工地施工人員安全管理系統(tǒng)

2014/2/11 14:22:04

1. 應用背景

安全生產事關人民群眾的生命和財產安全，各級政府一貫高度重視工程建設安全生產問題，并采取一系列措施不斷加強安全生產工作。同事作為工地施工管理者，如何隨時了解工人的出勤情況、工作效率、工作地點、工作中行蹤軌跡是過去傳統(tǒng)門禁考勤技術無法解決的，針對施工過程安全管理落后、人員出勤狀況模糊的管理狀況，北京得瑞紫蜂科技公司根據目前工地目前的管理現狀，結合施工工地實際。研發(fā)出適合工地管理應用的工地人員定位考勤管理系統(tǒng)。可以實時跟蹤工地現場人員的位置，可對工地施工人員實時定位，可以實時查詢工人的歷史軌跡，工作時間不在工地區(qū)域內的人員可以實時報警。

工地施工管理系統(tǒng)是在ZigBee技術的基礎上，結合先進的通信、計算機及網絡技術成功研發(fā)的綜合管理平臺。系統(tǒng)是集施工人員跟蹤，施工人員跟蹤，實時報警，歷史軌跡回放于一體，也是國內技術領先、運行穩(wěn)定、設計專業(yè)化的施工人員定位管理系統(tǒng)。使管理人員能夠隨時掌握施工人員的分布狀況和每個施工人員的運動軌跡，便于進行更加合理的調度管理。這一科技成果的實現，將為工地施工和工地日常管理再上新臺階提供有力保障。

2. 技術優(yōu)勢

ZigBee是一種新興的短距離、低速率無線網絡技術，它是為解決傳統(tǒng)無線技術的若干弊端，實現低成本、低功耗的無線網絡而創(chuàng)建的國際無線通信標準。

ZigBee聯盟成立于2002年，至今在全球擁有二百家以上的會員單位，如飛利浦、摩托羅拉、三菱、華為等知名企業(yè)。

ZigBee技術在智能家居、人員定位、醫(yī)療監(jiān)護、工業(yè)控制等多種領域及行業(yè)有著廣泛的應用前景。

2.1 ZigBee作為定位精確：在GPS或北斗衛(wèi)星定位信號覆蓋不到的室內或者地下隧道等區(qū)域，實現最基本的10米精度定位效果。按需求可提升精度。

2.2 設備省電：ZigBee設備結構簡單、發(fā)射功率低、工作周期短，采用干電池供電即可維持半年以上甚至數年的工作時間。根據信號發(fā)射間隔調整。

2.3 工作可靠：ZigBee在物理層采用直接序列擴頻（DSSS）技術，MAC層采用了 CSMA/CA防碰撞機制，有效的提高了抗干擾能力。

2.4 網絡容量大：一個ZigBee網絡可以容納最多6萬5千個節(jié)點。支持Mesh、 Cluster Tree等無線組網形式。

2.5 時延短：針對時延敏感的應用做了優(yōu)化，通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短。設備搜索時延典型值為30ms，休眠激活時延典型值是15ms，活動設備信道接入時延為15ms。

2.6 安全：采用AES-128加密算法，同時各個應用可以靈活確定其安全屬性。

2.7 價格低：ZigBee設備價格低，且ZigBee網絡無運營費用。

2.8 國際標準：符合IEEE802.15.4協(xié)議標準

3. 系統(tǒng)架構

3.1 系統(tǒng)架構圖

3.1 定位原理

各定位基站間以無線網狀網的形式組成無線定位網絡，對目標區(qū)域實現信號覆蓋；當移動報警器在網絡內移動時，移動報警器和各定位基站間通信的信號強度會隨它們之間的距離變化而改變，由于信號強度和距離間有一定的對應關系，且各定位基站的位置坐標已知，在得知移動報警器與多個（大于等于3個）定位基站間的信號強度后，即可計算出移動報警器的位置。

2. 系統(tǒng)功能

4.1    實時監(jiān)控

實時監(jiān)控包括區(qū)域顯示、部門顯示及實時報警顯示。

4.2    區(qū)域顯示

區(qū)域顯示時將地圖分成若干個區(qū)域，以樹形列表將區(qū)域內的設備及人員分布顯示在監(jiān)控主界面的左側；顯示內容包括區(qū)域名稱、基站數量、人員數量及詳細人員列表。通過區(qū)域顯示可很方便的了解到當前設備及人員的分布情況。

4.3    實時報警

實時報警，可實時統(tǒng)計定位卡低電報警信息、設備故障（基站控制單元故障、基站故障）信息；并可對設備進行定位操作，以方便查找出低電或故障設備，及時維護，確保系統(tǒng)正常運轉。

4.4    人員管理

人員管理以列表形式顯示區(qū)域內所有人員信息；并可實現對人員信息進行新增、修改、刪除；對區(qū)域內人員信息查看；對某個人員進行查找；對人員信息的批量導入及導出。

通過人員管理功能實現人員信息與定位卡綁定，從而實現對人員的監(jiān)控。

4.5    設備管理

設備管理以列表形式顯示系統(tǒng)中所有設備信息，同時可以實現設備的添加、修改、刪除；對區(qū)域內設備信息查看；對某個設備進行查找。

通過設備管理實現地圖上設備的布設，定位卡信息通過設備上傳到監(jiān)控中心，從而實現對人員的信息采集、監(jiān)控。

4.6 軌跡查詢

歷史軌跡查詢提供按姓名、卡號、時間段等條件查詢。并可進行動畫回放軌跡，此功能主要實現對某特定人員的軌跡回放。

4.7 設備故障查詢

設備故障查詢包括基站及基站控制單元故障查詢，提供按設備編號、時間段等條件查詢，此功能主要實現對故障設備的維護。

4.8 設備分布顯示

在地圖上實時顯示設備分布情況，設備用設備圖標表示。管理人員可實時直觀的掌握到當前設備分布信息，點擊人員圖標可對該設備的詳細信息進行查看，包括編號、安裝位置、所屬區(qū)域、鏈路是否正常等信息。

4.9 區(qū)域準入、離開報警

在特定的區(qū)域可設置區(qū)域準入權限，未被授權的人員進入限制區(qū)域后系統(tǒng)報警；在特定的時間段不允許人員離開的區(qū)域若人員離開系統(tǒng)報警，從而保障重點工作區(qū)域的安全。

4.10  考勤管理

判斷持卡人是否進入工作區(qū)域，記錄每個職工是否按時上下班

5、設備介紹

室外定位基站

主要參數

1)   工作電壓：交流220V；

2)   工作電流：160mA；

3)   工作頻率：2.4GHz；

4)   通信距離：無線通信距離1200米（空曠環(huán)境）；

5)   通信速率：125Kbps

6)   工作環(huán)境：環(huán)境大氣壓80kPa～110kPa；

7)   環(huán)境大氣壓80kPa～110kPa；

8)   環(huán)境溫度-20℃～+70℃；

9)   周圍空氣相對濕度不大于95%（25℃時）；

10) 在無破壞絕緣的氣體和蒸氣的環(huán)境；

11) 設備尺寸：152mm×90mm×55mm

主要參數（1）帽卡

1)   通信距離：(0～100)m（無遮擋）；

2)   工作電壓：3.0VDC；

3)   工作電流：≤130mA。

4)   環(huán)境大氣壓80kPa～110kPa；

5)   環(huán)境溫度:-20℃～+70℃；

6)   周圍空氣相對濕度不大于95%（25℃時）；

7)   在無破壞絕緣的氣體和蒸氣的環(huán)境；

8)   在無滴水的地方；

9)   外殼材質：ABS工業(yè)塑料；

10) 佩戴方式：胸前佩戴；

11) 電池使用壽命：2個月；6個月；

12) 設備尺寸：黑帽卡：35*64*18mm；藍帽卡：50*30*20mm