ZigBee标签在智慧工厂人员定位管理应用

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智慧工厂人员定位管理

一、方案概述

当前我国的制造业虽然体量巨大,但管理粗放,不够精细;虽然政府提倡“智慧工厂”、“工业4.0”多年,但工厂的智能化水平仍然十分低下,无法与德、日等制造强国相提并论。除了一些大的企业,如富士康、格力,在积极尝试工厂机器人,自动化管理外,大部分的中小企业仍然停留在靠人力成本优势、供应链相对完善的比较优势下存活。随着我国95后、00后新生代的崛起,新生代们已经不满足靠低薪+加班的薪酬体系,再加上制造业回流转移到东南业等更低成本的国家,我国制造业面临的困境更加雪上加霜。如何改变我国制造业工厂的管理难题,实现制造工厂向“智能工厂”、“智慧工厂”转变呢?这是我国制造业⼯⼚普遍存在的问题。

二、工厂遇到难题

因生产车间因人数众多且分散,对产线工作人员无法实时掌控,在岗情况无法快速考核,员工串岗离岗情况难以管理;目前采用传统的人工监管方式,无法有效监督和统计在岗数据。为了更好地推进智能化建设,实现工厂精细化管理,引入有源ZigBee定位技术,来获取各个岗位员工在制造过程中投入的工作时长,后期可根据生产报表对产能进行分析,进而优化生产结构,提高生产效率。

三、方案架构

3.1系统架构

工厂人员定位系统主要由1:人员携带的定位标签;2:接收信息的定位基站;3:传输和供电的网线和DC电源与交换机;4:定位位置服务器;5:服务器电脑和定位软件5个部分组成。其中定位标签负责发送定位脉冲信号,定位基站负责接收脉冲信号并将信息经由网线和交换机发回到位置服务器,位置服务器处理好定位数据上报给服务器电脑上的定位软件实时的展示出定位数据。

ZigBee定位系统架构图

3.2三点定位原理

ZigBeee定位原理

3.3网络拓扑

433MHz无线网络读卡器FB-RWN02可以通过无线网络接口扩展16 个无线读卡器,包括自己在内(设备本身也是一台独立的读卡器)一个无线网络最多可以有17 个定位基站。无线读卡器将读到的标签信息上报网络读卡器,再由网络读卡器将无线网络范围内所有标签信息上报给位置服务器,位置服务器对数据进行综合运算后得出标签的具体位置。

ZigBee定位网络拓扑图

位置服务器有两个以太网接口ETH0/ETH1,如果将定位基站部署到用户网络中,只要使用ETH0一个接口即可,也可以为定位基站组建一个新的网络,这时要用到两个以太网接口。建议为定位基站构建一个新的网络,这样定位系统的运行不会受用户网络影响,运行更稳定。

ZigBee定位网络组建图

四、需求实现

4.1方案搭配产品

4.2标签管理

按照实名制绑定分发标签,一人一标签。发卡前需要在平台上将标签与指定 作业人员进行绑定,录入人员信息,作业内容等。

标签回收时,需要在平台上对关联信息进行解绑操作。对于特定岗位长期使 用的人员,可不进行此项操作。

五、系统功能

1、厂区工人实时监控解决车间巡视难问题

通过为工人配发电子标签卡实时定位到工厂所在车间的位置,管理人员可在系统后台查看不同类型人员的实时位置,方便监管人员随时了解不同车间不同区域内的人员实时状态。

2、无感知自动打卡解决工人考勤难问题

每天当工人第一次进入厂房时,自动记录工人的位置以及时间,自动在后台生成一条考勤记录。真正实现无感知自动考勤。

3、作业工人静止报警解决工人偷懒问题

工人配戴的电子标签检测到工人是否在某个地方静止不动,当静止时间超出预设的范围时,自动发送静止报警到员工的上级领导,以防止工人的偷懒行为。

4、危险区域告警解决厂区危险区域易发事故问题

世电科技人员定位系统具备自定义围栏区域设置功能,当设置好虚拟的电子围栏后,当工人进入电子围栏立即发送报警信息到后台系统,方便工厂的管理人员第一时间了解有哪些人进入了工厂的危险区域。

六、系统特点和优势

  • 定位精度:平均精度3-5m;
  • 更远的覆盖范围:可视覆盖距离 30-100m;
  • 更灵活的组网方式:有线稳定网;
  • 免费的客户端软件,管理标签、定位基站,查看标签实时位置。
  • 开放的管理协议,将定位功能完全融合到自己的系统平台中。
  • 对外发送UDP位置数据,方便系统集成。支持深度定制开发。
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