紫蜂智慧工厂之定位考勤系统解决专项方案.doc

“智慧工厂”之人员无线定位考勤
及监测管理系统处理方案

（领先优势：无漏检、免布线、3米精度、定位轨迹）

北京得瑞紫蜂科技

目 录

1 概述 5
2 技术背景 6
3 系统架构 6
3.1 系统示意图 7
3.2 定位原理 7
4 系统功效 8
4.1 GIS实时定位跟踪......................................................................9
4.2 行动轨迹回放............................................................................9
4.3 求援报警..................................................................................10
4.4 电子围栏..................................................................................11
4.5 视频联动..................................................................................11
4.6 气体监测..................................................................................12
4.7 人员巡检..................................................................................13
4.8 票证管理..................................................................................13
4.9 考勤统计..................................................................................14
4.10 移动端APP管理.....................................................................14
5 系统特征..............................................................................................15
5.1系统软件特征 15
5.1.1 优异架构平台 15
5.1.2 强大应用拓展功效......................................................15
5.1.3 安全..................................................................................15
5.1.4 多样化报表......................................................................15
5.1.5 易操作..............................................................................15
5.1.6 地理信息平台..................................................................15
5.1.7便捷系统管理功效 16
5.1.8完善系统报警体系 16
5.2 系统硬件特征 16
5.2.1 低功耗 16
5.2.2 零漏读 16
5.2.3 自动诊疗 17
5.2.4 系统互动功效 17
5.2.5 多个组网方法 17
5.2.6 施工简单 17
6 系统关键技术指标 18
6.1 系统指标 18
6.2 关键设备指标 18
6.2.1 防爆网关基站 18
6.2.2 防爆定位基站 21
6.2.3 网关基站..........................................................................22
6.2.4 定位基站..........................................................................23
6.2.5 腰卡识别卡 24
6.2.6 帽卡识别卡 24
6.2.7胸卡识别卡......................................................................25
7系统调试安装 24
7.1 货物准备 24
7.2 人员安排 24
7.3 施工前人员培训 24
7.4 工程职责界面表 25
8售后服务 26
8.1 产品质量保障 26
8.2 服务人员组织 26
8.3 试运行期服务 26
8.4 保修期内服务 26
8.5 保修期后服务 26
9 项目案例.............................................................................................27
9.1 成功案例.................................................................................27
9.2 部分案例展示..........................................................................27
10企业介绍 ………………………....……………………………… 29
1 概述
安全生产事关人民群众生命和财产安全，各级政府一贯高度重视安全生产问题，并采取一系列方法不停加强安全生产工作。怎样改变现在工厂生产管理落后管理模式，实现管理现代化、信息化成为管理者研究关键课题。所以，借助以灾难预防、事故救助、电子信息化等优异管理手段是工厂安全生产管理肯定选择。北京得瑞紫蜂科技依据工厂安全生产管理需要研发工厂人员考勤定位及安全监测管理系统为工厂安全生产管理提供了崭新安全管理理念。
紫蜂工厂人员定位考勤及安全监测管理系统是在ZigBee技术基础上，结合优异通信、计算机及网络技术成功研发综合管理平台。系统是集ZigBee无线通讯技术、嵌入式技术、工业以太网传输技术、数据库处理技术、计算机软件技术、地理信息系统技术、互联网技术、传感技术等技术于一体，也是中国技术领先、运行稳定、设计专业化工厂监测系统。使管理人员能够随时掌握工厂人员、设备分布情况和每个人员和设备运动轨迹，危险报警信息等、便于进行愈加合理调度管理。当事故发生时，救援人员也可依据工厂人员考勤定位及安全监测管理系统所提供数据、图形，快速了解相关人员位置情况，立即采取对应救援方法，提升应抢救援工作效率。这一科技结果实现，可有效提升工厂管理效率。
紫蜂无线定位系统免布线、自组网、信号覆盖轻易。紫蜂”智慧工厂”无线定位考勤及监测管理系统特点：ZigBee无线Mesh超强组网，基于国际标准协议IEEE802.15.4底层协议，在部分基站出现故障时候，其它基站可自助链接，保障了网络总体运行稳定，确保系统不会出现停止瓦解现象，可有效地二十四小时提供监控管理。终端设备体积小巧方便携带，经久耐用安全可靠，重量轻辐射小，工作时辐射是手机辐射量千分之一，识别卡使用一天辐射量相当于手机通通话一分钟，是理想安全随身定位管理产品。
2 技术背景
ZigBee是一个新兴短距离、低速率无线网络技术，它是为处理传统无线技术若干弊端，实现低成本、低功耗无线网络而创建国际无线通信标准。
ZigBee联盟成立于，至今在全球拥有二百家以上会员单位，如飞利浦、摩托罗拉、三菱、华为等著名企业。
ZigBee技术在智能家居、人员定位、医疗监护、工业控制等多个领域及行业有着广泛应用前景。
ZigBee作为新兴国际标准，含有以下优点：
Ø 环境保护省电 ：ZigBee技术采取了多个节电工作模式，能够确保两节五号电池支持长达18个月到2年左右使用时间；
Ø 通信可靠 ：ZigBee采取了CSMA－CA碰撞避免机制，同时为需要固定带宽通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时竞争和冲突；
Ø 自组网功效：无需人工干预，65535网络节点能够感知其它节点存在，并确定连接关系，组成网状型结构网络；
Ø 自愈功效：增加或删除一个节点，节点位置发生变动，节点发生故障等等，网络全部能够自我修复，并对网络拓扑结构进行对应地调整，无需人工干预，确保整个系统仍然能正常工作，从而降低网络维护成本。
Ø 成本低廉 ：ZigBee工作频段灵活，为免执照频段2.4GHz，就是没有使用费无线通信。
Ø 网络容量大 ：一个ZigBee网络能够容纳最多254个从设备和一个主设备，一个区域内能够同时存在200多个ZigBee网络。
Ø 数据安全 ：ZigBee联盟还开发了安全层， 确保便携设备不会意外泄露其标识，而且这种利用网络远距离传输也不会被其它节点取得。定义了一个灵活、安全网络层。ZigBee提供了数据完整性检验和鉴权功效，加密算法采取AES-128，同时各个应用能够灵活确定其安全属性。
3系统架构
3.1系统示意图
系统含有极大灵活性，有多个组网方法，能够依据各厂区实际情况和用户需要，选择不一样组网方法，构建成不一样系统架构，从而满足不一样规模用户要求。

系统架构示意图

3.2定位原理
紫蜂无线定位技术是采取ZigBee无线网络技术为通信基础，以信号强度和空间位移为定位依据一个新型定位系统。它适适用于室内、地下等GPS无法覆盖区域，有效填补了现在GPS定位系统不足。
各定位基站间以无线网状网形式组成无线定位网络，对目标区域实现信号覆盖；当移动识别卡在网络内移动时，移动识别卡和各定位基站之间通信信号强度立即空位移会随它们之间距离、时间改变而改变，因为信号强度、时间和距离间有一定对应关系，且各定位基站位置坐标已知，在得悉移动识别卡和多个（大于等于3个）定位基站之间信号强度和空间位移后，即可计算出移动定位卡位置。

定位基站
移动识别卡

定位原理示意图

4系统功效
系统定位为智慧工厂综合管理平台，关键功效为：GIS实时定位跟踪、行动轨迹回放、求援报警、电子围栏、视频联动、气体监测、人员巡检、票证管理、考勤统计、移动端APP管理等十大功效项。

4.1实时定位:可实时显示人员位置信息。

4.2 实时轨迹回放：管理人员可随时查看工作人员工作行走路线。

4.3 报警求援：当碰到突发情况时，可立即向中心发送声光求援信号。

4.4 电子围栏：可设置危险区域进入报警、限定危险区域超员报警、滞留报警等。

4.5视频联动：系统可调用厂区内摄像头实时画面。

4.6 气体监测：系统可调用厂区内有毒有害气体监测数据。

4.7 人员巡检：指定时间内指定人员根据指定路线巡检，以完成岗位巡检监督。

4.8 票证管理：上传职员票证照片后管理人员可微信收到该作业票证工作信息。

4.9 考勤统计：一、本系统含有强大考勤能力，人员无需排队靠近基站，系统自动统计人员进出时间，为工厂提供简易考勤管理。二、系统支持集成门禁系统，生成包含部门、班次、部门等完善考勤报表，为工厂提供精细考勤管理。

4.10 APP管理：支持手机/腕表等移动端设备，便于远程管理。

5 系统特征
5.1系统软件特征
5.1.1优异架构平台
Ø 采取java技术开发，基于成熟稳定MVC框架，含有良好稳定性、扩展性、安全性，灵活地需求变动功效。
Ø 愈加好实现跨平台运行操作，实现功效更为强大，扩展空间更为宽广。
5.1.2强大应用拓展功效
Ø 业务模块扩展兼容原有工厂管理模式，并可定制管理各功效模块。
Ø 业务规则扩展经过权限开关，能够很方便控制角色权限和嵌入系统。
5.1.3安全
Ø 采取了将用户操作权限和用户专题权限双页面单独设置模式。
Ø 避免了系统超级管理员对系统数据进行无限制增、删、改、查操作。
Ø 依据角色区分，可定义本系统实时监控人员和后台操作人员。
Ø 经过利用系统用户身份认证，控制范围，预防非授权访问，确保系统安全。
5.1.4多样化报表
Ø 集成了报表插件、打印插件，能够有效利用现有系统中相关数据。
Ø 依据用户实际需求，进行自定义报表设置，并形成有效打印。
Ø 可依据用户自定义需求，为用户进行定制打印设计。
5.1.5易操作
Ø 本系统设计之初即是考虑到经过利用优异网络办公平台，降低劳动强度，提升工作效率。
Ø 本系统采取统一界面，色调淡雅、美观大方、简练明了，能有效缓解长时间使用系统产生用眼疲惫。
5.1.6 GIS地理信息平台
Ø GIS地理信息系统平台，使软件功效丰富，图文并茂；
Ø 能够对工程图进行矢量化和矢量图属性编辑功效，含有放大、缩小和移动功效；
Ø 工厂内关键设备、设施也能够显示在GIS电子地图上。
5.1.7便捷系统管理功效
Ø 管理软件能够分配多个不一样权限用户，方便各个用户在网络终端上同时运行软件，查询厂区内实时情况，并可对软件进行分等级操作。
5.1.8完善系统告警体系
Ø 实时显示识别卡电量告警、电源工作状态告警、识别分站不在线告警、通讯接口故障告警、人员违章进入禁入区告警等。
5.2系统硬件特征
5.2.1低功耗
Ø 系统采取2.4GHZ芯片，采取ZigBee技术，一体化电路设计，功耗低，识别卡USB充电设计，一次充电可使用20工作日。
5.2.2零漏读
Ø 用独特数据处理技术，正确快速识别卡，有效处理了同频干扰问题；
Ø 处理了同一时间卡量太多，读卡器数据冲突造成错读、漏读识别卡而造成考勤定位不正确和人员统计不正确问题。
5.2.3自动诊疗
Ø 含有自动诊疗功效，并显示在屏幕上，设备故障时，自动报警。
5.2.4信息互动功效
Ø 本系统内嵌短信平台，能实现和厂区内人员和监控室监控电脑之间互发短消息。
5.2.5多个组网方法
Ø 系统提供多个可选择组网方法，能够直接经过总线传输方法联网；
Ø 能够经过网络加ZigBee无线方法（推荐）；
Ø 能够经过光纤+总线传输方法联网；
Ø 能够经过工业以太网+现场总线方法联网。
5.2.6施工简单
Ø 施工方便：无线传输，无需布线。

6系统技术指标
6.1系统指标
Ø 设备等级：ExdIICT4 ExTD A21IP65T80℃
Ø ZigBee通信速率：250Kbps
Ø 供电电压等级：交流：127/220/380V（＋15%～－20%）
Ø 海拔高度：不超出4000m
Ø 环境大气压：80kPa～110kPa；
Ø 工作温度：-20℃～+80℃；
Ø 工作湿度：10%-100%（25℃时）；
Ø 振动：加速度20m/s2；
Ø 冲击：峰值加速度500m/s2。
Ø 基站间通信距离（地面空旷）：1200m；
Ø 识别卡和基站(地面空旷)：120m；
Ø 无线发射功率：-7dBm to 18dBm；
Ø 无线频段 ：2.4GHz
Ø 最多识别卡数量：0张以上
Ø 漏读率：万分之一
Ø 基站最大传输距离：30km
Ø 识别卡最大移动速度小于15m/s
Ø 传输误码率：≤10-6
6.2关键设备指标
6.2.1防爆网关基站
网关基站关键是信息处理传输功效,由2部分组成:一个是内嵌LINUXARM网关平台，此平台可经过登陆各个网关基站IP，对其进行修改配置；另一个是嵌入式ZigBee通信模块ZF-1022。经过二者无缝结合实现了从ZigBee到以太网转换，及ZigBee子网管理。

设备型号
ZF-E105
防爆等级
ExdIICT4 ExTD A21IP65T80℃
额定工作电流
≤300mA（5v)
发射功率
0.8W
工作电压
220V AC/12V DC
通讯方法
Ethernet/ZigBee无线
线缆选择
屏蔽双绞线、光纤、无线网桥等/电源线
识别能力
大于0张
工作频率
2.4G
体积
210*210*130mm
天线
全向
外壳
铸铝合金

6.2.2防爆定位基站
定位基站关键是定位传输功效，经过ZigBee无线信号和移动定位识别卡通讯。

设备型号
ZF-W105
防爆等级
ExdIICT4 ExTD A21IP65T80℃
额定工作电流
≤300mA（5V)
发射功率
0.8W
工作电压
220V AC/12V DC
通讯方法
ZigBee无线
线缆选择
电源线
识别能力
大于0张
工作频率
2.4G
体积
210*210*130mm
天线
全向
外壳
铸铝合金

6.2.3 网关基站

设备型号
ZF-E102
防护等级
IP56
额定工作电流
≤300mA（5v)
工作电压
220V AC/12V DC
通讯方法
Ethernet/ZigBee无线
线缆选择
屏蔽双绞线、光纤、无线网桥等/电源线
识别能力
大于张
工作频率
2.4G
体积
250*190*50mm
天线
全向
外壳
铝合金

6.2.4 定位基站

设备型号
ZF-W102
防护等级
IP56
额定工作电流
≤300mA
工作电压
220V AC/12V DC
通讯方法
ZigBee无线
线缆选择
电源线
识别能力
大于400张
工作频率
2.4G
体积
210*190*60mm
天线
全向
外壳
铝合金

6.2.5腰卡识别卡
识别卡由通常工作人员佩戴，设计安装在工人腰带上。识别卡经过和基站双向通讯，得到人员识别卡区域定位信息。腰卡含有颜色醒目，携带方便等特点。

设备型号
ZFC-12
工作电压
3.3V DC
工作电流
发送时工作电流：≤30mA；
工作频率
2.4GHz
识别距离
100米
电池
一次性干电池
尺寸
72*43*17mm
佩戴方法
腰间佩戴
防护等级
IP65
6.2.6 帽卡识别卡
帽卡由通常设计安装在工人安全帽上。识别卡经过和基站双向通讯，得到人员识别卡区域定位信息。帽卡含有体积小，携带方便等特点。
设备型号
ZFC-11
工作电压
3.3V DC
工作电流
发送时工作电流：≤30mA；
工作频率
2.4GHz
识别距离
100米
电池
一次性干电池
尺寸
50*30*17（mm)
佩戴方法
安全帽
防护等级
IP65

6.2.7胸卡识别卡
胸卡可由通常工作人员胸前佩戴，识别卡经过和基站双向通讯，得到人员识别卡区域定位信息。胸卡含有体积小，携带方便等特点。

设备型号
ZFC-16
工作电压
3.3V DC
工作频率
2.4GHz
识别距离
100米
充电接口
USB-Type-C
电池
可反复充电锂电池（500次）
尺寸
70*50*4（mm）
佩戴方法
胸前佩戴
防护等级
IP56
7系统调试安装
7.1货物准备
依据协议清单备货，督促各职能部门主动做好设备采购和贮备；接货、验货：协调甲方责任人准备货物存放地，组织验货人员进行验货入库；主动准备工程中辅助材料、使用工具等，确保工程顺利实施。
7.2人员安排
甲方和厂家共同成立项目组，设项目经理1名、技术工程师1名，甲方责任人1名，甲方技术工人6名，各组员分工情况以下：
项目经理：关键负责工程全方面组织、协调工作；识别分站勘测、安装督导、软件调试。
技术工程师：关键负责系统调试、识别卡登记发放、资料整理；识别分站和天线方向勘测、安装督导、软件调试。
甲方责任人：关键负责甲方人员工作分配，协调厂家人员施工过程中需要处理问题等，货物存放领取等。
甲方6名技工人员：关键实施电缆铺设，设备安装，接线盒安装、接线。
7.3施工前人员培训
为了确保项目高效率实施，在施工前必需对甲方参与人员进行系统培训。甲方对施工安全做一次培训，协调好各方在施工中责任。

7.4工程职责界面表
表7.4工程职责界面表
序号
工程阶段
甲方
设备商
备注
1
工程准备
√
√

1.1
确定双方项目责任人
√
√

1.2
制订工程实施计划
√
√

1.3
提供设备安装文件

√
《系统用户手册》
1.4
确定厂区内识别分站安装地点
√
√
依据设计及现场情况确定
1.5
预留地面机房电源
√

1.6
确定设备安装位置
√
√

1.7
安装工具准备
√

1.8
厂区内线缆布放
√

2
设备安装和调试
√

2.1
货物入库清点
√
√

2.2
货物保管及出入库管理
√
√

2.3
识别基站安装、线缆连接
√
√
指导安装
2.4
机房硬件设备安装

√

2.5
机架内设备线缆连接
√
√

2.6
机架外设备电源线、接地线
√
√

2.7
设备上电
√

2.8
系统调测

√

3
系统验收
√
√

8售后服务
8.1产品质量保障
设备出厂前，全部设备测试达成要求后方可出厂，每件设备有唯一SN号，建立了质量跟踪体系。
8.2服务人员组织
设备售出后，企业将由售后服务部工程师一直和用户保持亲密联络，跟踪协议设备使用情况，回访用户，假如出现问题，有专门工程师帮助分析、处理设备出现故障。
售后服务中心配置专业技术人员，优异维修检测仪器，并贮备有备品、备件。售后服务包含产品维修、维护；系统运行支持及软件升级等。企业为用户提供7×二十四小时技术服务。
8.3试运行期服务
设备安装完成，调试开通后，即进入试运行期。在此期间，我企业将派技术人员对系统功效、设备运行状态进行不停巡回检测，指导用户进行维护管理。对试运行期间出现多种问题，我企业将立即在现场处理，对故障设备立即更换。
8.4保修期内服务
企业确保对设备提供自验收之日起12个月保修。在保修期内，企业提供二十四小时技术服务。我企业确保所提供设备材料、设计和工艺无缺点。
8.5保修期后服务
保修期后，我企业将以不高于中标单价提供零配件，设备损坏维修，只收取材料费。
9 项目案例
项目名称（不分前后）
施工单位
项目功效
山西电厂
紫蜂科技
人员定位考勤
内蒙化工厂
集成商
人员定位、考勤、气体监测、视频联动
山东电厂
集成商
人员定位考勤
襄樊电厂
紫蜂科技
人员定位考勤、视频监控
厦门电厂
紫蜂科技
人员定位考勤、视频监控
山西黎城铁矿
紫蜂科技
工人定考勤位轨迹、移动报警、环境监测
山东大圆黄金矿
紫蜂科技
工人定位轨迹回放、移动报警、考勤
山西闻合高速隧道
中铁十五局
人员定位考勤
河北承德公路隧道
中铁一局
人员定位考勤、LED显示
山西临离高速公路隧道
阳泉路桥企业工程二处
人员定位考勤
山西雁门关隧道
中铁十七局
人员定位考勤
重庆荆竹岭隧道
中铁二十五局
人员定位考勤、LED显示
山西解陌高速公路LJ3隧道
中铁二十局
人员定位考勤
山西中条山隧道
中铁二十局
人员定位考勤、LED显示
山西运灵高速LJ2标段隧道
中铁十八局
人员定位考勤
大西线沿途隧道
中铁二局
人员定位考勤
成渝客运专线隧道
中铁二十五局
人员定位考勤、LED显示
洛阳栾川钼矿
栾川钼业
人员定位考勤、环境监测、实时对讲
9.1 代表案例

9.2部分案例展示

9.2.1 山西电厂

9.2.2内蒙化工厂

10企业介绍
北京得瑞紫蜂科技成立于，研发和营销管理团体来自美国Helicomm企业。企业拥有一支技术过硬产品研发队伍，研发人员占企业职员总数50%以上。专注打造“关爱生命物联网”。
紫蜂科技所提供自主ZigBee技术、准方案、及当地化技术支持团体，能够让中国厂商发挥无穷创意，利用ZigBee平台，开发出各类崭新无线安防、节能仪表、智慧工厂、和自动化产品。
紫蜂自成立即专注zigbee定位技术，紫蜂产品前后取得国家专利11项，其中软件著作权专利3项，实用新型专利5项，外观设计专利3项。紫蜂定位系列产品已取得化工企业电气产品防爆认证和欧盟CE认证，同时企业产品在产品性能、产品功耗、信号辐射及定位精度等指标经检测均达成行业领先标准。
1月份，国家领导人胡锦涛同志亲临中关村上地产业基地参观指导，时任Helicomm研发总监毋云龙先生（现任董事长）主导开发zigBee系列产品取得高度评价。