物联网智能人员定位实训平台介绍

物联网智能人员定位实训平台

介绍(总25页)

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物联网智能人员定位实训平台介绍

一、项目意义

物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一，发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。PSIM综合通信安装与维护赛项，以“十二五”规划提出着重发展物联网的要求为指导，结合当今教学与就业实际情况，从提高学生综合能力为根本出发点，切实做到促进物联网技术的不断创新，教学专业设置的不断优化，就业矛盾的根本解决，让学生能真正从学校走出来，快速到企业中去。

——促进信息技术创新，引导行业发展趋势

传统安防行业由门禁、监控摄像头、报警设备、消防探头设备、电子围栏、其他报警设备和控制中心等组成。但是这些设备及其控制都是分开且相互独立的，虽可实现传统意义上的“安全监控”，但是面对突发紧急事件，这些系统所展现出来的实时性能往往不能让人满意。比如今年的昆明火车站暴徒事件，暴徒实施暴行长达12分钟，造成29条无辜的生命被夺去，130多名无辜群众受伤。这样的安防系统响应性是我们所不能接受的，究其原因，传统安防系统的系统集成性及联动能力太差，往往监控发现的警情，不能及时传递到控制及指挥中心，或者控制指挥中心接收到报警信息，往往不能及时判断出现场情况，迟迟不能做出正确及时的决策，造成疏救延时，决策失误等重大后果。面对越来越猖狂的恐怖活动，安防产业升级蓄势待发。

该项目所提出的基于PSIM综合通信安装与维护，具备强大的连接和集成能力，可实现门禁系统、消防系统、安防系统，指挥控制中心、消防中心和安全中心等全套安防信息的实时联动，并通过同一套软件平台控制，解决了传统安防行业管理混乱，控制软件繁多的局面，是未来安防发展的新趋势。同时，PSIM

综

合

通

信

安

装

与

维

护

系

统

基于规则的事件响应，可视化的3D显示接口，强大的模拟现实的能力，以及完善的设备诊断及系统自恢复功能，都站在了行业发展的前沿，可有效适应产业升级的需求，引导安防行业未来发展的新方向。 ——提高学生综合能力，优化学校专业设置

PSIM综合通信安装与维护系统是由计算机技术、通信技术、控制技术和图形显示技术（即4C技术）等多种学科相互融合、集成装备组成的综合系统。通过该项目能够提高在校学生在搭建和维护PSIM综合通信安装与维护系统工作方面的核心技能和综合能力，推动高职学校相关专业的人才培养，增强高职学校学生适应产业升级、企业经营和技术进步的实践能力、学习能力和就业竞争力。

引导职业学校调整专业设置，帮助学生熟练掌握利用现代RFID技术、Zigbee自组网技术、现代计算机网络传输技术、数据库构建及管理技术等，将现代监控设备，信息感知设备，执行机构，计算机控制中心，数据服务中心，智能定位基站，RFID电子标签及互联网网络设备等物联网相关硬件设备及软件系统集成化，实现基于RFID的PSIM综合通信安装与维护，解决实际问题。通过专业教学改革，为低功耗，低成本室内或井下等智能人员定位系统领域培养人才，促进产业升级需求与教学改革紧密的融合。 ——深化教学体制改革，适应产业升级需求

通过该项目引入产业升级、市场发展、企业经营和技术进步的前沿信息，引进国际化、标准化和创新性的人才培养理念，促进物联网PSIM综合通信安装与维护人才的培养，提高安装维护技术水平，提高学生分析解决实际问题的能力，促进国内职业院校相关专业建设，大力推进我国信息产业在应用领域的发展。

与传统的GPS定位相比，RFID定位系统可实现楼宇内人员定位，体积小、成本低、功耗大大降低也成为RFID定位技术的典型优势，这对整个产业的升级需要打下了坚实的基础。

——适应行业发展需求，解决就业形势困境

随着我国信息化建设的不断深入，物联网技术的不断发展，以及企业对产品功耗及低成本的控制，基于RFID的PSIM综合通信安装与维护已经越来越多

地应用在企业、养老院、监狱、医院、矿井、银行等服务场所，机场、港口、码头等人群密集区域。基于PSIM综合通信安装与维护系统

的物联网产品已经大量出现并得到了广泛应用，产业链已经形成，并且迅速的向更多行业应用领域中渗透，社会对该领域专业人才的需求量日趋增加，人才缺口比较大。随着PSIM综合通信安装与维护系统的不断发展，带来了对研发、测试、组装调试等岗位人才的大量需求，其中有很多适合高职毕业生的岗位，比如研发助理人员、产品测试人员、中试工程人员、售前或售后技术支持工程师、产品销售人员和现场服务技术员。 ——开阔学生知识视野，加强学生专业能力

对于高职毕业生来说，开阔自己的知识视野，提高自己分析解决实际问题的能力是十分重要的。因此，结合当前高职学生的实际情况与物联网产品实际应用场合，设计了PSIM综合通信安装与维护赛项，旨在通过考核内容的引导，促进高职专业课程改革和实训建设，使学生能够更加全面的掌握物联网产品的实际应用知识与细节，利用物联网知识搭建智能安防与人员管理系统的能力，同时提高学生分析和解决实际问题的能力，提升其在相关工作岗位上的就业竞争力。

二、方案的特色与创新点

1）方案特色 ——技术涵盖全面

涵盖现阶段PSIM综合通信安装与维护中需要的主流技术，包括人员定位、数字门禁控制系统、越界报警技术、网络监控技术、RFID射频识别技术、数据库技术和计算机网络技术等。 ——技能实践性强

搭建与真实工作现场相近的实训平台，可以让参赛选手在掌握专业知识原理层面的同时，更多的锻炼职业院校学生的实际操作技能。 ——内容体现项目教学

该项目以综合实训平台为主体，以PSIM综合通信安装与维护为工作导向，学生通过既独立存在，又相互关联的四大竞赛任务，提升了对整体项目安装与维护过程中所需的知识水平、操作能力和态度价值管理意识。评委既可以对任务进行独立评分判定，同时也可以从整体规划角度上对学生的工作安排合理性进行评判。本次比赛主要设备全部采用模块化设计，方便组合，创新应用。 ——专业空间可扩展性高

该项目中使用的有源电子标签技术、射频识别系统、移动基站技术、计算机网络搭建技术，远程集中控制功能、摄像机报警联动功能，都可以为职业院校学生未来工作提供良好、多维度的可拓展空间。 ——随行业发展可持续性高

随着我国信息化技术的不断发展，传统的人工人员管理模式显得陈旧且落后，目前，包括旅游、酒店等服务业，监狱、养老院、精神病院、医院等场所和矿井等关系工人生命安全的场所都引进了PSIM综合通信安装与维护系统，行业发展前景十分广阔，故此赛项也可适应社会需求、岗位需要逐渐拓展职院校学生技能领域，从而可更好地体现出大赛“循序渐进，由浅入深”的理念。 2）创新点 ——技术设计领先

项目所采用的技术是本公司经过多年研发、实践、总结而出的PSIM综合通信安装与维护系统，并已成功运用在实际工业场合。通过先进的定位算法、RFID技术、安防及视频联动系统以及公司数年来的工程实施能力，来确保学生能在比赛中掌握最先进最前沿的RFID技术。 ——技能考核点全面，全面拓宽学生视野

全面考察学生的知识面及实际动手能力，拓宽学生视野，提升学生解决实际问题的能力，总得来说，可以分为硬件和软件两个方面。硬件方面，有电磁锁门禁系统、电子围栏系统、网络摄像头、交换机、无线路由节点、服务器及工作站、网络摄像机、报警灯、电子标签、LED屏幕和无线基站等硬件设备，软件方面，有、数据库、C#和安卓等软件开发环境实际应用。 ——环境真实先进

整套系统是基于RFID射频身份识别、自动定位技术，结合实际工程项目实施经验和国内外最新行业标准，构建的一种关于机场人员定位及智能管理系统

的模拟环境，这样能够更准确的考察选手适应新技术的能力。

三、智能人员定位实训平台（CY-RYDW-100）

. 实训平台（CY-RYDW-100）概述

利用先进的RFID技术，实现人员的定位功能，并且应用比较广泛，如：监狱等司法部门的对于犯人或者矫正人员进行定位跟踪，公安系统的拘留人员定位及管理，旅游行业人员定位、流量统计、聚集疏散，酒店、高尔夫球重要娱乐场所提高服务等等。 . 实训平台框架

实训平台介绍

（CY-RYDW-100）智能人员定位实训平台包括以下功能：人员实时定位、人员查找定位、非法聚集报警、禁区入侵报警、非授权报警、非法离位报警、活动轨迹、自动查房点名、脱离看管报警、紧急求救呼叫、门禁管理、监控区域外人员监控、远程监控视查等功能演示。 . 实训平台软件

四、系统设备安装及连接

1) 完成PSIM综合通信安装与维护设备的安装与线路铺设：读卡器，协调器，电子标签等设备的安装与检测；

2) 完成智能检测结点设备的安装与线路铺设：传感器结点设备，执行设备等的安装与检测；

3) 完成智能安防设备结点的安装与线路铺设：智能门禁，智能摄像头，报警设备等的安装与检测；

4) 据系统拓扑图连接网络设备，完成有线/无线局域网系统工作站，服务器，无线路由器，交换机等的线路铺设和连接。 系统设备硬件配置

1) 根据网络地址分配表对各网络设备进行配置； 2) 根据无线地址及参数分配表对各无线设备进行配置； 3) 根据标签编码表对标签参数进行配置；

4) 根据系统设计方案对协调器上硬件进行硬件配置和跳线设置：包括WiFi模块，GPS/GPRS模块，网络模块，手机号及远程服务器中心配置等； 5) 根据系统配置情况和测试方案对系统进行初步测试。 系统软件配置与部分开发任务

1) 上位机开发环境配置，数据库配置；

2) 软件二次开发任务：数据库技术，串口通信技术，win32应用技术。 系统模拟与自定义策略实现

1) 系统设备诊断功能； 2) 智能门禁功能模拟； 3) 电子围栏功能模拟； 4) 智能定位及跟踪功能模拟； 5) 视频联动功能模拟； 6) 紧急报警功能模拟； 7) 消防联动功能模拟； 8) 自定义规则设定及实现。 比赛器材和技术平台 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 类别 硬件 硬件 硬件 硬件 硬件 硬件 硬件 硬件 硬件 硬件 辅材 辅材 辅材 设备名称 PSIM综合通信安装与维护实训平台 协调器 无线路由节点 PC机 定向读卡器 LED显示屏 智能门禁设备 网络摄像头 报警灯 有源电子标签 网线 信号线 配套辅材（底盒、多媒体接插件、模块、线槽等） 创羿科技物联网试验箱上位机测试平台 PSIM综合通信安装与维护实训软件平台 厂商 暂定 型号 单位 套 套 套 个 套 套 套 个 箱 米 套 数量 14 软件平台 套 15 软件平台

串口指令表

套 地址 0x1000(CPU1) 0x2000(CPU2) 指令 系统复位 数据长度 2 返回数据 备注 下同 0x1001 0x1002 0x1003 0x1004 0x1005 0x1006 0x1007 0x1008 0x1009 0x100A 0x100B 0x100C 0x100D 0x100E 0x100F 0x1010 0x1011 0x1012 0x1013 0x1014 0x1015 0x1016 0x1017 0x1018 0x1019 0x101A 0x101B 0x101C 0x101D 0x101E 0x101F 0x1020 0x1021 0x1022 0x1023 0x1024 0x1025 0x1026 通信地址表

读PANID 读无线信道 读本机收地址 读本机发地址 读MAC 读系统时钟 读系统版本 读串口波特率 设置PANID 设置无线信道 设置本机收地址 设置本机发地址 设置系统时钟 设置串口波特率 写数码管 写蜂鸣器 写LED流水灯 写外部Flash 读外部Flash AD单次采集指令 设置实时时钟 读实时时钟 传感器单次采集指令 写继电器（ZigBee） 写步进电机 选择实验 按键K1短按事件 按键K2短按事件 按键K3短按事件 按键K4短按事件 按键K1长按事件 按键K2长按事件 按键K3长按事件 按键K4长按事件 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 地址 对应模块 数据长度 备注 0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x0F 0x10 0x11 系统版本号 烟雾传感器 酒精传感器 加速度传感器 陀螺仪传感器 人体红外传感器 温湿度传感器 光敏传感器 火焰传感器 继电器模块 步进电机传感器 霍尔传感器 振动传感器 烟雾传感器 酒精传感器 加速度传感器 陀螺仪传感器 人体红外传感器 1 6 1 1 0x12 AD转换器 3 0x13 0x14 0x15 0x16 0x17 0x18~0x37 0x38~0x57 0x58~0x77 0x78~0x97 0x98~0xff 实时时钟 内部Flash XDATA数据 内存及寄存器数据 外部SPI Flash GPS模块地址（用户扩展） 摄像头模块地址（用户扩展） 指纹模块地址（用户扩展） WiFi模块地址（用户扩展） 保留 7 自定义 自定义 自定义 自定义 通道+电压个位+电压十分位 OR 通道+ADCH+ADCL 秒分时日周月年 、实例介绍：

某机场为保证机场安全，需引进一套综合通信系统，机场方面的需求如下：

1）搭建人员定位系统：在机场布置读卡器和协调器等设备，做到信号全覆盖，给每一个客户登记后分发一个拥有全球唯一ID的电子标签，可实现信号覆盖区域人员实时定位、轨迹跟踪、视频联动和出入管理等功能。

2）搭建智能门禁系统：每个客户登记后分发的电子标签，有效期限为客户到达机场至离开目标机场。客户凭借此标签可正常出入机场，客户或工作人员靠近机场边缘，系统报警。

3）搭建智能监控系统：在机场首位区域安装两个云台摄像头，7*24实时监控。摄像头可由后台自由控制与切换。

4）搭建智能消防系统：在机场内部布置以下检测结点，火灾检测、烟雾检测和酒精检测结点。发现险情，即刻打开门禁，驱动执行电机转动。

5）搭建报警联动系统：工作人员发现可疑人员或突发情况即刻向控制台报警，同时摄像头切换至工作人员所在区域，系统自动发短信逐级通知指定负责人赶往所在区域处理。

6）系统后台功能：系统可实时定位可疑人员动向，通过加速度结点判断出可疑人员运动方向及速度信息，关闭相应区域门禁，启动报警系统。

7）系统具有良好的可扩展性：可自定义实现安防规则。

五、PSIM综合通信安装与维护硬件部分安装及网络拓扑

图11-1 PSIM综合通信安装与维护实训平台图

图11-2 三维界面效果图

图11-3 局部详细效果图

图11-4 功能场景细化图

图11-5 设备连接拓扑图

、PSIM综合通信安装与维护系统软硬件模块配置及测试

表11-1 界面属性表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 控件类型 Label Label Label Label Label Label Label Label Label ObjectnamX Y 宽度 高度 Text e Temp 218 31 75 17 门禁开启： Temp_Data 301 31 60 17 门禁关闭 电子围栏打 Ligh371 31 75 17 t 开 电子围栏关Light_Data 454 31 70 17 闭 人员定位开Humidity 218 54 75 17 启 人员定位关Humidity_301 54 60 17 Data 闭 视频联动开CO2 409 54 31 17 启 视频联动关CO2_Data 454 54 70 17 闭 Label_Air 564 41 20 酒精度： 备注 显示光照度值 显示湿度值 显示CO2值 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Push Button Spin Box Push Button Push Button Button Button Button Button Button Button Button Button Button CheckBox Btn_Air Air_Data Btn_Fan Btn_Led BtnXTQ BtnSBXX BtnSBQ BtnSNum BtnW BtnSXT BtnSLD BtnSIP BtnSD ckW 610 640 294 294 294 294 294 294 294 294 294 294 294 294 114 110 110 335 369 31 59 111 111 27 27 27 27 40度 温度值 25度 烟雾值 调取定向读卡器 调取无线路由节点 调取协调器 调取实时设备信息 调取实时标签信息 调取设备数量 调取报警信息 调取摄像头 调取联动摄像头 调取设备IP地址 调取设备端口号 手动报警开启/关闭 “安全模式” “非法模式” “联动模式” “自定义模式” 模式选择： 自定义模式 “门禁开启/ 酒精度数 温度数值 烟雾数值 手动报警是否开启 24 Combo Box Mode_Select 294 404 110 27 25 26 27 Label Label Combo label_mosh41224 i 0 Custom_M31427 ode 1 Parameter 426 3367 80 90 17 17 27 28 29 30 Box Combo Box Combo Box Combo Condition Action1 Action2 5 36426 9 40426 4 426 90 120 120 27 27 27 关闭” “电子围栏打开/关闭” “人员定位开启/关闭” “ 31 32 Box Push Button vertical line 440 Mode_Cont44558 rol 0 31line 399 3 111 31 27 151 视频联动开 启/关闭” 自定义模式启动 “消防安全开启/关闭” 1）网络设备IP地址分配

分配标准其中x为小组号，y为小组网内设备地址。所设定IP地址应与附表2中定义地址一致。

2）无线组网设备参数配置

ZigBee网络地址标准：0x XXXX (0x代表16进制格式) 前两位XX：代表小组号

后两位XX:代表无线组网内部设备地址

ZigBee信道区间：11~26，共64小组，每4个小组公用一个信道， 详见信道分配表。

3）GSM模块配置

将赛会提供的手机卡安装入GSM模块内，同时选择跳线进行配置，将手机号配置为赛会为每个小组提供的手机号。

4）链路测试

测试链路1：串口测试

将温湿度标签与工作站通过串口相连，利用配置软件进行自动数据采集，采集间隔设为1s，采集时间为100s，采集完成后截屏保存到制定文件夹内，同时将采集数据保存到制定文件夹内。

测试链路2：射频链路测试

将协调器与工作站通过串口相连，打开上位机测试，设定串口参数进行数据测试，采集间隔设为1s，采集时间为100s，采集完成后截屏保存到指定文件夹内，同时将采集数据保存到制定文件夹内。

5）软件配置及二次开发

将软件按照功能进行配置，并同时根据相关的原则调试程序，使其基本正常运行；并在此基础上，根据自己对本项目的理解，进行深化设计，要求能实现自己的思想。

6）PSIM综合通信安装与维护模拟应用配置

PSIM综合通信安装与维护分为四种模式，安全模式、非法模式、联动模式和自定义模式。

安全模式，PSIM综合通信安装与维护系统默认情况下是安全模式，即门禁正常、RFID设备正常、网络摄像头正常、消防安全和人员安全，指示灯都显示绿色；

非法模式，分为系统非法情况和外部非法情况，系统非法情况是指整个系统的因这样或那样的原因产生的非法情况，比如，电池电量过低、读卡器不能正常工作等；而外部非法情况是指因外部的一些非法操作或安全问题而发生的警报，比如，非法闯入、信号丢失、消防安全和危险手动报警等。

联动模式，当有警报发生时，摄像头自动切换到事故发生的地方，并跟随目标的移动而自动切换摄像头；

自定义模式，根据用户的需求，自己设定正常模式、非法模式以及联动模式的反应情况和反应时间，比如，可以在发生警报模式时，定义门禁自动关闭，并没有管理员授权模式不能打开等。 系统要求功能模拟与自定义规则实现。

PSIM综合通信安装与维护各个子系统的软件配置功能，达到整个PSIM综合通信安装与维护系统能够实现智能门禁、电子围栏、人员定位、智能消防、视频联动等功能。

智能门禁：设定一个用户（用户采用传感标签模拟）为合法用户，一个用户为非法用户，当合法用户靠近时，门禁打开，当非法用户靠近时，门禁关闭，并写入门禁记录日志。

图11-6 智能门禁面

电子围栏：设定指定用户活动区域范围，当用户离开基站范围后报警，并写入报警日志。

图11-7 电子围栏界面

人员定位：设定指定用户进行实时定位监控并显示在电子地图中，定位过程用软件录像，结果保存到制定文件夹中。

图11-8 人员定位界面

智能消防：设定酒精报警上限，用赛场提供的酒精模拟酒精报警，报警时要求报警灯亮，报警灯响，同时摄像头自动切换至报警区域，门禁打开，写入报警日志和门禁记录日志。

图11-9 消防安全界面

视频联动：当有报警发生或想检控某一个电子标签的实时状态时，摄像头可以自动切换，保持跟踪标签画面。

图11-10 视频联动界面

手动报警：设定一个用户为工作人员进行手动报警，关闭门禁并切换画面。

六、界面逻辑流程要求

人员定位控制

当点击“人员定位”按钮时，进入人员定位参数控制设置，其中有“端口设置”“波特率”“协调器”等，当选择“人员定位开启”按钮并点击“连接设备按钮”时，人员定位功能开启，在报警信息栏中实时显示电子标签、标签地址、标签显示的时间和报警原因等信息。 电子围栏控制

当点击“电子围栏”按钮时，进入电子围栏参数控制设置，其中有“端口设置”“波特率”“区域设置”等，当选择“电子围栏开启”按钮并点击“连接设备按钮”时，电子围栏功能开启，在报警信息栏中实时显示电子标签、标签地址、标签显示的时间和报警原因等信息。 门禁系统

当点击“门禁系统”按钮时，进入门禁系统参数控制设置，其中有“端口设置”“波特率”“摄像头”“电子标签”等，当选择“门禁系统开启”按钮并点击“连接设备按钮”

时，门禁功能开启，在报警信息栏中实时显示电子标签、标签地址、摄像头信息、标签显示的时间和报警原因等信息。 视频联动

当点击“视频联动”按钮时，进入视频联动参数控制设置，其中有“端口设置”“波特率设置”“摄像头”，当选择“视频联动开启”按钮并点击“连接设备按钮”时，视频联动功能开启，在报警信息栏中实时显示电子标签、标签地址、标签显示的时间和报警原因等信息。 消防安全

当点击“消防安全”按钮时，进入消防安全参数控制设置，其中有“端口设置”“烟雾值”“酒精值”，当选择“消防安全开启”按钮并点击“连接设备按钮”时，消防安全功能开启，在报警信息栏中实时显示电子标签、标签地址、烟雾浓度、酒精浓度和温度等信息。