工厂人员定位系统解决方案

工厂人员定位系统

方案建议书

摘要

当前大型工厂制造企业，人员管理除考勤管理外主要依靠监管人员进行现场管理的方式，这种方式不但需要监管人员亲临现场，而且并不能从根本上解决人员管理问题，比如车间分布较分散，监管人员需要不断巡视各车间；人员较多时，并不能对每个人员起到监管作用。随着企业规模扩大，人员的增多，随之而来的是如何提高监管人员的工作效率，管理好每个人员，对企业管理来说至关重要。

针对工厂人员管理的难题，结合了ZigBee无线技术，开发出工厂人员定位系统，可以从根本上解决工厂人员管理的问题。系统不但解决了监管人员要到现场进行巡查的麻烦，并且能够解决对每个人的实时监管。监管人员只要坐在电脑旁，即可实现实时监控。系统不仅节省大量人力，而且极大的提高了工作效率。工厂人员定位系统还可以扩展工厂人员考勤系统，实现人员从上班打卡考勤到下班打卡考勤整个过程中的实时监控、历史信息查看，从而让管理者能够对人员在工作期间的活动情况一幕了然，当出现紧急情况时可立刻定位到人员，进行及时处理。

工厂人员定位系统是基于SQL大型数据库，在充分理解工厂人员管理的需求后，结合ZigBee技术，将原来的人员亲临现场管理变成智能化的系统监控管理。可解决人员管理难、工作效率低、无法实时监管到每个人、是否按时到岗、危险无法及时处理等问题，在很大程度上提高了企业的人员管理工作效率。

目录

1.项目背景及意义 (1)

2.需求分析 (2)

2.1.人员定位系统的用户需求 (2)

2.2.人员定位系统的功能性需求 (2)

2.3.人员定位系统的非功能性需求 (3)

3.系统总体设计 (4)

3.1.系统示意图 (4)

3.2.系统架构 (5)

3.3.系统设计要点 (5)

4.系统设计与实现 (6)

4.1.系统主要功能 (6)

4.2.系统特点 (11)

5.系统设计方案 (13)

5.1.设计原理 (13)

5.2.定位原理 (13)

5.3.设备布置规则 (14)

5.4.路面定位示意图 (15)

5.5.车间定位示意图 (15)

6.系统技术规格 (16)

7.系统组成 (17)

7.1.系统拓补图 (17)

7.2.主要设备 (18)

7.3.系统软件 (27)

1.项目背景及意义

当前企业的人员管理多数还是依靠监管人员进行现场管理，不仅耗费了监管人员的大量时间而且也不能从根本上解决监管每个人的问题。由于面临企业的成本压力，提高生产效率、降低运营成本,对于企业来说将至关重要，其中企业的人员管理是关键问题之一。效率就是金钱，如何提高管理效率，让每个人都能发挥最大的作用，是企业发展的关键。随着企业规模扩大，人员越来越多，且分散工作，随之而来的问题是如何管理好每个车间或者办公室的人员？如何才能确认该人员是否按时到岗？如何才能用最少的人管理最多的人？在人员遇到危险情况时，如何能第一时间及时处理？如何知道当前人员的分布及分工情况？在遇到责任事故时，如何查看人员历史轨迹信息，为责任的判断提供依据？如何才能掌握到没到员工的实时信息及历史工作信息？本文基于ZigBee 技术，设计实现基于此无线射频技术基础上的工厂人员管理系统，以达到解决传统人员管理模式未能解决的以上问题。

2.需求分析

当前传统人员管理模式存在以下问题：车间较分散，需要多人进行现场管理；无法实时知悉车间人员分布情况；不能确定人员的位置（是否到岗等）；不能做到管理到每个人；在人员遇到危险情况时，不能及时确定人员位置；无法查看人员历史轨迹信息。传统人员管理模式不仅在管理效率上较低，而且不能从根本上解决监管到每个人的问题。随着基于ZigBee技术的人员定位系统的应用，可以从根本上解决人员管理存在的问题。ZigBee技术不但解决了需要多人现场管理的问题，同时也极大的提高了工作效率。这种系统可以大大的改善管理模式，降低企业的人员成本。

2.1. 人员定位系统的用户需求

人员定位系统是针对工厂人员的实时定位、历史轨迹回放、信息查询等方面工作而开发的管理软件，根据企业的要求，实现地图监控、人员分布查看、人员实时定位、历史轨迹回放及信息查询等功能。用户通过相应的功能，对工厂人员的进行定位，对基本信息进行增加、删除、修改和查询，对人员的历史轨迹进行回放，对各报表进行打印输出，对使用该系统的用户进行添加、修改、删除和查询，对人员分布进行统计。用户通过简单的操作，在电脑旁边即可管理整个工厂。

2.2. 人员定位系统的功能性需求

2.2.1.实时监控

地图实时监控，可显示人员及设备分布情况。

2.2.2.人员查询定位

可对人员信息进行查询定位，室内定位误差一般3米以内。

2.2.

3.人员历史轨迹回放

可对人员历史轨迹回放，进行动画显示，回放人员从一个车间到另一个车间的轨迹路线。

2.2.4.车间内外判断

界定人员是在车间内还是在车间外，办公室内还是办公室外。

2.2.5.人员信息管理

增加、删除、修改人员基本信息。

2.2.6.设备管理

设备低电、故障管理。

2.2.7.统计分析

分区域统计人员分布情况。

2.2.8.用户管理

可对用户进行修改密码操作。

2.3. 人员定位系统的非功能性需求

定位卡需要与考勤卡、就餐卡一体，考勤卡、就餐卡粘贴在定位卡背面。也可以做成一个整体。

图1基于ZigBee技术的工厂人员管理系统流程图

3.系统总体设计

3.1. 系统示意图

图1基于ZigBee技术的工厂人员管理系统示意图

工厂人员定位系统采用先进的ZigBee无线技术而设计。系统硬件由监控主机、交换机、基站控制单元、读卡基站、定位卡组成。首先根据工厂的厂区布局

在工厂路面及车间内安装一定数量的读卡基站，通过读卡基站使得工厂无线信号覆盖，然后为工厂人员佩带定位卡，各方向的读卡基站不断接收定位卡发送无线信息，读卡基站将定位卡的信息通过基站控制单元上传至监控主机，系统根据定位卡的场强信息及地理信息进行分析处理，得到定位卡的实时位置，进而实现人员定位、历史轨迹回放等功能。系统定位精度一般3米内。

3.2. 系统架构

工厂人员定位系统是基于SQL大型数据库，采用组件式开发的三层结构系统。三层结构分别为：

数据库：管理人员信息数据及设备数据。

中间层：用于人员及设备增加、修改、删除等系统设置的工作。

表示层：用户日常查询定位等管理工作。

3.3. 系统设计要点

在充分理解人员管理需求后，结合ZigBee技术，打破原有人员管理模式，引进智能化的系统进行人员的综合管理。管理员工从入厂到出厂的每个环节，使得监管人员不用到现场巡查即可获得所有员工信息。系统实时采集定位卡的信息，以实现对人员的实时定位、轨迹跟踪。

4.系统设计与实现

4.1. 系统主要功能

4.1.1.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。

4.1.1.1. 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。

4.1.1.2. 部门显示

部门显示时以部门及班组对整个厂区人员进行分类，以树形列表方式显示将部门及班组的人员分布情况显示在监控主界面的左侧；显示内容包括部门名称及数量、班组名称及数量、人员分布情况；通过部门显示可方便的了解到目前厂区

内各部门人员的分布情况。

4.1.1.3. 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。

4.1.2.管理设置

管理设置包括人员管理、区域管理、设备管理、用户管理。

4.1.2.1. 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。

4.1.2.2. 区域管理

对监控区域进行划分，目的在于将工厂整个区域划分成若干个小区域进行管理，使管理人员能够准确的掌握到各区域的人员分布情况，从而实现对整个区域的精确管理。

4.1.2.3. 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。

4.1.2.4. 用户管理

用户管理主要实现对用户的密码设置，可重新设定密码，已实现对系统登录的管理。

4.1.3.数据查询

数据查询包括人员查询、轨迹查询、卡低电查询、设备故障查询。

4.1.3.1. 人员查询

人员查询以列表形式显示人员信息，列表提供按姓名、卡号、部门、职务、班组等条件查询。此功能主要实现对某特定人员的查询。

4.1.3.2. 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。

4.1.3.3. 定位卡低电查询

定位卡低电查询提供按卡号、时间段等条件查询。主要实现对故障定位卡查询，已方便更换电池。

4.1.3.4. 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。

4.1.4.地图服务

地图服务包括人员分布显示、设备显示、地图管理、监控配置等功能。

4.1.4.1. 人员分布显示

在地图上实时显示人员分布情况，人员用人员图标表示。管理人员可实时直观的掌握到当前人员分布信息，点击人员图标可对该人员的详细信息进行查看，包括姓名、卡号、部门、职务等信息。

4.1.4.2. 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。

4.1.4.3. 地图管理

当地图需要进行修改时，可对地图进行更换。

4.1.4.4. 监控配置

对需要显示的图标进行设置，可以选择只显示人员图标或只显示设备图标，或者人员图标和设备图标都显示。

4.1.

5.快捷按钮

为便于操作，系统提供常用功能的快捷按钮，以方便操作者。快捷按钮包括：人员监控、查找定位、轨迹回放及综合查询。

4.1.

5.1. 人员监控

实时统计人员分布情况，以区域方式及部门方式进行统计，以列表形式进行