工地施工人員安全管理系統(tǒng)
1. 應(yīng)用背景
安全生產(chǎn)事關(guān)人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全，各級(jí)政府一貫高度重視工程建設(shè)安全生產(chǎn)問題，并采取一系列措施不斷加強(qiáng)安全生產(chǎn)工作。同事作為工地施工管理者，如何隨時(shí)了解工人的出勤情況、工作效率、工作地點(diǎn)、工作中行蹤軌跡是過去傳統(tǒng)門禁考勤技術(shù)無法解決的，針對(duì)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(jù)目前工地目前的管理現(xiàn)狀，結(jié)合施工工地實(shí)際。研發(fā)出適合工地管理應(yīng)用的工地人員定位考勤管理系統(tǒng)。可以實(shí)時(shí)跟蹤工地現(xiàn)場(chǎng)人員的位置，可對(duì)工地施工人員實(shí)時(shí)定位，可以實(shí)時(shí)查詢工人的歷史軌跡，工作時(shí)間不在工地區(qū)域內(nèi)的人員可以實(shí)時(shí)報(bào)警。
工地施工管理系統(tǒng)是在ZigBee技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合先進(jìn)的通信、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成功研發(fā)的綜合管理平臺(tái)。系統(tǒng)是集施工人員跟蹤，施工人員跟蹤，實(shí)時(shí)報(bào)警，歷史軌跡回放于一體，也是國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先、運(yùn)行穩(wěn)定、設(shè)計(jì)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(shí)掌握施工人員的分布狀況和每個(gè)施工人員的運(yùn)動(dòng)軌跡，便于進(jìn)行更加合理的調(diào)度管理。這一科技成果的實(shí)現(xiàn)，將為工地施工和工地日常管理再上新臺(tái)階提供有力保障。
2. 技術(shù)優(yōu)勢(shì)
ZigBee是一種新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是為解決傳統(tǒng)無線技術(shù)的若干弊端，實(shí)現(xiàn)低成本、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)而創(chuàng)建的國(guó)際無線通信標(biāo)準(zhǔn)。
ZigBee聯(lián)盟成立于2002年，至今在全球擁有二百家以上的會(huì)員單位，如飛利浦、摩托羅拉、三菱、華為等知名企業(yè)。
ZigBee技術(shù)在智能家居、人員定位、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、工業(yè)控制等多種領(lǐng)域及行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。
2.1 ZigBee作為定位精確： 在GPS或北斗衛(wèi)星定位信號(hào)覆蓋不到的室內(nèi)或者地下隧道等區(qū)域，實(shí)現(xiàn)最基本的10米精度定位效果。按需求可提升精度。
2.2 設(shè)備省電：ZigBee設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shù)年的工作時(shí)間。根據(jù)信號(hào)發(fā)射間隔調(diào)整。
2.3 工作可靠：ZigBee在物理層采用直接序列擴(kuò)頻（DSSS）技術(shù)，MAC層采用了 CSMA/CA防碰撞機(jī)制，有效的提高了抗干擾能力。
2.4 網(wǎng)絡(luò)容量大：一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以容納最多6萬5千個(gè)節(jié)點(diǎn)。支持Mesh、 Cluster Tree等無線組網(wǎng)形式。
2.5 時(shí)延短：針對(duì)時(shí)延敏感的應(yīng)用做了優(yōu)化，通信時(shí)延和從休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短。設(shè)備搜索時(shí)延典型值為30ms，休眠激活時(shí)延典型值是15ms，活動(dòng)設(shè)備信道接入時(shí)延為15ms。
2.6 安全：采用AES-128加密算法，同時(shí)各個(gè)應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。
2.7 價(jià)格低：ZigBee設(shè)備價(jià)格低，且ZigBee網(wǎng)絡(luò)無運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。
2.8 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)： 符合IEEE802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)
3. 系統(tǒng)架構(gòu)
3.1 系統(tǒng)架構(gòu)圖
3.1 定位原理
各定位基站間以無線網(wǎng)狀網(wǎng)的形式組成無線定位網(wǎng)絡(luò)，對(duì)目標(biāo)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)信號(hào)覆蓋；當(dāng)移動(dòng)報(bào)警器在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)報(bào)警器和各定位基站間通信的信號(hào)強(qiáng)度會(huì)隨它們之間的距離變化而改變，由于信號(hào)強(qiáng)度和距離間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，且各定位基站的位置坐標(biāo)已知，在得知移動(dòng)報(bào)警器與多個(gè)（大于等于3個(gè)）定位基站間的信號(hào)強(qiáng)度后，即可計(jì)算出移動(dòng)報(bào)警器的位置。
2. 系統(tǒng)功能
4.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控
實(shí)時(shí)監(jiān)控包括區(qū)域顯示、部門顯示及實(shí)時(shí)報(bào)警顯示。
4.2 區(qū)域顯示
區(qū)域顯示時(shí)將地圖分成若干個(gè)區(qū)域，以樹形列表將區(qū)域內(nèi)的設(shè)備及人員分布顯示在監(jiān)控主界面的左側(cè)；顯示內(nèi)容包括區(qū)域名稱、基站數(shù)量、人員數(shù)量及詳細(xì)人員列表。通過區(qū)域顯示可很方便的了解到當(dāng)前設(shè)備及人員的分布情況。
4.3 實(shí)時(shí)報(bào)警
實(shí)時(shí)報(bào)警，可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)定位卡低電報(bào)警信息、設(shè)備故障（基站控制單元故障、基站故障）信息；并可對(duì)設(shè)備進(jìn)行定位操作，以方便查找出低電或故障設(shè)備，及時(shí)維護(hù)，確保系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.4 人員管理
人員管理以列表形式顯示區(qū)域內(nèi)所有人員信息；并可實(shí)現(xiàn)對(duì)人員信息進(jìn)行新增、修改、刪除；對(duì)區(qū)域內(nèi)人員信息查看；對(duì)某個(gè)人員進(jìn)行查找；對(duì)人員信息的批量導(dǎo)入及導(dǎo)出。
通過人員管理功能實(shí)現(xiàn)人員信息與定位卡綁定，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的監(jiān)控。
4.5 設(shè)備管理
設(shè)備管理以列表形式顯示系統(tǒng)中所有設(shè)備信息，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的添加、修改、刪除；對(duì)區(qū)域內(nèi)設(shè)備信息查看；對(duì)某個(gè)設(shè)備進(jìn)行查找。
通過設(shè)備管理實(shí)現(xiàn)地圖上設(shè)備的布設(shè)，定位卡信息通過設(shè)備上傳到監(jiān)控中心，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(hào)、時(shí)間段等條件查詢。并可進(jìn)行動(dòng)畫回放軌跡，此功能主要實(shí)現(xiàn)對(duì)某特定人員的軌跡回放。
4.7 設(shè)備故障查詢
設(shè)備故障查詢包括基站及基站控制單元故障查詢，提供按設(shè)備編號(hào)、時(shí)間段等條件查詢，此功能主要實(shí)現(xiàn)對(duì)故障設(shè)備的維護(hù)。
4.8 設(shè)備分布顯示
在地圖上實(shí)時(shí)顯示設(shè)備分布情況，設(shè)備用設(shè)備圖標(biāo)表示。管理人員可實(shí)時(shí)直觀的掌握到當(dāng)前設(shè)備分布信息，點(diǎn)擊人員圖標(biāo)可對(duì)該設(shè)備的詳細(xì)信息進(jìn)行查看，包括編號(hào)、安裝位置、所屬區(qū)域、鏈路是否正常等信息。
4.9 區(qū)域準(zhǔn)入、離開報(bào)警
在特定的區(qū)域可設(shè)置區(qū)域準(zhǔn)入權(quán)限，未被授權(quán)的人員進(jìn)入限制區(qū)域后系統(tǒng)報(bào)警；在特定的時(shí)間段不允許人員離開的區(qū)域若人員離開系統(tǒng)報(bào)警，從而保障重點(diǎn)工作區(qū)域的安全。
4.10 考勤管理
判斷持卡人是否進(jìn)入工作區(qū)域，記錄每個(gè)職工是否按時(shí)上下班
5、設(shè)備介紹
室外定位基站
主要參數(shù)
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(duì)濕度不大于95%（25℃時(shí)）；
10) 在無破壞絕緣的氣體和蒸氣的環(huán)境；
11) 設(shè)備尺寸：152mm×90mm×55mm
主要參數(shù)（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(duì)濕度不大于95%（25℃時(shí)）；
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(zhì)：ABS工業(yè)塑料；
10) 佩戴方式：胸前佩戴；
11) 電池使用壽命：2個(gè)月；6個(gè)月；
12) 設(shè)備尺寸：黑帽卡：35*64*18mm；藍(lán)帽卡：50*30*20mm
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