智慧安全系统方案

平台背景

随着工业信息化的加快，智能化工厂的建设已迫在眉睫。人员定位管理系统是建设智能化工厂的重要组成部分，有利于提高生产效率、节约生产成本，保障工人的人身安全和工厂的安全生产。当前，智能化人员管理对定位精度的要求越来越高，传统的蓝牙、射频等窄带无线电定位精度低，激光定位机动性差，难以满足要求，针对以上问题，我司自研了UWB超宽带人员定位管理系统，针对各种大型库区、电厂、石油、化工及矿山等容易发生事故的易燃、易爆行业厂区对人员安全保障与人员高效管理的需要，提出智能人员定位管理系统方案。

系统定位精度高达10~30cm，单站覆盖200m~300m，单站并发识别数可达200个以上。此外，定位终端支持寻呼报警，并使用基于MEMS的惯导运动姿态识别技术，对人员姿态进行工作饱满度分析、异常状态分析。通过数据管理中心融入各类集团内部数据系统，方便统一管理，实现精细化管理，有利于促进生产，并对人员的安全做出有力保障。

平台设计原则

智慧安全系统方案致力于为用户提供卓越有效的管理平台和技术体系，在设计过程中，充分考虑用户的实际需求，采用先进、成熟、稳定的技术，选用基于符合国家标准和行业标准的材料和部件，系统设计主要遵循以下原则：

1，先进性  

充分应用自主研发的先进技术，基于UWB超宽带精确定位与惯性定位技术融合、远距离LORA无线通信及组网等技术，解决目前厂区普遍存在并亟待解决的定位精度不高、部署工程量大等问题。

2，开放性  

在符合通用标准的前提下，坚持开放性原则，系统提供RS485、CAN、网口、光口等各种接口，便于工厂实现多系统融合。

3，可靠性  

在软硬件选型、传输网络设计、支撑环境建设、应用系统建设过程中，充分体现可靠性这一原则。保证定位和通信设备可靠、传输网络稳定、支撑环境可靠，保证系统整体稳定。

4，经济性  

充分利用投入资金，有效利用已有资源，设备选型配置坚持价格比最优的原则。在有限的资金空间内，发挥最大的作用，充分完成项目建设目标，实现项目的可靠性、先进性和前瞻性。

系统整体方案

如下图所示，智慧安全系统方案中，UWB网关（以下简称网关）与服务器通过光网络或wifi通信，将数据上传至云端，供多设备同步查看管理。网关与UWB基站（以下简称基站）组成树形网络，基站可与UWB定位终端（以下简称终端）进行双向通信，实现反向寻呼、主动报警等功能。

智慧安全系统方案定位管理系统结构图

终端和基站之间通过TOF飞行时间法，进行多点测距，通过多点定位算法完成定位，如下图所示，定位至少需要三个基站完成，终端和至少三个基站进行测距，基站将测距信息加上时间戳上传至上位机，上级通过多点定位算法，生成定位坐标。系统支持三维空间定位，空间定位需要终端同时和至少四个基站发生测距。

平面定位原理图

终端通过惯导模块，获取运动姿态，同时将电量信息等状态通过基站传入网关，基站和网关同时将自身状态传入服务器，运行在服务器上的上位机，可在线监控基站及网关状态，通过通信系统向工人发送寻呼信息，且系统可以接收终端的反向报警，实现智能化管理，此外系统中各个设备集成蓝牙IC，具备手机蓝牙查看各个设备信息、无线更新等功能。

技术总结

1，智慧安全系统方案采用企业、园区、市、省多级管理的方式，通过实时的数据同步实现数据共享共存，方便统一管理和同步管控，杜绝了企业违规做假等现象，提升了多级安全生产监测的效率。

2，企业平台采用软硬件结合的综合系统，作为底层设备的基础管理平台，承担传感、定位、视频、流程等数据采集、数据管理、数据上报的系统任务。

3，针对硬件设备，一方面要求稳定运行，另一方面要求对生产设备的建设改造尽可能的小，同时方便维护，推荐使用无线连接方式。

4，人员定位管理，一般采用蓝牙、WIFI、UWB等室内定位技术，进行小区域范围内的精确定位，并需要配合生物识别技术和RFID射频识别技术进行进一步的鉴权管理，规范二道门管理制度。而对于危化车辆，一般采用GPS/北斗等全球定位系统，配合交通运输管理部门统一进行管理。

5，使用GIS、三维视图、动画等方式，制作演示系统，用于参观讲解，能够提供较好的视觉效果。