工地施工人员安全管理系统
供稿：北京得瑞紫蜂科技有限公司
- 关键词：实时跟踪,安全管理系统,ZigBee技术
1. 应用背景
安全生产事关人民群众的生命和财产安全，各级政府一贯高度重视工程建设安全生产问题，并采取一系列措施不断加强安全生产工作。同事作为工地施工管理者，如何随时了解工人的出勤情况、工作效率、工作地点、工作中行踪轨迹是过去传统门禁考勤技术无法解决的，针对施工过程安全管理落后、人员出勤状况模糊的管理状况，北京得瑞紫蜂科技公司根据目前工地目前的管理现状，结合施工工地实际。研发出适合工地管理应用的工地人员定位考勤管理系统。可以实时跟踪工地现场人员的位置，可对工地施工人员实时定位，可以实时查询工人的历史轨迹，工作时间不在工地区域内的人员可以实时报警。
工地施工管理系统是在ZigBee技术的基础上，结合先进的通信、计算机及网络技术成功研发的综合管理平台。系统是集施工人员跟踪，施工人员跟踪，实时报警，历史轨迹回放于一体，也是国内技术领先、运行稳定、设计专业化的施工人员定位管理系统。使管理人员能够随时掌握施工人员的分布状况和每个施工人员的运动轨迹，便于进行更加合理的调度管理。这一科技成果的实现，将为工地施工和工地日常管理再上新台阶提供有力保障。
2. 技术优势
ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，它是为解决传统无线技术的若干弊端，实现低成本、低功耗的无线网络而创建的国际无线通信标准。
ZigBee联盟成立于2002年，至今在全球拥有二百家以上的会员单位，如飞利浦、摩托罗拉、三菱、华为等知名企业。
ZigBee技术在智能家居、人员定位、医疗监护、工业控制等多种领域及行业有着广泛的应用前景。
2.1 ZigBee作为定位精确： 在GPS或北斗卫星定位信号覆盖不到的室内或者地下隧道等区域，实现最基本的10米精度定位效果。按需求可提升精度。
2.2 设备省电：ZigBee设备结构简单、发射功率低、工作周期短，采用干电池供电即可维持半年以上甚至数年的工作时间。根据信号发射间隔调整。
2.3 工作可靠：ZigBee在物理层采用直接序列扩频（DSSS）技术，MAC层采用了 CSMA/CA防碰撞机制，有效的提高了抗干扰能力。
2.4 网络容量大：一个ZigBee网络可以容纳最多6万5千个节点。支持Mesh、 Cluster Tree等无线组网形式。
2.5 时延短：针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。设备搜索时延典型值为30ms，休眠激活时延典型值是15ms，活动设备信道接入时延为15ms。
2.6 安全：采用AES-128加密算法，同时各个应用可以灵活确定其安全属性。
2.7 价格低：ZigBee设备价格低，且ZigBee网络无运营费用。
2.8 国际标准： 符合IEEE802.15.4协议标准
3. 系统架构
3.1 系统架构图
3.1 定位原理
各定位基站间以无线网状网的形式组成无线定位网络，对目标区域实现信号覆盖；当移动报警器在网络内移动时，移动报警器和各定位基站间通信的信号强度会随它们之间的距离变化而改变，由于信号强度和距离间有一定的对应关系，且各定位基站的位置坐标已知，在得知移动报警器与多个（大于等于3个）定位基站间的信号强度后，即可计算出移动报警器的位置。
2. 系统功能
4.1 实时监控
实时监控包括区域显示、部门显示及实时报警显示。
4.2 区域显示
区域显示时将地图分成若干个区域，以树形列表将区域内的设备及人员分布显示在监控主界面的左侧；显示内容包括区域名称、基站数量、人员数量及详细人员列表。通过区域显示可很方便的了解到当前设备及人员的分布情况。
4.3 实时报警
实时报警，可实时统计定位卡低电报警信息、设备故障（基站控制单元故障、基站故障）信息；并可对设备进行定位操作，以方便查找出低电或故障设备，及时维护，确保系统正常运转。
4.4 人员管理
人员管理以列表形式显示区域内所有人员信息；并可实现对人员信息进行新增、修改、删除；对区域内人员信息查看；对某个人员进行查找；对人员信息的批量导入及导出。
通过人员管理功能实现人员信息与定位卡绑定，从而实现对人员的监控。
4.5 设备管理
设备管理以列表形式显示系统中所有设备信息，同时可以实现设备的添加、修改、删除；对区域内设备信息查看；对某个设备进行查找。
通过设备管理实现地图上设备的布设，定位卡信息通过设备上传到监控中心，从而实现对人员的信息采集、监控。
4.6 轨迹查询
历史轨迹查询提供按姓名、卡号、时间段等条件查询。并可进行动画回放轨迹，此功能主要实现对某特定人员的轨迹回放。
4.7 设备故障查询
设备故障查询包括基站及基站控制单元故障查询，提供按设备编号、时间段等条件查询，此功能主要实现对故障设备的维护。
4.8 设备分布显示
在地图上实时显示设备分布情况，设备用设备图标表示。管理人员可实时直观的掌握到当前设备分布信息，点击人员图标可对该设备的详细信息进行查看，包括编号、安装位置、所属区域、链路是否正常等信息。
4.9 区域准入、离开报警
在特定的区域可设置区域准入权限，未被授权的人员进入限制区域后系统报警；在特定的时间段不允许人员离开的区域若人员离开系统报警，从而保障重点工作区域的安全。
4.10 考勤管理
判断持卡人是否进入工作区域，记录每个职工是否按时上下班
5、设备介绍
室外定位基站
主要参数
1) 工作电压：交流220V；
2) 工作电流：160mA；
3) 工作频率：2.4GHz；
4) 通信距离：无线通信距离1200米（空旷环境）；
5) 通信速率：125Kbps
6) 工作环境：环境大气压80kPa～110kPa；
7) 环境大气压80kPa～110kPa；
8) 环境温度-20℃～+70℃；
9) 周围空气相对湿度不大于95%（25℃时）；
10) 在无破坏绝缘的气体和蒸气的环境；
11) 设备尺寸：152mm×90mm×55mm
主要参数（1） 帽卡
1) 通信距离：(0～100)m（无遮挡）；
2) 工作电压：3.0VDC；
3) 工作电流：≤130mA。
4) 环境大气压80kPa～110kPa；
5) 环境温度:-20℃～+70℃；
6) 周围空气相对湿度不大于95%（25℃时）；
7) 在无破坏绝缘的气体和蒸气的环境；
8) 在无滴水的地方；
9) 外壳材质：ABS工业塑料；
10) 佩戴方式：胸前佩戴；
11) 电池使用寿命：2个月；6个月；
12) 设备尺寸：黑帽卡：35*64*18mm；蓝帽卡：50*30*20mm