RFID人员、车辆智能管理系统解决方案

1、系统概述

随着经济的发展，企业人员规模及私有车辆数量也在不断扩大，进出企业的人员结构日益呈现出多样化特点，如进出车辆数量大、出入频率高等，给人员管理、车辆管理、进场、出场管理工作都带来了极大的困难，由于传统手工记录管理的模式存在着效率低、人为干预多、信息容易丢失、无法实时交互等问题，使人员的管理工作无法实现真正的信息化、科学化。

本系统正是针对企业人员出入与车辆出入管理等问题提出的基于RFID技术的系统解决方案。通过不同的标签类型和权限设置，应用于企业人员出入管理及信息的识别检验，同时实现进出车辆的智能化管理，以进出公司/企业的送货车辆、固定车辆、临时车辆为服务对象，达到进出用户的方便、快捷、安全，管理科学高效。既能提高工作的效率，又能提高数据的及时性、准确性和共享程度。

2、需求分析

2.1硬件设备要求

高可靠性设计：产品设计要遵循24小时不间断运行原则；进行周到的电磁干扰防护与静电防护；采用模块化设计，且各个模块之间的连接简单、一致；数据通讯采用国际标准，差错控制严谨；控制机的内部电源进行DC/DC隔离，提高产品的抗干扰能力和系统的稳定性；

　　环境适应性强：产品要选用工业级器件，适应恶劣、复杂的工作环境；结构件结实牢固；使用寿命不低于五年，防锈、防爆处理完善；通风、散热、抗震、防潮防讯措施严密有效，系统能支持三级防雷功能，能对感应雷也很好的防御能力；

　　设备质量可靠：设备采购、制造、检测、安装调试都遵循严格的质量管理与控制要求；

　　系统硬件设备模块化设计采用分布系统，便于以后子系统增加和功能的增加，计算机设备的各种资源保留充分的余量；软件的设计采用子系统和功能的模块化，子系统和功能的增加只是模块的增加；系统的设计保证以后因技术调整和通道口的增加而不进行大规模的调整。

　　硬件设备模块化设计，降低维护成本并保障维护的及时可靠；软件的设计采用功能模块化设计，便于各个子系统和子功能的维护，程序结构清晰明了。

　　2.2系统的安全性

　　系统要采用严格的分级管理技术，操作口令和智能卡验证网络权限设计，双重认证，有效地避免非法越级操作，各级的管理通过客户的要求来定义；

　　对于所有的数据文件都有保护措施，对于数据的建立、修改、删除以及查询都应有授权，以防止对数据的非法操作；对于原始数据的修改及删除均有日志文件进行记录以便日后核查。

　　2.3管理操作合理性

　　选择友好的中文操作界面，保证操作人员易学易用；

　　将显示屏幕划分不同的区域，如：状态显区域、操作区域、操作提示区域等；状态显示区域的某些内容可以用图形的方式直观地进行显示；对于常用的操作，其显示的内容突出、加大；

　　当系统出现报警时有声音提示，监控中心处显示报警的区域及状态区监控画面。当系统或某一设备出现故障时，投标方提供应急处理措施，系统恢复后对发生故障期间本地特殊处理的记录。

　　通过简单的鼠标点击，可以轻松的进行系统设置，方便用户对各种功能的设置等；

　　万能查询功能可以通过一个条件或多个条件相组合，对系统使用情况及相关资料等进行查询，并能够按照客户的要求生成报表或方便其他系统调用的电子报表；

　　提供各种统计资料以不同的报表形式输出，提供任意形式的查询并以报表形式输出；

　　保留国际标准的接口，厂区大门门禁监控软件要设计开发和上述概念设计所需要的接口，同时开发和企业现有的协同管理系统的接口，便于系统扩展。

　　3、系统方案设计

　　3.1系统建设目标

　　基于高扩展性、多兼容性的模块化设计思路建立多功能监管软件平台

　　建立规范、统一的人员管理机制

　　通过每人一卡的多功能多领域管理达到高效、准确的人员管理，做到方便于公司方便于个人。

　　非常立安全、可靠的车辆管理体系

　　通过对RFID和视频抓拍结合识别达到对厂内车辆和厂外车辆的区分，并做到车主和车辆对应识别；通过道路监控规范车辆在厂内的交通行为。

　　3.2系统工程技术

　　3.2.1RFID技术

　　1)、人员、车辆RFID卡采用915MHz和13.56MHz整合的复合卡，数量4100张，长距离有效读取距离不小于10m。

　　2)、RFID卡内存容量至少1024bitsEEPROM内存，可进行读、写、擦除再写操作。用户可对指定字区永久写保护，使应用系统安全可靠。用户可以加密码存储数据。

　　3)、内存可反复擦写100,000次以上，有效使用寿命达十年以上。

　　4)、标签具有一定的防拆功能,可以将企业LOGO印刷在上面，人的卡要便于携带，车的卡要便于检测、存放。

　　5)、RFID卡要采用二进制树防冲突协议，防冲突，允许工作区内有多个标签时的可靠读写。

　　6)、读写器采用国际通用的接口，平均读取32Bits要小于10ms。

　　7)、人行通道系统的读写器可以脱机记录，最少记录1.5万条。

　　8)、读写器可以读取不同厂家的RFID卡，具有通用性，。

　　9)、天线功率可以在12-36dBm可调，以增强读取的有效距离，至少每秒同时读取40个标签。

　　10)、天线要具有跳频抗干扰功能，能够抵抗恶劣的环境，防雷等功能。

　　3.2.2进出通道系统分析

　　1)、XX工程项目目的是为了加强进出企业的人员、车辆管理，保证生产的安全，资产的安全，限制无关人员的进入。能够及时发现无卡人员和未授权人员通行，报警，拍照并可以手动视频监控跟踪人员、车辆进出的运行情况。对于外来车辆和人员，需要在企业办证处办理登记，交规定数额的押金后，将人员相关的信息输入RFID卡后开通相应门禁权限，并告知可以在特定的区域内活动。人员离开时交回RFID卡则退回相应的押金。

　　2)、在进出企业的通道处控制灵敏，检测可靠、动作迅速、报警快速。

　　3)、各公交车场大门通道技术参数如下：

　　人行通道：3.5至4m，车辆道路宽度：18m左右。人行通道门里外都至少有5×5m以上的空地。

　　大门口全景

　　人行通道路貌图

　　4)、全市15个公交车场大门口通过的高峰期为上下班时间，平均大约500人通过，交通工具有自行车、汽车。

　　5)、每个大门通道分为人行通道、车辆通道通道组成，通行原则为右侧通行。人行通道采用单侧双通道，两通道宽度可以允许自行车推行出入;汽车通道采用双杆对开起降方式，打开时间不高于1.8秒。

　　6)、主大门通道车辆道闸配置车牌摄像机和车型摄像机（全景摄像机），车型摄像机同时做为视频监控的摄像机，监控车道的运行情况。开闸条件为系统检测到车内人员卡、非保安人员卡时保安手动控制开闸，对于车牌摄像机识别准确、快速，车型摄像机进行通行拍照，保证夜间拍照质量。

　　7)、每个大门人员通道单侧双通道，采用13.56MHz频率卡读卡授权，通道设置一台摄像机，报警拍照，摄像机同时做为进出监控摄像机。

　　8)、机动车上人员通过915MHz天线进行检测统计，只做为车内人员检测判断条件。

　　9)、每个大门通道配置：车辆道闸、车牌摄像机和车型摄像机（全景摄像机），车型摄像机同时做为视频监控的摄像机，监控车道的运行情况。开闸条件为系统检测到车内人员卡同时非保安人员卡时保安手动控制开闸。车牌摄像机识别准确、快速，车型摄像机进行通行拍照。道闸采用两边安置。杆长4米，打开时间不高于3秒。机动车上人员通过915MHz天线进行检测统计，要求统计准确、及时。

　　10)、进出每个公交车场大门通道人员单侧双通道，满足人员进出的需要。通道设置一台摄像机，报警拍照，摄像机同时作为人员进出监控摄像机。人行通道和机动车道设置隔离栅栏进行有效的隔离。

　　11)、人行通道系统采用手动刷卡方式进出，交规定数额的押金后，将人员车辆相关的信息输入RFID卡后开通相应门禁权限，并告知可以在规定的区域/公交车场内活动。人员离开时退回相应的押金和RFID卡。在设计时要统一考虑外来人员、车辆在RFID登记和退还时的场地。

　　12)、企业各进出通道中人员通道采用摆翼动作，门翼摆动速度小于0.6秒。

　　13)、人员通道可以故障自检并提示，可以防止尾随功能，闯行报警功能，可以统计进出人员相关的信息。

　　14)、人员通道具有自动复位功能，当刷卡后一定时间没有通过，系统就会自动复位，间隔时间可以自由设定。

　　15)、人员通道可以设定多种通行模式或限流模式，也可根据时间设定不同的动作模式，如白天常开模式，夜间常闭，左侧通行右侧关闭等。

　　16)、人员通道通行指示灯准确、明亮，在强光下能够清楚指示。

　　17)、人员通道断电后具有可以设置自动打开功能。

　　18)、车辆通道可以遥控打开道闸。

　　19)、车辆通道闸起杆动作时间可以自由设定，最长动作时间见上述要求。

　　20)、车辆道闸至少具有过流保护、无极调速、行程保护、走车落杆功能、防砸车功能。

　　21)、车辆道闸可以分别随意设定延时打开或关闭的时间。

　　22)、车辆管理可以进行图像比对，检测核对车辆及号码，防止车辆失窃。

　　23)、监控中心（图中8示范举例）设在企业中心机房，监控进出15个公交车场大门的人行通道、车辆通道整体运行情况及各通道的单独运行情况。

　　24)、数据传输采用模拟信号，经光端机转换后进入全公司/企业光纤网络。

　　25)、摄像头像素不低于460线。

　　26)、摄像头能支持夜间摄像，进行夜间补光，拍照闪光灯要求运行良好，动作可靠。

　　27)、可以远程控制摄像头,摄像头可以全程手动跟踪嫌疑人员或车辆。

　　28)、影像数据能够保存不低于20天。

　　29)、监控点的安装大方合理，设备安装整齐。

　　30)、监视器采用2台21英寸彩色监示器。

　　31)、硬盘录像机能够采用MPEG4或H.264压缩算法将图像信号录制，采用16路数字硬盘录象机。录像系统采D1格式。

　　32)、监控中心配置视频矩阵，视频矩阵采32路输入，16路输出。能够对所有的前端摄像机视频信号进行切换。

　　33)、监控中心设置报警接收控制装置，能够与相关摄像机实现报警联动。采用声光报警装置。就地控制室内接收就地报警信息并声光报警。

　　34)、每个公交车场大门的人行通道、车辆通道分别使用车型摄像机（枪式）和人员通道摄像机（枪式）进行整个通道的摄像监控同时单独设立整个区域的监控摄像机。

　　35)、监控数据的删除、变动需经过授权人员操作，保安人员无权修改监控数据，只能查看。
　　3.2.3软件功能需求分析

　　1)、采用SQLserver或Oracle等大型数据库。

　　2)、安监防护系统应由如下子系统组成：基础数据管理、人行车辆管理系统、道路监控系统。基础数据管理、人行车辆管理、道路监控及和企业现有应用系统接口本次开发实施，其它模块提供接口并提供代码。

　　3)、为确保RFID人员、车辆智能管理系统与现有业务系统及未来上线业务系统的无缝接口，确保数据的完整性和一致性，避免信息孤岛，软件设计方法应遵循SOA设计方法、标准。

　　4)、企业主干网络为千兆网络，办公网络为百兆网络。（按企业实际情况填写）

　　5)、服务器采用IBM品牌，配置个CPU（多核折合单核CPU后主频为3.0G）、4G内存，15K转3.5英寸300G×6，双电源，支持Raid0、1、3、5，硬盘数据记录不低于20年。

　　6)、监控系统的录像记录时间不低于20天，拍照信息记录在不同的位置，便于查看管理，数据图像存储要求采用一定的压缩技术。

　　7)、车辆图像对比功能，将待通行的车辆信息与卡片内的图像信息进行对比，确认车辆信息正确后放行。

　　8)、快速记录报警图像并可方便查询。

　　9)、记录开闸信息并确认。

　　10)、软件系统（含监控）支持两地及以上同时查看管理，可以授与不同的操作权限。软件支持工作站管理，可以灵活的控制系统，达到快速反应。

　　11)、软件支持工作站的查询及授权后的管理功能。

　　3.3车辆通道管理系统

　　3.3.1系统设计特点概述

　　提供方便、快捷的通行能力，对进出企业的车辆进行自动识别。

　　具有图像对比系统，对进出车辆信息进行比较；支持车牌图像识别功能；支持一车一卡识别功能，保障车辆安全、防止车辆被盗。

　　对临时车辆设置合理权限和功能。

　　显示人员及车辆通过的信息，也以可根据需要自行设定重要客人的欢迎语。

　　具有防砸车功能，具有手工开闸功能，对手工开闸动作有准确记录，并能记录开闸期间车辆通过情况。

　　权限许可的情况下可在主控服务器上随时可以查阅公交车场的所有信息，修改所有参数。

　　系统高度安全、可靠，对车辆出入口的异常情况实时监控及自动报警，在脱网能正常工作。

　　3.3.2系统概要介绍

　　在每个公交车场大门口安装本车辆通道管理系统，车辆采用左进右出，系统判断车辆信息正确，自动道闸开启，车辆正常通行，车辆通过防砸检测器后，自动道闸关闭。如系统判断车辆信息错误，自动道闸关闭，阻止车辆正常通行。对于外来车辆和人员，需要在企业办证处办理登记，交相关的押金后，将人员车辆相关的信息输入RFID卡后开通相应门禁权限，才可以通过相应的道闸，在要求的区域内活动；人员离开时退回相应的押金和RFID卡。从而实现企业全市公交车车辆出入的有效性管理和自动化管理。

　　项目设备实施均采用顶装，在路两边岗亭处设立立柱，然后设置横杆向左右延伸，将RFID设备和视频抓拍设备以及补光设备固定于横杆上，并调节摄像机抓置和RFID天线辐射位置，使RFID采集信息和摄像机采集信息的时间间隔最短；地感线圈设置在抓拍区域和RFID识读区域的前端，保证车辆经过地感线圈后车辆立即进入抓拍区域和RFID识读区域。系统按一进一出双向车道进行设计。

　　3.3.3系统工作流程

　　系统分为入口流程与出口流程。

　　入口部分

　　入口部分主要由入口远距离读卡器(包含固定读写器和读写器天线)、自动路闸、车辆检测线圈、车辆检测器和车牌抓拍设备（包含抓拍主机、摄像头和补光设备等）组成。建议在距离门口15-20米处放置临时车辆办卡手续提示牌，以利于公交车场门口的管理。

　　有固定卡的车辆进入公交车场时，设在门外车道下的车辆检测线圈检测车到，触发特写摄像机，摄像机对车牌进行抓拍，同时RFID开始发射信号捕捉车辆卡，系统自动判断车辆卡信息和摄像机抓拍的车牌信息是否一致，信息一致说明是本单位的车辆并车车主是驾驶人本人；当信息不一致是说明车主不是驾驶人本人，此时系统给予声音和LED显示屏提示，由工作人员上前检查；当3秒钟内无车辆卡信息系统得到的只有摄像机抓拍的车牌信息时说明此车非本单位车，系统给予相应的语音和LED屏提示，并由工作人员上前处理；对于合法车辆系统自动抬起挡车器，车辆经过后地感线圈回传系统信号提示落杆，车主将车停放在停车场，取卡下车。

　　临时车进入厂区前，须到办证处办理手续，由办证处工作人员发给临时卡和卡座，然后将其固定在前挡风玻璃右上角，在按正常流程进入厂区。

　　出口部分

　　出口部分主要由入口远距离读卡器(包含固定读写器和读写器天线)、自动路闸、车辆检测线圈、车辆检测器和车牌识别设备（包含抓拍主机、摄像头和补光设备等）组成。

　　有固定卡车辆离开公交车场时，设在门内车道下的车辆检测线圈检测车到，触发特写摄像机，摄像机对车牌进行抓拍，同时RFID开始发射信号捕捉车辆卡，系统自动判断车辆卡信息和摄像机抓拍的车牌信息是否一致，信息一致说明是本单位的车辆并车车主是驾驶人本人；当信息不一致是说明车主不是驾驶人本人，此时系统给予声音和LED显示屏提示，由工作人员上前检查；当3秒钟内无车辆卡信息系统得到的只有摄像机抓拍的车牌信息时说明此车无RFID卡有可能是盗窃车辆，系统给予相应的语音和LED屏提示，并由工作人员上前处理；对于合法车辆系统自动抬起挡车器，车辆经过后地感线圈回传系统信号提示落杆。车辆离开后再到办证中心退还RFID卡，取回押金。

　　3.3.4系统组成

　　RFID数据采集系统

　　本系统采用无限射频识别RFID技术对车辆信息进行采集，RFID的只要优势在于远距离识别、RFID标签防伪、存储容量大等特点，系统车辆管理采用915MHz超高频固定设备，标签18000－6B卡标签，标签设计为915MHz和13.56MHz双频卡，车主上下车应插卡和去卡，卡通过卡作以一定方向和角度固定在车辆档风玻璃处，天线采用大功率12dB天线，可识读距离大10米以上，基于安装的方便性和成本考虑读写器和天线可以有两种选择：

　　1、读写器和天线分体式，本项目可以设计为一托二，即一台读写器连接两台天线；

　　2、读写器和天线一体式；

　　读写器天线一体式机要求每个车道要配一套，这样成本高，采用分体式设计的话两条车道公用一台读写器，无论那个车道有车经过，系统都可以判断是那个天线采集到的信息从而判断车辆的进出。

　　LED提示系统

　　本项目采用LED显示屏为信息提示设备，屏幕设计1.5×2M,划分为不同区域，包括状态显示区、操作区、和提示区。显示信息包括车辆信息，人员信息，领导欢迎语，天气预报等。

　　LED屏满足户外等级，做防风，防雨，防雷处理，大门通道为一进一出，所以系统设计在公司大门处设立2块显示屏，每块屏显示一个方向的车辆和人员信息，同时LED屏内集成语音柱，当系统出现故障时伴有语音提示，故障和错误显示在显示屏的状态区。

　　车牌抓拍识别系统

　　固定点超速抓拍系统主要分为两个关键模块：一是超速抓拍模块，主要完成对车辆的记录；二是车牌自动识别模块，实现在无人工录入的情况下，在图片中的车牌信息提取出来，供数据库保存、查询。系统对两个模块进行最合理、最优化设计，使其相互配合、响应都达到无缝结合的最佳效果，因此，它们的运行效率非常高。

　　程序设计为抓拍优先于车牌识别，只要车辆超速，便一个不漏地抓拍下来，然后进行牌照识别。

　　系统的合理设置为抓拍优先，当不可能进行车牌自动识别时，系统也要完整地记录其违章过程，提供给执法管理人员予以备案、查证。然后，再通过人工手工录入方式输入车牌信息，甚至删除没有车牌信息的违章记录。

　　每个车道设置全景摄像机、特写摄像机各一台。大门口内安装一台高速智能球机，对厂区内部的车辆进行监控。

　　系统补光技术

　　为了保证夜间的拍摄效果，我们采用了对特写摄像机进行补光。为防止对驾驶员行驶造成影响，我们选择了LED灯冷光源灯具，有效避免了闪光灯等由于频闪使司机产生眩目而引发追尾等交通事故。

　　从系统的稳定性及安全性角度考虑，我们采用的补光技术摒弃了传统的分体式设计（LED灯与摄像机分开），将LED灯与特写摄像机集成在一起，专门用于车牌识别系统的前端摄像及补光设备。它可以根据环境的光线变化特点智能地调节摄像机的光圈、快门、增益等曝光参数，与特写摄像机实现同步主动补光。

　　夜间补光效果

　　LED灯不仅在夜间可以起到很好的补光作用，在白天摄像机逆光时，也能起到良好的补光作用。

　　白天逆光补光效果：

　　临时车辆和人员发卡系统

　　对于临时车辆、和临时来访人员，系统会为车辆或人员发放临时卡，临时卡由办证中心工作人员或门口保安人员写入车辆和人员信息并发放同时收取卡押金，临时卡可以做限权、限时处理。

　　对于临时车辆，车主在进门之前应将车停在路边临时停车区域，以防阻碍其他车辆正常行驶，停靠后车主下车前往办证中心将车辆信息、去往部门、停放时间等信息告知工作人员办理临时卡；对于临时拜访人员需前往办证中心找工作人员办理临时卡。

　　3.3.5系统安全措施

　　断点续传，数据不丢失

　　系统将检测的车辆信息数据保存在本地的数据库中，同时向后台管理系统传输数据，如果遇到网络故障，则在网络通讯恢复时自动将未传递的数据上传到后台，自动传输、接收数据完全实时、自动化化。

　　系统自恢复

　　主机设备中设置有硬件看门狗，如果系统遇到意外而死机时，则看门狗会自动重新引导系统，进入工作状态；当设备断电后重新来电，系统能自动启动运行并自动加载已设定的工作参数，无需工人操作、值守，保证系统安全运行。

　　多级别权限管理

　　系统从智能化、人性化的角度考虑，为了满足即使用方便，又保证系统数据的安全的要求，设计采用了多级别权限管理功能，根据需要将不同权限级别的客户端设置为不同的使用权限，杜绝了图片数据人为违法修改的现象。

　　操作日志自记录

　　所有的操作均会有详细的日志记录，以防止值班人员的徇私舞弊行为，杜绝图片数据人为违法修改的现象。

　　防雷处理，电路保护措施

　　为防止雷击的损害，系统做了设备（包括控制机、摄像机、辅助光源设备等）的有效接地，采用电源防雷器和视频防雷器等设备，使电子警察设备具备全面的防雷保护。

　　另外，系统还可根据客户需要安装过载、漏电、浪涌和短路保护装置，使用快速熔断器来保护内部电路。

　　3.3.6车辆进出管理系统软件(图片仅为示范说明）

　　软件界面

　　WEB主界面

　　监控界面