物联网技术应用可视化管理系统平台技术方案书

可视化管理系统平台

技

术

方

案

书

方案编制：燕儿飞飞工作室

2012年4月

一 、系统设计背景

RFID管理系统是以实物管理为特点，以化繁为简为目的的实用管理类软件。管理系统针对管理中经常出现的实物与财务帐目不符的情况，运用物联网技术---射频技术为各单位解决了问题，使单位管理有条不紊，帐物相符。

物联网，顾名思义，就是物物相连的互联网。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网是指运用传感器、射频识别（RFID）、智能嵌入式等技术，使信息传感设备实时感知任何需要的信息，按照约定的协议，通过可能的网络（如基于WiFi的无线局域网、2G/3G等）接入方式，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、控制和管理，物联网应用方向：智慧城市、智能农业、智能交通、智能医疗、智能物流、可视化管理系统、智能工业、智能家庭等。

1.1校园资产管理存在的问题

●资产的标识以纸质标签和漆笔标记为主，资产标识编写工作量大，对操作人员的专业技能要求高，专业性强。

●为保证资产登记和管理管理由帐目与实物一一对应准确无误，需要反复人工核对，工作强度高，工作量大，工作效率低，易产生人为失误。

●资产安全管理主要靠人和管理制度严防死守，安全管理完全处于被动状态。

●单位主管负责人不能够远程实时监控管理博物馆内的资产的实时状态。

●资产管理问题分析。

1.2系统建设的目的和意义

系统建设的目的解决博物馆管理中存管理技术问题，提高博物馆的业务管理能力、提高工作效率、减少差错率,提高服务水平，提升博物馆的综合实力。

建设本系统具有以下的意义：

●RFID资产”电子身份证”,使资产标识、鉴定及防伪简单易行；

●资产信息的非接触自动采集，大大降低了资产管理信息采集的工作量，提高了工作效率，将人为操作失误降到最低；

●为资产保护和管理提供先进高效的技术管理手段，将传统的人工被安全防范，变为计算机自动技术安全防范；

●提升校园的现代化校园形象；

●提升校园综合竞争力；

●推动管理创新实现经济效益提升；

●为主管领导提供了一个远程实时督查管理平台。

二、系统建设原则：

安全保密、方便工作 ：

系统采用有效可信的安全措施，针对标签唯一ID特性，实现系统的多层次的安全控制，正确处理安全保密和方便工作的关系，对资产资产（入库、出库、盘点、移库、维修保养以及出让等）进行全程跟踪管理；快速实时生成各种统计分析报表，校园相关负责人可以通过网络远程处理馆内工作；上级主管部门也可以依据权限远程查看相应的数据。把强化技术手段与健全管理结合起来，建立完善相应的安全保障体系和防范机制，确保资产的合理、安全使用。

先进性、开放性：

系统建设采用先进的成熟技术，建立严密、体系化的系统管理、应用平台，具有良好的分层设计，整体系统扩充性能良好，以满足信息化不断发展的需要。

可用性、可靠性：

系统在设计开发时，充分考虑到具体情况及使用操作，不但要理论上可行，更重要的是实际上可用，更好地适应工作需求。同时要把故障率降到最低，确保系统稳定可靠，系统提供了容错设计，具有故障检测功能。系统采用成熟的、稳定的、嵌入式硬件架构天然的防病毒，完善技术设备，系统具有一致性、升级能力，能够保证全天候长期稳定运行。在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完整的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。

高效性、性价比高：

系统性能指标高，软硬件性能充分发挥，资源利用率高。在技术和价格的平衡中，优先考虑技术达到应用要求，并且具有先进实用性。同时，控制系统的整体造价在合理的范围之内。

三、设计依据

GB4943-95 信息技术设备包括电气设备的安全

ISO/IEC DIS97-2 标准的三次DES加密要求

四、系统特点

●应用RFID技术，实现资产（入库、出库、盘点、移库、维修保养以及出让等）全程跟踪管理。

●实现入库、出库、转移、盘点实现资产识别自动化。

●从实物角度和物品帐相对比，互相对应，从真正意义上做到帐、卡、物相符。

●可视化的信息管理平台，为用户及时掌握资产情况，实现对资产的跟踪管理。

●特有物品3D定位，可以根据具体现实中的房间定制3D可视化界面，采用3D效果图作为资产库房背景，并且资产的实景图可以自定义、位置以及所需资产信息等用户可自定义。与现实情况融为一体，更体现了软件方便、灵活直观的特性。

●整个系统特采用RFID技术，与传统条形码有质的区别。如：不需要光源，甚至可以透过外部材料读取数据，使用寿命长，能在恶劣环境下工作，能够轻易嵌入或附着在不同形状、类型的产品上，读取距离更远，能够同时处理多个标签，从而可进行实时库房资产盘点，最大程度上减少了人力消耗，节约时间，更节省成本。

●整个系统配置ZIGBEE无线传输模块，使读卡器采集到的资产数据通过ZIGBEE模块无线传送到系统，解决了现有校园建成后需要施工布线的麻烦。由于ZIGEE是无线自组网的模式，使整个系统组网更加灵活。

●可实现资产的离位通知或报警，将RFID读卡器的读取距离设置到一定的范围。在未授权的情况下，当资产离开了读卡器的可读范围时，由于该资产信息的丢失，上位机软件读取不到该资产的信息，就会触发一种条件，用户可根据策略设置执行任务，如发短信告知，或语音提示播报等功能。

五、系统软件介绍

5.1系统功能结构：

5.2系统软件功能介绍：

1．校园资产管理实行全程跟踪，其中包括资产的新增、转移、退出，借用、领用情况，资产的维修、保养、检测情况以及历史资产信息查询等功能。

2．自定义多种权限功能（按单位、部门、管理人、资产的分类、资产存放地）；

3．提供了单条和批量新增、转移等资产信息的功能；

4．提供了强大的自定义提醒功能，显示了对到期应归还资产，维修时间到期、保养、检测时间到期进行提醒的功能；

5．提供了动态查询和自定义动态查询模版的功能；

6．提供了丰富的统计报表和动态查询结果导出成 Excel或文本的功能；

7．提供了对资产来源、鉴定机构、维修单位等管理功能；

8．提供了资产离位远程报警功能；

5.3系统主要功能包括：

●基础信息管理

主要是管理最基本信息，为系统提供基础。主要有部门管理、类别管理、来源管理、职员管理等基本信息的增加、修改、删除、查询等。

1)部门管理

对资产归属部门进行增加，修改，删除管理。归属部门可以按照实际情况划分为三级。第一级为校园总负责馆长，第二级和第三级根据相应的部门划分进行管理。系统可以灵活的定义部门代码和名称，灵活的增加减少部门，增加减少下级部门，而不是把部门固定了，不能变动。

2)资产分类管理

对资产的类别进行处理。用户可以增加新的资产类别，也可以删除不使用的类别。在每个类别中可以设置小的类别，便于对类别进行细分。系统可以动态增加和改变资产分类类型。

3)资产来源管理

在增加资产时，可以定义资产来源。来源方式一般有：购置、调拨、调配、赠送、调动转入等。

4)资产减少管理

对资产减少方式进行管理，资产减少的方式一般有：报废，报损，借用，转出。

5)职员管理

管理维护不同资产的人员信息。包括单位、人员代码、人员姓名等内容。允许增加、修改、删除、查询人员。

●系统维护

    主要对系统的安全、数据进行处理。包括用户及权限管理，数据备份和恢复等。

1)用户管理

增加、修改、删除使用软件的用户。只有增加到用户表中的用户，才能够进入系统，进行相应的操作，否则，系统拒绝进入系统，这样可以有效地防止非法的用户进入系统，破坏或盗取数据。

2)权限管理

对增加到用户表的用户赋予一定的权限，使用户能够进行权限内的相应操作。防止用户修改或察看不应该知道的数据和信息，增加系统的安全性，保证数据的准确性。

3)数据备份

备份数据库，保证数据的安全性。用户应当定期进行备份。备份的数据，应当刻录到光盘中，利于数据的保存。

4)数据恢复

当数据由于意外等因数发生错误时，用户通过备份的数据进行恢复，保证系统的正常运行。

●卡片管理

    校园资产实行统一领导，分级管理，责任到人，权责分明的原则。主要包括资产卡片的建立，卡片设置等。

1)卡片初始数据录入

录入初始的卡片数据。对已经存在的资产进行录入。录入时根据情况设定相应的卡片信息，打印建立文本档案。

2)批量录入

录入一个卡片后，选择批量，输入批量数量后自动生成其他的卡片。便于快速地录入同一种资产。

3)批量录入后可通过手持设备移动录入处理修改

对大批量的同类商品，可以批量生成大量卡片，当卡片粘贴到资产上并且资产被分配到不同位置和不同管理人手中以后，可以通过手持设备修改资产属性并导入到系统中，大大提高工作效率。允许修改的资产属性可用户自行定义。

4)日常业务处理

✓资产增加

根据不同资产来源，登记填写资产卡片。增加的方式有：

购置：对新购置的资产，登记资产卡片，填写《入库通知单》，凭此登卡核销。

调拨：对于配发资产，凭《资产调拨单》登记资产卡片。

其他来源转入：对于新增资产，填写《入库通知单》，凭此登卡核销。

●盘点管理

 资产盘点支持使用手持移动设备快速和准确清查，移动终端盘点一改以往手工盘点、人为校验的落后操作方式，将数据终端的数据与数据库中的数据进行核对，对正常或异常的数据做出处理，得出库房资产的实际情况，并可进行实物信息现场转移操作，准确率高，劳动强度低，可按单位、部门、地点等生成盘点统计，盘盈统计、盘亏统计及盘点差异统计等多种报表，并提供报表打印功能。

●查询分析

1)资产卡片查询

在册固定资产卡片进行查询。

报废资产卡片进行查询。

2)资产变动单据查询

查询新增资产汇总和明细表

查询报废资产汇总和明细表

查询资产增加单据明细

查询资产减少单据明细

查询资产调拨单据明细

查询资产变动情况明细

3)资产帐簿

查询并打印资产登记簿

查询并打印单个资产明细帐

查询并打印资产部门、类别明细帐

5.4系统软件配置：

现代化的RFID管理系统主要针对传统的管理中所面临的诸多问题，采用RFID射频识别技术、计算机处理技术、互联网通信技术等信息化技术，对库房的管理实现信息自动化识别、新增、调拨管理、分类、自动化/半自动化盘点、准确定位、报表自动输出等相关操作。

采用可视化RFID管理系统目标实现：

● 及时、可靠的定位资产的所在位置区域

●对移动资产进行定位报警

● 非接触自动识别显示属性信息 

● 采用自动化/半自动化的识别方式，提高盘点的准确性和操作效率

● 实现资产数据的网络实时共享和管理，根据需要完成报表输出

● 建立一个统一的信息平台，提高资产库房监管的水平

七、建设方案

校园RFID数字化综合管理系统，是在深入研究校园信息化建设中所遇到的信息化技术问题，在总结了各类可视化解决方案优点的基础上，基于RFID自动识别技术，结合移动计算和无线网络技术,为资产发放专门的“RFID电子身份证”，通过对“RFID电子身份证”的自动实时识读，管理流程的自动处理，是一套专门为数字化校园量身定做的信息自动化同步系统，成功解决数字化校园先前所遭遇的动态实时管理方面的技术难题，实现实物状态与数据库中的对应信息完全同步化，整个管理系统准确、高效、快捷。

通过这个管理平台校园可以实现对展馆内和库房内资产放置的位置和库房环境变化进行实时动态追踪、监测；对资产整个管理流程（包括资产的入库、出库、盘点、移库、维修保养以及出让等）进行全程跟踪管理。

7.1系统方案设计规划

校园可视化管理系统可实现以下功能：

1安防系统管理：

●为库房安装门禁系统，实现对进出库房人员授权、登记、查询）

●为库房安装视频监控系统，实现对进出库房人员视频录像管理

●为库房安装红外监测系统，实现对进出库房人员及时通知报警

2库房环境实时监测管理（对库房环境情况，如：温、湿度，漏水，环境设备情况等进行监测）

3资产实时监测管理（对库房资产实时盘点，资产RFID卡数据丢失实时报警）

1）对于资产价值不高或较大物品，可采用无源RFID读写器和标签设备。

安装、放置RFID采集管理设备

在房间门口安放定向读写器，用于对出入库资产进行检测，自动检测并记录物品的出库入库情况。在普通物品贴上RFID电子标签。只要物品通过库房门口，RFID读写器即会马上感应到信号同时立即上传可视化RFID管理系统平台软件。

将物品相关信息用读写器输入至标签中，包括：名称、物理特性、配置、入库日期、价值、负责人、维修保养记录、展示情况等等。

ZigBee无线采集通讯传输：RFID采集到标签数据，通过ZigBee无线传输模块将信息汇总至可视化管理平台软件。

系统软件对标签数据进行记录，分析，比对和判断，当有设备进出库时，只要物品通过或接近门口读写器，读写器即会马上感应到信号同时立即上传到对应计算机上，计算机马上就可判断出具体信息，同时把它显示在电脑显示屏上并做好备份。

管理者也可以根据可视化管理软件平台显示的示意图点击楼中某一位置，系统即会把这一区域物品情况统计并显示出来。从而保障物品的安全和管理。

本地语音报警提示功能

在房间口安装语音告警系统，当有人带出未经同意的物品时，系统将根据预先设置好的报警信息，通过语音播报的形式读出来，向违规人员提出警示。

2）重要物品管理（采用有源RFID采集器和标签设备，实现对资产实时在线监测）

对于重要价值物品可配置有源RFID读写器和标签设备。

在门口安装定向读写器，在房间内安装全向读写器。

在每个楼梯口、电梯口和大楼门口处安装定向有源读写器。

对房间配置门禁系统，采用进出均刷卡方式，根据所记录进入房间人员情况，找到相关设备调移负责人。

在房间内配置红外摄像机，上联接入融智IP视频模块，通过网络接入可视化管理平台软件，实现读卡信息和视频录像双备份。

根据RFID读写器扫描到标签对应读写器位置，判别物品大体方位，便于查找物品。

例：如上图所示，资产从三号库房出库，①号资产运抵至二号库房，02号RFID读写器迅速识别并记录，软件提示用户资产有增加。②号资产运抵至一号库房，03号RFID读写器识别并记录。③号资产从电梯进入，04号读卡器识别记录，物品抵达一楼，从一楼搬运出，05号读卡器记录。③号资产从三号库房搬运至一楼出大楼，轨迹可通过安装在不同位置RFID读卡器进行记录。

每个资产可根据用户需求对设备离开相对应RFID读卡器，进行短信通知报警功能。

八、系统实现方式介绍

8.1 RFID技术

8.1.1 RFID的概念 

RFID (Radio Frequency Identification，无线)是一种非接触式的自动识别技术，于1948年1O月被Harry Stockman提出，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。RFID技术主要应用在电子物品监视、物流控制系统、定位系统、运动计时、身份证及护照、汽车防盗、动物管理、商品防伪等领域。

8.1.2 RFID系统的组成

RFID主要由电子标签、阅读器和射频天线组成。电子标签即射频卡，由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信。阅读器主要用于读取(在读写卡中还可以写入)电子标签信息。天线主要在标签和阅读器间传递射频信号。可以通过阅读器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接，进行数据交换。

8.1.3 RFID系统的工作原理

阅读器通过射频天线发送一定频率的射频信号，当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，电子标签获得能量被激活；电子标签将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从电子标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码，然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。

8.1.4 RFID与传统条形码技术优势

8.2 ZigBee无线组网通讯技术

8.2.1 ZigBee起源

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

8.2.2 ZigBee技术特点

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

8.3 基于ZigBee技术的RFID系统网络构建

可视化管理系统使用ZigBee无线通信技术，RFID实时采集功能可以实现对物品和环境的统一监测管理，在物品盘点和日常管理中的某些关键环节上，将RFID技术引入可视化管理的应用中，充分发挥RFID优点，构建成一个适应性更强、安全性更高、数据信息更可靠的可视化管理系统。

RFID读写器与ZigBee无线通信技术结合，从而使多台RFID读写器无线联接组网，实现数据的多点无线采集和传输的目的，最终形成一个基于ZigBee技术的多点自动识别、智能无线组网和RFID识别系统。

可视化管理系统主要功能是借助于RFID的优势对资产在每一个节点进行监控管理。通过建立集中化、科学化、规范化、标准化的管理体系，实现管理的信息化、网络化，提高管理水平和效率等方面上有着重大的意义。系统先进性管理系统与先进性自动识别技术（RFID）相结合加快了数据收集的准确性、提高数据收集的效率。从而保证帐物相符、帐帐相符。

可视化管理系统采用C/S为主，B/S为辅架构，可通过客户端访问，基于强大的分布特性，可以随时随地进行查询、浏览等业务处理。大大提高用户使用的方便程度及交互能力。

九、主要设备基本介绍  

9.1监控管理服务器：

∙： 2U

∙CPU类型： 

∙：2.13GHz 

∙：1颗 

∙CPU核心：四核 

∙： 

∙：146GB 

∙内部硬盘架数：最大支持8块2.5英寸热插拔SAS/SATA硬盘 

∙：DVD 

∙：集成双端口千兆网卡

9.2 RZ-S8800W嵌入式管理监控工作站：

∙宽压、宽频双电源冗余配置

∙内置30min后备续航电源

∙8路RFID读卡器、zigbee网关数字总线通讯接口

∙1路100Base-T RJ45以太网口

∙1路wifi无线上联接口。

9.3 GSM短信模块： 

∙双频GSM外置调制解调器

∙EGSM900/1800Mhz或EGSM900/1900MHz 

∙体积小及耐震铝外壳 

∙已通过GSM Phase2＋技术标准的所有认证话音，短信息，传真及数据传输 

∙双频GSM调制解调器（EGSM900/1800MHz或EGSM900/1900MHz），适用于数据，短信息等，其设计及开发符合ETSI，GSM等。 

∙输出功率：Class4(2W@900MHz) Class1(1W@1800/1900MHz) 

∙输入电压：10V～15V 

∙温度范围：－20℃－+55℃工作状态 －25℃－+70℃保存状态

9.4 有源RFID读卡器：

∙智能型2.4G超高频有源RFID读卡器

∙100张有效冗余读卡容量

∙RS485工业数字总线上联

9.5 有源RFID标识标签：

∙

2.4G超高频有源RFID标签卡

∙压敏防拆

∙15米半径无遮挡读卡

∙2万小时续航

门禁控制器技术指标：

●控制两个门，

●进出读卡双向控制,

●带12V 12Ah 后备电源

●2万张卡管理权限,

●10万条脱机存储记录,

●RS485/232通讯，

电磁锁技术指标：

●300公斤力（600磅）

●带门磁闭锁信号

●工作电流300mA

读卡器技术指标：

●国际标准wiegand 26bits

Unbuff格式信号输出,

●传输距离可达100米,

●带声光控制.

●带密码键盘

出门按钮技术指标：

●86mm*86mm 标准底盒尺寸

●亚银光铝合金面板色 

闭门器技术指标：

●86mm*86mm 标准底盒尺寸

●亚银光铝合金面板色

9.6门禁系统

9.7 Zigbee网关：

∙无线频率：2400-2485M 2.4G ISM免费频段

∙10频段

∙无线速率：固定250K

∙设备天线：2.4G SMA外置天线

∙网络结构：星型、链型、树型、网状网

∙发送模式：广播发送或目标地址发送

∙输入电压：DC-5V

9.8无源RFID设备读卡器：

∙双通道2.4G超高频无源RFID读卡器

∙读卡距离2-6米

∙100张有效冗余读卡容量

∙RS485工业数字总线上联

9.9无源超高频RFID物品标签：

∙2.4G超高频无源RFID标签卡

∙读卡距离2-6米

9.10 RFID手持读写器：

∙操作频率：2.4GHZ

∙通信端口：1个RS232接口

∙无线通讯：GPRS模块（选配）；WIFI模块（选配）

∙识别速度：100个标签/秒

9.11视频IP模块：

∙单路100Base-T RJ45以太网

∙单路D1视频H.2数字视频监控接口

∙720×576分辨率数字化压缩编码

∙云镜推拉摇移控制接口

9.12红外半球摄像机：

∙分辨率：480 TV线

∙最低照度：0.01Lux (IR红外灯开启)

∙红外可视距离7m

∙内置定焦镜头

∙SSDR (动态暗区补偿)

∙支持同轴视控

∙DC 12V 输入