網(wǎng)絡(luò)與本系統(tǒng)之間的信息 共享及傳輸；無線路由器為支持TCP/IP協(xié)議的標準網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
本實用新型實時追蹤定位射頻識別管理系統(tǒng)工作原理是，管理工作 站登記被追蹤的人或物體的電子信息，并對每個被追蹤的人和物體進行 授權(quán)，使人、物體和監(jiān)控區(qū)域之間形成對應(yīng)關(guān)系，這些信息其中一份信 息被寫入到電子標簽中，另一份存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，然后將電子標簽 附著在受追蹤的人或物體上。電子標簽是一個小體積的有源主動的信號發(fā)射器，定時將電子標簽預(yù)設(shè)的ID號發(fā)射出去。它有兩種信號發(fā)送模式: 固定式發(fā)送模式和觸發(fā)式發(fā)送模式。固定式發(fā)送模式下，電子標簽在固 定的時間間隔段，持續(xù)發(fā)送電子標簽ID號；觸發(fā)式發(fā)送模式下，當發(fā)生 移動時，電子標簽會立刻被觸發(fā)并發(fā)送信號。當電子標簽通過天線的領(lǐng) 域時，激活器以低頻率訊號激活喚醒標簽。并把它的位置識別碼寫到標簽 上。電子標簽將位置識別碼聯(lián)同自身的ID號發(fā)送給最近閱讀器。固定式 閱讀器負責接收并解釋從電子標簽發(fā)射出來的無線射頻信號，將信號解
釋后轉(zhuǎn)發(fā)給RFID中間件，RFID中間件對閱讀器傳來的數(shù)據(jù)進行過濾、匯 總、計算、分組，減少從閱讀器傳往企業(yè)應(yīng)用的大量原始數(shù)據(jù)、生成加 入了語意解釋的事件數(shù)據(jù)。應(yīng)用服務(wù)器響應(yīng)這些事件，根據(jù)不同的事件 類型進行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理，按照業(yè)務(wù)規(guī)則將這些信息提交到數(shù)據(jù)庫服務(wù) 器。管理工作站請求應(yīng)用服務(wù)器査詢某個區(qū)域在某段時間內(nèi)曾出現(xiàn)過的 人或物、人或物體曾在哪些區(qū)域出現(xiàn)、以及某人某時攜帶某物進入或離 開某區(qū)域，然后通過網(wǎng)絡(luò)打印機輸出報表，完成對人或物品的實時追蹤。 當應(yīng)用服務(wù)器檢測到未經(jīng)授權(quán)的人進監(jiān)控區(qū)域或非法帶走物體時候系統(tǒng) 自動告警，系統(tǒng)保留警報歷史記錄，并以短信或聲訊方式通知管理人員， 完成對人或物體的實時監(jiān)控。手持式閱讀器接收并解釋從有源電子標簽 發(fā)射出來的無線射頻信號(手持式閱讀器具備信號抗沖突功能，在一般 讀取范圍內(nèi)， 一般為5英尺，閱讀器的識別速度可達到每秒鐘識別200個 電子標簽，與電子標簽與閱讀器之間的方向有關(guān))。當電子標簽進入它 的無線電頻率場時，電子標簽就進入工作狀態(tài)，把頻率場獨特的識別碼 寫入標簽，結(jié)合標簽本身的識別碼就可以確定標簽在這個激活時刻的位 置與方向，手持式閱讀器檢測到要尋找的對象時發(fā)出'啲'聲和方向?qū)?向，同時電子標簽集成的發(fā)光二極管和蜂鳴器被喚醒，給出聲音和光效 提示。手持閱讀器采集完現(xiàn)場信息后，通過USB 2.0高速串行總線或內(nèi) 置無線網(wǎng)卡訪問網(wǎng)絡(luò)將信息回傳到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，完成對人或物體的自 動識別和即時定位。系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)外部網(wǎng)絡(luò)對本系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息查詢、 共享時的協(xié)議轉(zhuǎn)換以及網(wǎng)絡(luò)安全隔離。
本實用新型實時追蹤定位射頻識別管理系統(tǒng)將射頻識別技術(shù)與計算 機信息化管理技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了由用戶自己布置在特定區(qū)域?qū)θ嘶蛭?體進行自動識別、實時追蹤、實時監(jiān)控和即時定位，不需要衛(wèi)星或者手 機網(wǎng)絡(luò)的配合，其覆蓋范圍在于RFID閱讀器的分布，定位精度在于RFID激活器的分布，而閱讀器和激活器的分布可以由用戶自身根據(jù)實際需要 進行設(shè)置，滿足了用戶只需要在特定區(qū)域?qū)θ嘶蛭矬w進行識別、追蹤、 監(jiān)控和定位的需求。
本實用新型連接關(guān)系是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、RFID中間件、 RFICf阇定式閱讀器、管理工作站的網(wǎng)卡接口及無線路由器輸入網(wǎng)口通過 網(wǎng)線與企業(yè)局域網(wǎng)連接，激活器的BNC接口與天線連接。RFID手持式閱 讀器的無線網(wǎng)卡通過無線網(wǎng)絡(luò)與無線路由器連接，或通過USB2.0高速串 行總線與管理工作站連接。管理工作站的并口與網(wǎng)絡(luò)打印機連接。系統(tǒng) 網(wǎng)關(guān)的內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)卡接口與企業(yè)局域網(wǎng)通過網(wǎng)線連接，外網(wǎng)網(wǎng)卡接口與外部 網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)線連接。其中，管理工作站由計算機PC構(gòu)成，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 為服務(wù)器計算機(DELL PowerEdge 1950III),應(yīng)用服務(wù)器為服務(wù)器計算 機(IBM System x3610) ， RFID中間件由Rifartek Robot Family構(gòu)成， RFID固定式閱讀器由M200 433—MHz Fixed Reader構(gòu)成，RFID手持式閱 讀器由M220 433—MHz Mobile Reader構(gòu)成，RFID激活器由A700 Room Locator構(gòu)成，RFID天線由Helical Antennas構(gòu)成，電子標簽由M100 433 MHz Tag構(gòu)成，系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)由計算機GP構(gòu)成，無線路由器WR為支持TCP/IP 協(xié)議的標準網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(TL-WR541G) 。 MW、 DS、 AS、 FR、 PU的網(wǎng)卡接口 RJ45通過網(wǎng)線分別與LAN/WAN的網(wǎng)絡(luò)接口 1、 2、 3、 4、 6連接，WR的輸 入網(wǎng)口 EIIN通過網(wǎng)線與L認/WAN的網(wǎng)絡(luò)接口 5連接，ACT的BNC接口與 RA連接。MR內(nèi)置的無線網(wǎng)卡通過無線信號與WR的無線信道WLAN1連接， 或用USB接口通過USB2. 0高速串行總線與PU的USB接口連接。GP的內(nèi) 網(wǎng)網(wǎng)卡接口 Ell與LAN/WAN的網(wǎng)絡(luò)接口 7連接，外網(wǎng)網(wǎng)卡接口 EI2與外 部網(wǎng)絡(luò)連接。PU的并口 LPT與PNT連接。
權(quán)利要求1、實時追蹤定位射頻識別管理系統(tǒng)，其特征在于局域網(wǎng)分別與無線射頻識別中間件、至少一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、至少一臺應(yīng)用服務(wù)器和至少一個無線射頻識別固定式閱讀器連接，每個無線射頻識別固定式閱讀器與至少一個電子標簽之間有射頻識別信號傳輸，電子標簽由人或物攜帶。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于局域網(wǎng)與至少一個無 線路由器連接，每個無線路由器與至少一個無線射頻識別手持式閱讀器 之間有無線信號傳輸，無線射頻識別手持式閱讀器與電子標簽之間有射 頻識別信號傳輸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于有至少一個無線 射頻識別激活器與無線射頻識別天線連接，無線射頻天線與電子標簽之 間有射頻識別信號傳輸。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于局域網(wǎng)與至少一臺管 理工作站或/和系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)連接，管理工作站與警示裝置或/和網(wǎng)絡(luò)打印機 連接，系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)絡(luò)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述管理工作站為計 算機PC，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為服務(wù)器計算機DELL PowerEdge 1950111，應(yīng) 用服務(wù)器為服務(wù)器計算機IBM System x3610，無線射頻識別中間件由 Rifartek Robot Family構(gòu)成，無線射頻識別固定式閱讀器由 M200433_MHz Fixed Reader構(gòu)成，無線射頻識別手持式閱讀器由M220 433_MHz Mobile Reader構(gòu)成，無線射頻識別激活器由A700 Room Locator 構(gòu)成，無線射頻識別天線由Helical Antennas構(gòu)成，電子標簽由 M100—433一MHzTag構(gòu)成，系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)由計算機GP構(gòu)成，無線路由器為支持 TCP/IP協(xié)議的標準網(wǎng)絡(luò)設(shè)備TL一WR54iG。
專利摘要本實用新型為實時追蹤定位射頻識別管理系統(tǒng)，解決特定區(qū)域內(nèi)人或物的低成本識別、追蹤和定位的問題。局域網(wǎng)分別與無線射頻識別中間件、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和至少一個無線射頻固定式閱讀器連接，每個無線射頻識別固定式閱讀器與至少一個電子標簽之間有射頻識別信號傳輸，電子標簽由人或物攜帶。
文檔編號G01S13/74GK201392398SQ20082014077
公開日2010年1月27日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者鄭小波 申請人:成都凱為信息科技有限公司