方案概述

　　利用現代化的高科技技術手段監控精神病患者，保護醫務人員的安全，緊急情況下的報警求助和掌握控制現場態勢發展，充分發揮監管系統的作用。通過智能實時監管系統解決方案可以實現對精神病患者、醫護人員的定位、跟蹤和移動路線回放。不僅能在第一時間對諸如斗毆、襲擊等事件做出快速反應，還能及時提供事件發生時的準確位置、被襲醫務以及在場人員，和襲擊后的現場人員的移動去向等資料，大大提高意外情況下的處理效率和管理水平。為精神病院的管理工作提供更加高效的監管手段。

　　傳統手工輸入的方法采集精神病患者信息是一項比較繁瑣的工作，也無法將信息系統和精神病患者本人真正的關聯起來。在精神病院這樣特殊的環境里，非常需要一種安全、可靠的信息采集系統來區分、識別精神病患者。將信息系統中每個人的信息和現實中每個精神病患者的活動信息真正的關聯起來，才能充分發揮精神病院信息系統的作用，從而實現真正意義上的精神病院管理的信息化、智能化。

　　尤為重要的是，該系統主動性提示和報警的優勢是目前視頻監控系統及其他被動式監控系統所不能實現的，從根本上將被動式防范轉變為主動式管理，在科技化數字化管理的應用上也為精神病院醫務人員最大化地降低了身心負擔。

　　1 系統原理

　　1.1 工作原理

　　該方案主要是利用RFID技術，通過低頻定位器、標識卡及讀寫器等終端設備，利用RFID無線通信技術將信息傳輸到采集服務器，并實現上層的各種應用，從而實現對醫院精神病人員的身份識別、定位跟蹤和軌跡查詢等功能。系統終端主要包括低頻定位器、RFID基站、RFID標識卡、采集系統。

　　 低頻定位器：主動式發送器，當標識卡進入低頻信號范圍以后，能夠接收到定位器連續發送的125KHZ低頻信號，信號包括其自身編號，能夠用于進行不同定位器的區分與識別，識別范圍為2-8m。

　　 RFID腕帶型標識卡：給醫院內需要監控的人員佩戴，具有唯一編號，可主動接受125KHz低頻信號，并通過2.4G上傳相關信息，能夠實現身份認證、定位跟蹤和監控等功能。

　　RFID基站：主要是作為信息傳輸設備，實現醫院監控區域信號全覆蓋，可接收卡發送的信息，并將信息上傳到采集服務器。

　　采集系統：對基站上傳的數據進行處理，實現上層的各種應用。

　　對醫院精神病人員佩帶RFID智能腕帶，采用非隨意拆卸式的腕帶，工作頻段在125K和2.4G，能夠實時監控人員的位置，這樣可以實時掌握人員數量，當病人擅自離開或進入某一非法區域時，系統將報警，便于進行及時處理，系統同時會記錄每個精神病人員的歷史行動軌跡，便于查詢統計。

　　1.2 RFID技術介紹

　　射頻識別技術RFID(Radio Frequency Identification Technology)是成熟于20世紀末，21世紀初的一種非接觸式的最新自動識別技術，目前正在全世界的各種行業中得以推廣應用。

　　它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。

　　RFID是一項易于操控，簡單實用且特別適合用于自動化控制的靈活性應用技術，其所具備的獨特優越性是其它識別技術無法企及的。

　　識別工作無須人工干預;

　　它既可支持只讀工作模式也可支持讀寫工作模式，且無需接觸或精確瞄準;

　　可自由工作在各種惡劣環境下;

　　可進行高度的數據集成;

　　由于該技術很難被仿冒、侵入，使RFID具備了極高的安全防護能力。

　　一個最基本的RFID系統一般包括以下幾個部份：

　　標簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象;

　　閱讀器(Reader)：讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式;

　　天線(Antenna)：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。

　　電子標簽中一般保存有約定格式的電子數據，在實際應用中，電子標簽附著在待識別物體的表面。讀寫器可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數據，從而達到自動識別體的目的。通常閱讀器與電腦相連，所讀取的標簽信息被傳送到電腦上進行下一步處理。(除以上基本硬件配置外，還應包括相應的應用軟件)。

　　2 系統功能

　　2.1 系統概述

　　本系統是把電子標簽戴在精神病患者身上，對精神病患者的位置和信息進行管理，在醫院病房里精神病患者移動非許可的地域時，跟蹤其位置而觸發報警鈴，從而確保精神病患者的安全。位置信息主要通過標識卡感應固定在通道(如門，走廊口)處的定位器，并將數據傳回到基站再以無線或有線方式傳輸到內部LAN網絡后至服務器，最終實現實時管理信息。

2.1 功能簡述

　　人員監控管理：利用有源RFID射頻識別技術實現人員定位、跟蹤監控、報警管理的功能。

　　區域管理：實時顯示某個區域的人數及人員信息，并實現區域報警管理。

　　報警管理：顯示越界報警、呼救報警、拆卸腕帶報警、設備故障報警等。

　　軌跡查詢：對歷史軌跡、歷史數據報表等可查詢打印。

　　車輛管理：日常員工車輛管理，和接送病人車輛路線管理，包括車輛進出統計、車輛行駛路線、軌跡跟蹤，以及醫院外出車輛GPS聯動管理。

　　視頻監控：集成精神病院內現有視頻設備，提供視頻查看功能，以及報警時提供視頻聯動功能。

　　2.2 應用功能

　　2.2.1 實時人員定位

　　人員跟蹤定位是利用RFID技術，針對醫院人員流動情況分區域管理與監控的需求，系統能夠根據病人佩戴的射頻卡信息，實時顯示人員的位置及狀態信息，并且根據需要可在地圖上進行標注。

　　人員信息查詢圖示：

　　2.2.2 區域管理

　　可實時顯示監控區域的人員分布情況，實時顯示人員的位置及狀態。顯示區域信息，實時更新信息。包括區域歷史信息紀錄查詢。

　　對指定持卡病人的位置進行跟蹤管理，顯示指定病人的行動軌跡，掌握其日常行動范圍，對于某些重點防范的病人，可判斷出其逃走的可能性，可提前做出必要的防范。

　　2.2.3 軌跡記錄和回放

　　系統可實時記錄每個病人和監護人員的行動軌跡，提供查詢歷史位置記錄數據。同時，可回放任意精神病人或監護人員的軌跡數據，按時間段在地圖上進行回放(可選擇有軌跡或無軌跡、設置播放速度等)。

　　2.2.4 報警管理

　　系統可以對病人進行實時定位和異常報警。一般的報警有以下分類：

　　超時報警

　　對指定標簽設置，在某指定區域內停留不得超過指定時間，如果超過指定時間就會報警。可以限制病人在指定區域的停留時間，以防危險情況發生。

　　超員報警

　　對某些特定的區域設置超員數量，如果指定區域人員數量超過警戒，就會立即報警。此項功能可以及時判斷聚集人員數量，提醒醫護人員注意，避免發生意外。

　　越界報警

　　針對不同人員，對某些重點區域設置禁止進入、禁止離開不同權限。如果有未經允許的人員非法進入或離開指定區域則馬上報警，提醒相關人員采取行動。

　　呼救報警

　　醫護人員或病人戴有呼救按鈕的腕帶，一旦發生緊急狀況，可以按下報警按鈕，監控中心點定位系統將會及時收到報警信息和報警位置，并快速找到事發現場。

　　腕帶剪斷報警

　　佩戴在患者手上的腕帶卡，需要專門儀器才可以拆卸。若非法強行拆卸或剪斷腕帶，該腕帶標簽將會不斷地向相同發送非法拆卸或剪斷報警信息。

　　設備故障報警

　　主要是針對腕帶、基站等設備的故障進行報警，如信號消失、信號中斷、設備電池電量不足、設備損壞等。

　　2.2.5 考勤巡更管理

　　人員定位管理系統可提供巡更管理、人員考勤日報和詳細報表等功能。

　　巡更管理

　　通過巡更任務設置，可以對巡更任務管理，包括查詢、添加、修改、刪除功能，巡更管理界面。

　人員考勤

　　通過系統中的考勤月表，可以根據條件查詢看護人員/病人一個月每天的出勤情況，考勤月表操作示意圖如下所示：

　　2.2.6 視頻聯動管理

　　視頻聯動功能是通過將基站與視頻監控設備綁定，當發生報警后，系統會及時調用視頻監控設備朝向事件發生場所，記錄報警地點視頻信息，反之亦然，即當監控設備發現監控區域內有可疑情況發生時，系統會及時調用智能管理系統，對監控區域內人員進行定位分析記錄等功能。

　　系統可直接利用精神病院內現有視頻設備，無需額外采購新視頻設備實現視頻聯動功能，減少建設成本。

　　2.2.7 車輛監控管理

　　智能車輛管理包括日常員工車輛管理，和接送病人車輛路線管理等。

　　車輛信息

　　通過為進出車輛發卡可以將車輛信息與卡結合，實現車輛不停車進出醫院，確定車輛在醫院內位置，實時掌控車輛位置信息，人員信息，和該車在醫院的移動信息。

　　路線管理

　　結合GPS系統，監控外出車輛的行走路線，是否按照規定路線行駛，實時掌控外出車輛位置和狀態信息。

　　2.3 拓展功能

　　2.3.1 醫院資產管理

　　在需要進行管理的資產上安裝有源/無源的電子標簽，實現資產的智能化管理：

　　重要資產實時監控

　　對醫院里重要的資產，安裝有源電子標簽，電子標簽可整合多種傳感器，當貨物發生異常，如振動、傾斜，標簽被撕毀等，系統會主動報警。

　　軌跡跟蹤及回放

　　在安裝了信號接收器，有信號覆蓋的地方，可對指定貨物的位置進行跟蹤管理，顯示貨物的行動軌跡。并且可以選定某一時間段，對貨物在該時間段內的行動軌跡進行回放。

　　資產盤點

　　對于安裝了有源電子標簽的重要資產，系統可以進行實時的自動盤點，并能定位每個資產的存放位置。

　　 對于醫院里的一般資產，可以為每個資產安裝UHF無源標簽，盤點時系統自動生成盤點單并同步到手持PDA上，工作人員拿著PDA即可進行盤點，同時盤點結果上傳管理系統，最終自動生成盤點報表。

　　2.3.2 門禁管理

　　精神病醫院的管理比一般普通醫院更嚴格，有一定的特殊性和強制性，對人員身份及權限的識別要求更嚴格和更準確，系統可整合指紋識別、人臉識別等技術，對重要區域或通道進行嚴格管控，只有符合權限的人員才能通過。

　　3 總體方案設計

　　3.1 系統總體布點設計

　　系統通過在醫院中室內外的房間、樓層、廣場、圍墻、通道等地方，按照客戶要求布置定位器，實現人員定位，布設基站實現信號覆蓋，對所需監控的精神病人員配發相應的電子標簽，從而實現對病人的監控和管理。

　　布點情況說明：

　　 定位器：主動式發送器，當標識卡進入低頻信號范圍以后，能夠接收到定位器連續發送的125KHZ低頻信號，分為四路天線和兩路天線兩種，每路天線信號包括其自身編號，能夠用于進行不同定位器號的區分與識別，可以結合醫院現有建筑環境定位到走廊、房間，或者用于判斷人員的進出門等，實際環境下信號范圍為0-5m。

　　室外基站：用于覆蓋醫院內非建筑所有空曠環境信號接收。

　　室內基站：用于完全覆蓋所有建筑物內部信號的接收。

　　3.2 系統總體架構

　　系統總體結構主要包括：前端數據采集系統、數據傳輸系統、數據處理服務系統以及Web上層應用系統四大部分。

　　前端數據采集系統為RFID無線傳輸系統，主要由無線射頻腕帶標識卡、低頻定位器、RFID基站、現場總線/局域網組成。其主要作用是以無線方式采集標識卡發送的目標位置數據和其他數據。

　　數據傳輸系統主要由數據采集計算機、數據服務器和上傳專線組成，主要作用是將采集的數據上傳到數據中心進行存儲處理。

　　數據處理服務系統主要包括GIS系統、應用服務器、系統管理工作站等。該系統設在監控中心，其主要作用是對數據進行分析處理，并為上層應用系統提供各種數據服務。

　　Web上層應用系統主要是將采集系統采集的數據通過軟件平臺，實現各種業務功能顯示，給醫院管理方以直觀的效果顯示，并實現各種數據報表統計管理。

　　4 產品配置

　　4.1 RFID基站

　　產品圖片/產品概述

　　TZBS型基站是一款長距離有源RFID讀寫設備，具有識別距離遠、靈敏度高、識別速度快、抗干擾能力強等特點，通過螺釘直接固定，安裝牢固，可用于室內外。廣泛用于：區域中的人員、資產的定位和跟蹤，門禁管理等領域。

　　TZBS型基站通過以太網或RS485與監控中心進行雙向數據通信，將標識卡的所有信息實時上傳到監控中心，為系統提供高精度、實時的數據。

　　主要技術指標

　　室內基站：

　　位移速度：180km/h

　　并發識別數：500個以上

　　漏讀率：10-4

　　識別角度：支持全向和定向(水平45°，垂直45°)

　　極化方式：垂直極化

　　增益：全向天線3dBi 定向天線14dBi

　　接收16級可調，發射16級可調

　　工作頻率：2.4～2.483GHz

　　功耗標準：射頻工作功耗為毫瓦級

　　安全性：加密算法與匹配機制，防止鏈路偵測和破解

　　外殼材質：鋁型材

　　環境適應能力：防水防沖擊設計，滿足工業環境要求，防護等級IP31。

　　接口標準：RJ45，RS485

　　電源標準：DC12V～48V

　　外形尺寸：156.5×104×28.5(mm)

　　重量：約0.3kg

　　工作溫度：-20℃～60℃;

　　存儲溫度：-40℃～60℃;

　　安裝方式：頂裝或側裝，螺釘固定

　　室外基站：

　　位移速度：180km/h

　　并發識別數：500個以上

　　漏讀率：10-4

　　識別角度：支持全向和定向(水平45°，垂直45°)

　　極化方式：垂直極化

　　增益：全向天線3dBi，定向天線14dBi

　　接收16級可調，發射16級可調

　　工作頻率：2.4～2.483GHz

　　功耗標準：射頻工作功耗為毫瓦級

　　安全性：加密算法與匹配機制，防止鏈路偵測和破解

　　外殼材質：ABS 工程塑料

　　環境適應能力：防水防沖擊設計，滿足工業環境要求，防護等級達到IP65。

　　接口標準：RJ45，RS485，CDMA

　　電源標準：DC12V～48V

　　外形尺寸：185×132×75(mm)

　　重量：1.7kg

　　工作溫度：-20℃～60℃

　　存儲溫度：-40℃～60℃

　　安裝方式：側裝，配套專用安裝背板，喉箍捆綁或螺釘固定

　　詳細說明

　　工作模式

　　TZBS型基站是一款長距離有源RFID讀寫設備，實時接收TZTF系列標識卡信息。通過以太網或RS485與監控中心進行雙向數據通信，將標識卡的所有信息實時上傳到監控中心，為系統提供高精度、實時的數據。

　　頻段選擇

　　選用2.4G頻段，屬于全球開放的ISM微波頻段，無須申請和付費。

　　識別距離

　　設計采用高性能射頻解決方案，實現遠距離射頻識別。識別距離如下：

　　全向天線120米(與TZTF系列標識卡，空氣中無遮擋)，

　　定向天線300米(與TZTF系列標識卡，空氣中無遮擋);

　　當用戶對識別距離有不同要求或應用環境較復雜時，可選擇不同信號強度的標識卡和基站接收天線，并可通過軟件調節基站的接收靈敏度來達到所需的識別距離。

　　位移速度

　　采用高速射頻識別技術，識別速度快。在標識卡最大位移速度為180km/h的情況下，仍能夠可靠識別。

　　并發識別數

　　采用高速處理器，結合多種的射頻防沖突機制，能夠同時識別500張以上的標識卡，并發識別數大。漏讀率小于10-4。

　　通信安全

　　采用特殊的通信協議和地址匹配機制，并配以完善的加密算法，可以確保基站和標識卡之間的數據通信安全，防止鏈路偵測和數據破解。

　　質量保證

　　生產過程嚴格依照ISO9000質量標準進行流程控制，確保產品性能與質量。

　　接口標準

　　基站提供RJ45，RS485標準接口。

　　供電方式靈活

　　支持DC12V～48V、POE供電、太陽能等多種供電方式。

　　典型應用

　　該基站應用領域廣泛，主要包括：區域中的人員、資產的定位和跟蹤，門禁管理等領域。

　　4.2 RFID電子腕帶

　　　TZTF型腕帶標識卡是一種有源主動式標識卡，工作頻點在2.4GHz，定時發射自身標識信息，內置充電電池供電。該標識卡具有識別距離遠，功耗低，免維護等特點，內部含有優良的防沖突機制，適合于多標識卡的應用場合。

　　TZTF型標識卡具有腕帶狀態檢測功能，腕帶斷開時發出報警信息，實時監控腕帶是否被非法拆卸以及呼救報警功能。

　　結構特征

　　該標識卡時尚美觀，結構緊湊、堅固耐用、重量輕，易于攜帶、安裝和使用。防塵防水等級達到IP67。

　　外殼材質

　　外殼：PC工程塑料;

　　表帶：硅膠。

　　表殼尺寸

　　表殼尺寸：長×寬×高(mm)=58×46×23(mm)。

　　技術參數

　　射頻指標(2.4GHz)

　　1) 工作頻率：2.4GHz，125KHz;

　　2) 傳輸速率：250kbps;

　　3) 發射功率：≤3dBm，可調;

　　4) 接收靈敏度：-101dBm，可調;

　　識別距離：

　　1) 與TZBS系列基站識別距離如下：

　　2) 全向天線120米(空氣中無遮擋)，

　　3) 定向天線300米(空氣中無遮擋);

　　與TZPR系列手持讀寫器識別距離如下：

　　1) 內置天線50米(空氣中無遮擋)，

　　2) 全向天線120米(空氣中無遮擋)，

　　3) 定向天線300米(空氣中無遮擋);

　　4) 與TZLF系列定位器識別距離：5～8米;

　　電氣特性

　　1) 額定工作電壓：DC 4.2V;

　　2) 電池：可無線充電，一次性充滿需5小時;

　　3) 一次充電使用壽命：不小于3個月。

　　工作條件

　　1) 標識卡可在下列條件下正常工作：

　　2) 工作溫度：-20℃～60℃;

　　3) 平均相對濕度：≤95%(+25℃);

　　4) 大氣壓力：80kPa～106 kPa;

　　4.3 定位器

　TZLF型定位器(以下簡稱低頻定位器)為主動式發送器，按照一定頻率連續發送125KHZ低頻信號，信號包括其自身編號，用于進行不同定位器的區分與識別。

　　若具有低頻接收功能的標識卡不在低頻定位器的信號范圍內，標識卡處于待機狀態。當標識卡進入到低頻定位器信號范圍內時，可自動接收到低頻信號，并進行解析。

　　主要技術指標

　　工作溫度：-20℃～60℃。

　　存儲溫度：-40℃～60℃

　　工作頻率：125KHz。

　　工作電壓：AC220V。

　　外殼材質：ABS 工程塑料

　　環境適應性：防水防沖擊設計，防護等級達到IP31。

　　安裝方式：埋地安裝、頂裝或側裝，螺釘固定，避免貼近大面積金屬。

　　詳細說明

　　工作模式

　　低頻定位器，低頻信號范圍近似球形，以低頻定位器發送天線為圓心，信號理論半徑為2—8m。

　　低頻定位器具有多路發射功能，每隔設定的時間發射一次射頻數據，射頻數據包括低頻定位器編號信息。

　　識別距離

　　在除金屬阻擋外的各種阻擋，以及無阻擋情況下為2m---8m;用于接收低頻信號的標識卡不同，識別距離也有所差別。

　　安裝要求

　　低頻定位器可以安裝在墻面上，或吊頂上。低頻發送天線可引出安裝在需要信號覆蓋的位置(目前，天線延長線可延長至20m，且基本不影響天線的信號半徑)。天線可采用螺釘固定或者粘貼等方式固定。

　　使用注意事項

　　定位器天線不能貼在金屬上，至少距離金屬2cm。

　　標識卡距離定位器發送天線25cm以內，會因為低頻信號太強而產生自我保護，影響信號接收。

　　使用時，將低頻定位器安裝在墻壁或天花板上，低頻發送天線通過延長線從低頻定位器外殼引出，固定在需要低頻信號覆蓋的范圍。如要監測門口，將天線固定在門的側邊中央位置，當人員佩戴可接收低頻信號的標識卡經過該門時，標識卡即可接收到該定位器號，并通過2.4G上傳該號。由此，可精確判斷出該標識卡佩戴者出現在了這個門口附近。

　　以此類推，也可通過兩個定位器發送天線覆蓋兩個門，或門內門外，對標識卡佩戴者進行進出門判斷。

　　4.4 產品特點

　　腕帶優勢：

　　支持三頻工作模式，可用于人員身份識別、定位跟蹤及小額支付等功能，且防護等級較高。

　　腕帶防拆卸，具備三重防護措施。使用特殊解鎖工具解鎖，且內殼設置有報警按鈕。

　　腕帶外殼兩側留有自定義按鈕，可根據實際需求來設定其功能。同時，具有LED指示燈。

　　腕帶長短采用可調節方式，適用于手腕粗細不同的人員佩帶使用，且表帶具備斷開監測報警功能。

　　提供充電功能，采用無線充電方式，使得腕帶使用壽命延長。

　　系統優勢：

　　能可靠識別快速移動的目標

　　采用AES加密技術對傳輸數據進行加密，保證數據傳輸的可靠和安全

　　定位射頻卡體積小巧，便于攜帶、安裝、隱藏

　　定位射頻卡發射功率極低，對人體安全

　　基站體積小，便于安裝和維護

　　信號穿透力和繞射能力強，集成度高、兼容性好、通信簡單快捷

　　射頻卡可適應-35℃～+60℃的各種環境，可反復拆裝使用

　　5 軟件運行環境配置要求

　　5.1 軟件環境

　　5.1.1 服務端

　　支持的操作系統：相當于Windows Server 2003標準版。

　　支持的數據庫：MySQL 5.5以上版本。

　　5.1.2 客戶端

　　支持的操作系統：Windows XP Professional SP3及以上版本。

　　32位操作系統，不支持64位。

　　5.2 硬件支持環境

　　5.2.1 服務端

　　服務器性能配置基本要求

　　CPU：雙核處理器。

　　內存：≥4GB ECC DDR3 1066MHz(2G*2配置)，最大支持≥8個內存插槽。

　　硬盤：≥100G。

　　網卡：主板集成雙千兆自適應網卡，支持網絡喚醒、網絡冗余、負載均衡等網絡特性。

　　若按照上述服務器配置的基本要求，建議至少配備4臺服務器。