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6、基于UWB某不锈钢厂人员定位解决方案

1 概述

  目前很多工厂车间中,经常出现车间工人在职不在岗、离岗时间过长等现象。UWB人员定位系统利用先进物联网传感技术、网络技术、计算技术、控制技术,对人员在车间的位置坐标进行采集,并会根据工人的岗位、工作时间等信息来确定人员是否正常上班,异常时会通过短信或系统消息向相关人员预警提醒。

2 UWB定位系统简介

 u采用UWB 技术,工作频率为3GHz~8G Hz,

 u通讯安全可靠不可干扰、难于破解;

 u低功耗,射频输出低于-40dBm/MHz, 基本接近于噪声;

uTDOA 机制实现系统定位,时间误差小于0.3纳秒

 u系统定位精度 可达:30-50 cm

 u系统组成

     üUWB  Anchor

     üUWB  TAG

     ü服务器(计算引擎、位置呈现、数据挖掘)

3  网络架构

说明:

 u  服务器

   ü位置计算引擎:主要是通过Anchor和Tag 之间的测距结果,计算出标签的具体位置,每个标签必须至少与3各锚点测距才能准确测定标签坐标;

     ü 图形呈现服务器:根据场景的矢量图,将Tag 的位置以图形化的方式呈现给管理人员

     ü 其他服务器:根据系统应用设计其他服务器,比如数据深度挖掘等功能

 u 锚点/Anchor:

     ü计算Tag 和自己的距离,通过有线网络或WLAN 回传给服务器

 u 标签/Tag:

     ü根据系统要求,广播自己的位置;

 u 手持终端:

     ü图形化呈现终端,可以通过远程了解TAG 的位置信息,为管理者提供另外一种方法。    

4  设计概述

  4.1 系统网络

     u车间每个锚点可采用有线以太网或无线WIFI接入企业局域网中。

     u保证车间任何位置可同时被3各锚点覆盖。

 4.2 员工定位

     u车间地图:按照比例在系统中绘制车间地图。

     u在地图中标明每个锚点的位置坐标。

     u每个标签保证同时在3各锚点的检测范围。

     u通过3个或以上锚点和该标签位置计算该标签的车间坐标。

      u每个标签有唯一编码,绑定具体员工信息,该标签位置即为该员工在车间当前位置。

 4.3 位置异常报警

     u离岗报警:可在系统中设置每个工位的范围,并指定员工的作业工位,当员工超出该工位范围一定时间(该时间可在系统中自定义设置)系统即可通过系统消息或手机短息发送到该员工班组长处或其他指定人员处(如xxx员工,工位xxx,已超出工作范围xx时间,请核实)。

     u员工坐标静止异常:为防止员工没有佩戴所属标签,而把标签放置在工位某一位置,当系统检测到标签坐标长时间(时间可通过系统自定义)固定不变时,即通过系统消息或短信的形式通知指定人员(如xxx员工,工位xxx,已静止xx时间,请核实)。

5  功能介绍

 5.1 系统管理

       包括部门管理、员工管理、账号管理等。(该模块可和考勤系统中员工信息集成)

      1. 部门管理:部门设定,及部门信息增、删、改、查。

      2. 员工管理:新增加、删除、修改、员工信息。

      3. 角色管理:设定员工角色,可根据角色分配权限。

 5.2 车间地图

      1. 车间信息设置:维护各车间的名称、编号、位置、大小等信息。

      2. 车间地图:选择具体车间,根据该车间的实际尺寸,按照一定比例绘制车间地图,可用系统工具绘制,也可自定义增加图片。可同时维护多个,但同时只能使用一个地图。

      3. 位置显示:选择具体车间可实时查看每个工人当前所处位置及异常情况。

 5.3 网络管理

      1. 锚点信息维护:维护所有接入网络的锚点信息,如IP地址、编号、说明等信息。

      2. 车间锚点位置设定:根据车间选择对应的锚点,标明每个锚点在车间的坐标信息。

 5.4 标签管理

      1. 标签管理:增、删、改、查标签信息。

      2. 标签绑定:与具体员工信息绑定,给该标签赋予员工信息。

      3. 标签解除:解除与员工的绑定关系。

      4. 标签报废:当标签损坏时需要在该模块中进行报废操作,报废的同时该标签解除与员工的绑定关系,需重新对该员工进行标签绑定。

 5.5 基础设置

      1. 报警设置:设置员工离岗和静止报警的时间。

      2. 提醒设置:可按照班组或角色设置报警时的通知人员。

      3. 数据刷新时间设定:设定系统采集标签位置信息频率。

      4. 工位信息:对车间的工位信息进行增删改查操作,并设定每个工位的区域信息。

 5.6 排班设定

      1. 工位派工:管理人员可根据当日实际工作需要对工人进行排班,指定每个工人具体的工作工位及工作时间区间。

 5.7 统计报表

      1. 坐标统计:根据员工编码或标签编号查看改员工一段时间内的所有采集的坐标信息。

      2. 员工工时统计:统计员工实际开始工作是时间、最后工作结束时间,累计在岗时间等。

      3. 异常统计:以班组或部门为单位,查看该部门所有员工一段时间的的异常位置情况,如异常离岗次数、累计离岗时间、异常静止次数、累计静止时间等。

      4. 员工异常明细查询:查询该员工每次异常的时间、开始时间、结束时间等。


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