基于物联网技术的监狱人员定位可视化管理系统
3 标签
3．1 硬件设计
标签工作在Wi-Fi和RFID两种无线制式下。图3给出了标签硬件实现框图。为了省电，标签可采用集成芯片方式实现。标签RFID模块被Exciter激活后与其通信，并将通信内容转发给CPU系统。WLAN模块完成Wi-Fi信号的发送。Wi-Fi信号的消息内容由CPU系统提供。CPU系统指挥标签工作，完成状态切换和任务调度。
经过芯片选型对比，WLAN模块芯片选择Atheros的AR5006X，这是一款单芯片WLAN方案，集成有RF、BP和MAC。RFID模块选择PKE芯片AS39 31，这是一款低功耗唤醒接收机，利用两个正交放置的线圈作为低频接收天线，由低功耗低频唤醒芯片AS3931接收RFID信号，同时与CPU通信。CPU则选用AVR单片机ATMEGA8，这是一款高档单片机。
标签外壳设计需要考虑防水防尘和安全问题。防水防尘做到IP67；锁扣螺钉不外露，材质柔软舒适，不伤皮肤，对WLAN信号的穿透性影响不大。按键I／O外接按键，用以紧急报警使用(目前已经预留2个)。当标签向AP发送信号时，LED指示灯点亮。拆卸I／O主要用于腕带类标签的防拆卸功能。
一般标签在使用之前都需要激活。标签激活后，即工作在Wi-Fi模式下，CPU系统控制WLAN模块定期发送Wi-Fi定位信号。定位信号包含标签基本信息、发送时间、Exciter ID等参数信息。当标签靠近Exciter时，标签RFID模块再次被激活，之后，触发CPU系统控制WLAN模块立即发送一个Wi-Fi信号。
3．2 软件设计
根据标签的工作状态，CPU软件系统包含INITIAL、CONFIG、IDLE、TRAFFIC等4种状态。图4给出了标签软件系统状态切换图。
从图4可见，标签上电后，直接由INTIAL状态进入IDLE状态。如果标签不被激活，则标签一直处于节电模式的IDLE状态。当标签被激活后，标签进入CONFIG状态，用户可对标签参数进行修改配置。标签参数配置修改后，若标签运行模式为Enable，则标签进入TRAFFIC状态，周期性发送Wi-Fi信号，并检测I／O电平。当标签处于TRAFFIC状态时，用户也可以利用RFID设备再次激活标签，进行CONFIG状态并修改参数。根据图4所示的软件状态切换过程，图5给出了CPU系统的主程序流程框图。
由图5可见，标签激活后，标签—直处于TRAFFIC状态，定时器每中断1次，CPU系统就向Wi-Fi转发1个消息包发送。消息包含有标签MAC地址、按键I／O状态、拆卸I／O状态、触发器ID等字段。
4 定位管理系统
定位管理系统运行在Windows Server服务器上。为了便于集中管理和远程控制，本系统基于浏览器方式开发，并支持远程web访问。图6给出了该定位管理系统的实现框图，整个系统分为数据库、定位网关、网关服务、数据管理、数据应用统、集成接口等6个模块。
加入微信
获取电子行业最新资讯
搜索微信公众号：EEPW
或用微信扫描左侧二维码
