智慧城市

2020-03-02 07:02:07 来源：范文大全收藏下载本文

平安城市RFID智能管理解决方案

1.平安城市项目概述

1.1项目背景

自2009年8月温总理提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家战略新兴产业之一，写入政府工作报告，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是美国、欧盟以及其他各国家不可比拟的。我国“十二五”规划明确提出，物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流、金融与服务业、国防军事十大领域重点部署。预计到2015年物联网的产业规模2000亿元。

城市公共设施，人、物整合监控困难。城市公共设施各类多、数量众多，更新、维护越来越复杂；随着社会的发展，城市的资金、人口等越来越密集，人员流动大，交通情况也越来越复杂。管理涉及到城管、工商、交管等多个部门，跨部门的综合协调难。XX县平安城市联网系统的建设，将推动XX县城市管理在城管设施监管和人、车等多方面的智慧化、网络化、无线化和智能化，实现资源整合、功能汇聚、信息共享，提升城市建设和管理的规范化、精准化、智能化水平，加大信息化对城市管理的渗透力度，提高城市管理的精细化水平，降低城市管理的成本，创新城市综合管理模式，建立健全智慧城市管理信息化标准规范和政策法规体系，最终为XX县人民提供更有品质的城市管理。

1.2 需求分析

(1) 如何让城市管理部门和工作人员更加高效快捷的掌握XX县立体化的城市公共设施信息、交通信息、人流信息等。

(2) 如何对故障设施进行快速定位判断及处理排查等工作。

(3) 如何建立有效的平安城市管理系统。 2平安城市联网系统介绍

2.1概况

平安城市联网基础信息采集平台，是由深圳市天地网电子有限公司自主开发的物联网基础服务平台，以射频识别技术（RFID）为主，同时结合了无线传感技术（GPRS）、电子地图技术（SIS）、物联网的核心技术，在城市的公共区域内，通过架设有源 RFID 传感接收设备，对人、车、物等进行信息采集、交换和通讯，使之达到智能化识别、定位、跟踪、监控和管理以及统计分析的目的。该系统由感知层、网络层和应用层 3 个部分组成，天地网将重点关注人、车、物的定位服务。（图1－1 城市联网整体系统结构图）

2.2平安城市联网与RFID

2010年政府工作报告中，首次对物联网（Internet Of Things，简称 IOT）进行了政府层面的定义：物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与物联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。如果我们把物联网的产业链细分为标识、感知、信息传送、信息处理四个环节，则每个环节对应的关键技术分别为射频识别技（RFID）、传感器技术、无线传输网络和智能芯片。由此可以看出 RFID 技术在物联网发展过程中的重要性。 RFID （Radio Freqrency Identification，射频识别）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。其识别过程无须人工干预，而且可以识别高速运动物体和同时识别多个标签，因此其操作的快捷方便是一大优势。 RFID 是一种简单的无线系统，其系统一般由读写器（READER）、电子标签（TAG）和中央信息系统三个部分构成。其工作原理也非常简单：读写器通过主动（无源电子标签）或被动（有源电子标签）方式获得电子标签的信号，解码后送至中央信息系统进行有关数据处理。

2.3应用前景

目前在行业应用领域，RFID 电子标签的使用已经如火如荼，但都是局部性，独立性的应用方案，如无源RFID电子标签应用领域有：身份证、公交卡、电子门票等；有源 RFID 电子标签主要被应用于远距离的身份识别，像高速公路不停车收费系统（ETC）、车辆防盗管理、人员定位等等。如果将这些独立的应用方案整合起来，才算得上是真正意义上的城市联网。在些基础上，我公司研制的平安城市联网系统应运而生。此RFID系统平台具备以下基础的功能：

(1) 身份识别功能：识别静止或移动的人或物的身份；

(2) 地理位置信息：定位城市联网中物的位置；

(3) 状态识别功能：识别城市联网中物的各种状态信息。

(4) 双向通讯功能：实现人与物、物与物之间的双向通讯，

(5) 海量数据处理功能：一次可接收200个信息源。

3.项目意义

3.1系统特色

平安城市联网管理系统立足提高城市管理效率、提升生产经营效益、改善人民生活质量的建设理念，逐步推进XX县城市联网集研发、示范、应用、运营一体化的实用型工程建设。该项目的建成将有利于XX县城市联网规模化地推广应用，促进信息化对城市公共管理和社会服务的逐步渗透，从而形成新的经济增长点。其特色主要有几下几点： (1) XX县城市联网所搭建的系统，不但可以解决城市管理的相关问题，同时它也借助城市物联网的体系，变成了一个广域化、开放式的基础信息采集平台平台。在技术层面，它可以兼容多种物联网技术，有利于从全局着眼攻关物联网的核心技术；在应用层面，该平台同时面向城市管理、产业经营、市民生活的综合应用，将推进社会信息资源跨行业跨区域的交流与共享。届时，也会吸引更多的服务提供商依托平台，挖掘更多的物联网潜在应用。

(2)XX县城市联网RFID管理系统其最终方向是实现物联网的服务运营，包括身份识别、位置服务、信息推送等。

3.2社会效益

平安城市物联网基础信息采集平台系统，旨在推进XX县智慧城市、数字城市的建设。其本着“大系统、小终端”的设计理念-应用物联网基础技术——RFID 技术及其他传感器技术，首先在云南省XX县城布设有源 RFID 传感网络，并以此为平台，以低廉的成本，为城市管理、企事业单位和个人用户提供对公共设施、工作人员、工作车辆、相关资产等的识别、定位、跟踪、监控和管理服务。其产生的社会效益包括但不限于：

(1) 有利于资源整合、功能聚合、信息共享、智能化提升，加大信息化渗透力度，推进全县新信息产业的发展。

(2) 加强对应急处理、防灾减灾、安全生产、城市交通等各个领域的高效管理，不断提升城市的建设水平。

(3) 强力推进物联网与各传统领域行业信息化的互动应用，促进新兴产业形态的形成与优化产业结构的升级。

(4) 有利于降低社会发展成本，提高社会公共生活的效率。改善人民生活质量，为提升智能化、数字化、信息化的城市建设能力提供重要的基础和保障。

3.3经济效益

(1) 吸引服务提供商的进入，扩大业务的有效需求，拉动就业，鼓励物联网信息消费。

(2) 促进社会化增值，推动物联网产业的发展。

(3) 促进互利共赢的投融资模式与商业运作模式的创新，实现物联网产业又好又快的发展。 (4) 有利于整合物联网上下游企业打造完整产业链，推动XX县创新战略的实施与经济的可持续发展。

(5) 节约成本，提高经济效益，为培育新的经济增长点提供需要。

3.4推广模式

(1) 以主要单位为核心，发展多元化服务：如城市出租车管理、城市公交车管理、学校学生安全管理等，打造若干最具市场价值和实际意义的主要单位，以此作为主要的经营服务收入来源，预期稳定的年运营收入不低于1.3亿元，以支撑平台日常运营推广和后续技术研发的开支，形成健康良好的企业经营状态，同时兼顾发展多元化服务，不断提升物联网应用的内涵。

(2) 行业推广、市场调查、需求开发循环进行：市场推广以单个行业应用作为着力点，根据不同行业客户的特性采取合适的宣传推广策略和销售服务模式。

预计的运营模式有：

（1）与中国移动公司合作

合作方式：将标签卡卖与移动公司，结合移动公司充500元话费送RFID标签卡的活动，标签卡上面标注：查询网址、用户名和密码，使用者上网，就可以查这张卡所在的最近位置和历史轨迹回放，也可以设定越界报警和布防、撤防。）

（2）与学校合作

合作方式：提供GPRS基站读写器和平台软件，将标签卡做到学生证里，向学校收取服务费用。

（3）与保险公司合作

合作方式：通过“买保险，送标签卡一年” 活动大优惠，主要以车险为主，车主将标签卡安装在车上，通过物联网的平台，用户名和密码，可以了解到自己车辆的实时位置和历史轨迹，同时可以对车辆进行布防和撤防，第二年起收费服务。

（4）与交通部门合作合作方式：公交部门一次性购买一定数量的标签卡，主要是针对车辆的定位管理，由交通部门下发通知，为了统一管理整个城市的车辆运行，以智能交通为目的，要求每个司机购买一张标签卡安装在自己车上，同时向交管部登记车辆的相关信息。

4.平安城市联网管理平台介绍

4.1平安城市联网管理平台功能

（1）平安城市系统框架（图4－1）

(2) 实时定位查询功能：该功能用于城市管理人员对管理对象的信息查询。城市管理人员能够通过该功能实时查询城市公共设施、人员、车辆的位置信息、状态信息、属性信息，系统会将所查询的城市公共设施、人员、车辆相关信息，根据实际坐标位置标注在线显示在页面地图中

（3）报警管理：该功能用于显示所管理的城市公共设施、车辆、人员当前发生的各类报警，并将报警信息根据实际坐标位置标注显示在页面地图中。发生报警时会给相关负责人发送报警短信。

(4) 地图：基础数据:完善、直观、准确的基础数据是系统运行的基础和前提。 GIS（地理信息系统）是数字化平安城市管理系统的基础特色之一，其可以实现城市部件的精确化定位、准确标注案件发生的位置等功能。（基础电子地图可由云南省XX县区城管局提供）

（5）用户管理：该功能模块，用于对城市公共设施、城市车辆、城市人员、标签卡、信息收发基站进行综合性统筹管理。

（6）报表管理：包括城市公共设施、车辆、人员基本资料统计情况，报警统计情况等。

4.2软件结构图

软件采用的B/S架构设计，系统结构图如下：

(1) 前台网站：用WEB 页面的方式，给用户提应用功能的操作服务。

(2) 业务支撑层：主要用于对系统操作请求和实时采集数据进行相应分析和处理。其中包括：报警处理子系统：用于进行处理各种报警情况；短信子系统：负责向相关负责人发送报警短信；后台管理子系统：进行各种基站、传感器的维护和管理。

(3) 数据库：数据存储中心用于存储应用系统中所涉及到的一切数据。

(4) 采集子系统：通过GPRS网络协议，采集基站所收集到的设备标识卡信息并存入数据中心。

4.3软件系统特点

(1) 实用性：满足用户现实需要，兼顾辅助功能，实现快捷、可靠地布署和使用，并节省投资。 (2) 易用性：各项功能一目了然，满足用户的使用习惯，易使用、易维护、易升级，将实施、培训成本和周期降到最低。

(3) 先进性：采用先进的技术架构，结构化程度高，扩展性、升级性好，符合未来发展趋势。

(4) 稳定性：数据库稳定，能在不同的硬件环境中长期平稳运行。

(5) 安全性：系统能有效防止外部各种病毒的攻击，内部数据具有多种备份方式，通过权限控制，具有严格、细致的访问控制，保证内部数据安全。

系统应用优势: (1) 系统工作在2.4G 公共频段；

(2) 系统采用直序列扩频技术，抗干扰能力强，对同频段内其他设备干扰小；

(3) 基站体积小、带有无线通信模块和蓄电池，因此便于安装，也可尽量减少对现有市政设施的外观影响，必要时基站可采用太阳能取电，实现完全独立安装；

(4) 标签卡体积小、使用寿命长、成本低廉；

(5) 基站、标签卡发射功率极低，对人体安全。

5项目技术方案

5.1系统实现原理

系统的设计是基于RFID（射频识别）技术来实现的物联网系统。基本的 RFID 系统是由以下几个部分组成:电子标签射频卡、基站、天线、计算机系统等。

电子标签射频卡通常被装配在需要被监测的物品上，比如车辆、人员、公共设施等用来感应被监测物的状态信息，通常情形下，电子标签射频卡是出于休眠状态的，一旦遇到异常情况，比如出租车越过运营范围、井盖被非法挪动或被撬起，标签卡就会感应到这些异常状况，并发送报警信号。

基站主要用于信号采集，对标签卡所记录的物品状态的信息、报警信息进行采集接收，比如基站监测区域内，某出租车越过经营范围时，标签卡已经感应到这个信息并发送报警信号，此状况信息就是通过附近的基站来间接传输到系统管理的后台，直到政府附属交通管理人员的软件平台将报警情况直观的显示出来。

5.2系统构成

系统主要是由硬件和软件两大部分组成。

硬件部分主要由：GPRS-RFID基站、RFID 电子标签、计算机系统、通讯传输网络、通讯集中器等组成。

其中，电子标签射频卡属于信息来源的源头，它的核心其实是一种微型传感器，用来感应被监测物的状态信息。

基站，信号采集接收、处理和发送的设备，在监测物品所在的区域内，有规律的进行分布架设。基站主要用于信号采集，对标签卡所记录的物品状态的信息、报警信息进行采集接收。

软件部分主要包括：数据采集系统、数据库系统、业务系统和用户终端等。软件部分相当于整个系统的中枢神经，是实现直接应用管理的操作与显示平台。软件采用C/S和 B/S 架构两种设计。

5.3方案设计

各个基站通过RFID 信号与附近的各个电子标签联系，然后基站即可通过自身的通讯模块将相关的数据信息传输至系统服务器。

而电子标签卡主要装配于上述区域内的如下设施：

城市车辆，如出租车，防止越区经营；摩托车、电动车，防止被盗等。

城市人员，如外来务工人员、中小学生、智能小区人员、老年公寓老人等。

公共设施，如井盖、路灯、电话亭、邮箱等。在XX县区约100平方公里布设基站预计 230－300个，城市管理标签卡预计5000张。（具体根据实际需要计算）现在所布设的基站在未来会深入到车辆的安全管理，智能社区管理，公共设施的管理等城市联网防盗系统应用中，那么现在架设的基站就不用重复投资建设，可需要增加新的基站建设位置。

5.4产品介绍

（1）GPRS基站

支持MIFARE标准

发射频率：2.4G 接口功能：GPRS 工作电源：AC220V 或者DC3.7—12V 访问卡速率：106kbit/s 接口功能：RS232串行接口

波特率：9600－115200bit/s，自动侦测

读写距离：平均为100-300M(RF电子标签卡读写距离) 最大功耗：200mW 环境温度：-10℃－50℃

相对湿度：30％－95％

重量：350G 安装方式：顶装或侧装，螺钉固

（2）有源RFID卡

芯片类型： Philips Mifare 1 IC S50 存储容量： 8Kbit，16个分区，每分区两组密码工作频率： 2.4G 通讯速率： 500KBoud 读写距离： 100－300米读写时间： 1～2s 工作温度： -20℃～55℃ 擦写寿命： >100,000次数据保存： >10年

电池寿命： >3年

外形尺寸： ISO标准卡 85.6x54x0.82 封装材料： PVC、PET、PETG、0.13mm铜线封装工艺：超声波自动植线 / 自动碰焊