2007-11-26
Zigbee智能监狱管理系统说明
系统包括三个部分：智能卡（囚犯腕带、狱警卡），读写器和与读写器相连的控制计算机，智能卡和读写器都是由高度集成的微功率单芯片无线收发机和单片机制成，它们的体积都非常小，单芯片收发机还可有一个全世界独一无二的厂家编号（烧录在芯片中），这个单芯片收发机还具有接收信号强度指示功能（RSSI）。新系统的智能卡和读写器，使用的是无需申请的2.4G ISM免费频段，而且都满足国家对2.4G频道无线产品的相关规定。
整个网络拓扑结构为全无线组网环境有三层组成
Ø 终端：囚犯佩戴腕带和狱警身份卡，进入监控区域即向身份识别定位器发送信息。
Ø 身份识别定位器；收到身份识别定位信息后，通过无线方式送入就近骨干基地台。
Ø 骨干基地台：骨干基地台自组成无线骨干网，接力传递至监狱计算机管理系统中。
Ø 实施项目无需施工布网络线和光纤网。
系统硬件介绍：
1、智能卡（囚犯腕带、狱警卡）
（1）囚犯腕带
Ø 硬件功能
² 采用高强度防水耐磨ABS塑料，防止暴力拆卸。定义多种颜色以区分囚犯属性。
² 手带内置防爆回路设计，如剪短或暴力破坏，腕带会发送暴力破坏告警信息。
² 调节封条内部与手带孔位调整到合适大小后，施封后联通手带内置防爆回路，非授权开启即发送报警信号。
² 锁孔，调节封条施封后，用专用钥匙锁住调节封条，在后台系统非授权，不管是否有钥匙开启即发送报警信号。有此设计主要为重复使用方便设计，也可设计为一次性调节封条。
² 自动定时回报状态信息。
² 电池低压告警，电池容量低压时主动上报低压信息，提示监狱管理人员更换电池。
（2）狱警卡：
² 采用高强度防水耐磨ABS塑料，防止磨损。
² 设置报告求助按钮，可随时向中心报告突发事件。
² 可添加声光报警功能，在系统告警后系统可向指定狱警卡发送信息，卡进行声光提示事件发生。
² 电池低压告警，电池容量低压时主动上报低压信息，提示监狱管理人员更换电池。
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楼主 2007/10/31 18:37:52
（3）性能指标：
? 频率：2.4 GHz–2.488 GHz 免费频段,83个频道，3822个信道， 32/64位 PN 码
? 接收灵敏度：-97dBm
? 输出功率：可达 +4dBm
? 控制单片机配置： Atmega88
? 自身通信距离： 150/ 250米（仅指 SC8836A 与 SC8836A 模块之间，使用微带（PCB）天线/内置天线时的通信距离，SC8836与其它模块的通信距离可以远得多，例如SC8836A(作为接收端)与SC8836b （作为发射端，使用5-10厘米小天线）其通信距离则可达1500米，参见本公司产品说明）可提供SMA外接天线接口（选项）
? 传输速率： 250 kbits/sec，125kbs, 38.4 kps, 19.2kps,…….1.2kps 可设置
? 直序扩频： DSSS通信方式，抗干扰力强，保密性高;
? 高集成度，只有很少分离元器件，可靠性高，低成本
? 提供TTL电平接口（3 – 15）；（RS232/RS485接口为选项）
? 12-MHz 输入时钟运行
? 休眠电流< 5 μA
? 自带世界唯一 厂家 4 bytes ID 编号
? 最大接收信号 –20 –6 dBm
? 具有测量电池电压功能
? 工作温度 –40° to 85°C
? 发射电流：约 21 mA（0dBm输出时），32mA（+4dBm输出时）
? 接收电流：< 21 mA
? 工作电压 1.8 V to 3.6V (一般为纽扣电池供电)
? 天线类型：PCB板上微带天线
? 数据速率：250kps DSSS模式
? 晶振启动时间：< 1mS
? 频综稳定时间：100uS
? 收发转换时间：30uS (发射 => 接收 & 接收 => 发射)
? 模块尺寸：40 X 17 mm x 5 mm (可根据用户需要尺寸进行设计)
? 典型应用：门禁系统，定位系统，不停车收费系统，遥控玩具，无线身份识别卡等；
? 发射功率，频道信道，模块编号可通过有线或无线的方式，可由用户自己设置。
楼主 2007/10/31 18:41:18
Zigbee与主动式RFID比较
一、Zigbee与主动式RFID技术论述
身份识别是人们生活和生产管理中非常重要的一件事,为了便于管理人们将个人,车辆,货物进行了编号,这就产生了身份证号,银行卡号,车牌号,条形码等. 人们使用了条形码读码器,刷卡机等设备将这些编号读进计算机,进行数字化处理以提高管理的效率.为了进一步改进这个数字化的手段,人们又发明了射频卡(RFID)技术. 然而,对于汽车,集装箱等大型移动性强的物体,RFID技术仍然存在许多问题，特别是读些距离问题，读写系统工作灵活性问题，更多的数据储存和功能扩展问题等，……。而在这些问题上，一种新的微功率单芯片收发机通信方式，特别是结合网络通信功能的Zigbee技术，无疑给身份识别和管理技术注入新的强大的活力。
1. 专门用于长距离识别的的有源RFID系统,不仅读写器往往需要固定位置安装,对RFID卡的方向位置和读写器天线的方向的匹配还有一定的要求,因而系统的灵活性大受限制,而且整个系统(包括有源卡)的成本已经不再便宜.
2. RFID系统中的标签与读写器之间是一种主从关系，它们之间的通信完全依赖于RFID标签耦合或反射出的信号。而要通过这种通信方式来增加通信距离非常困难。因而，它们不得不在读写器上下工夫-提高接收灵敏度，在发射天线上下工夫-增大发射功率，以及增加发射接收的方向性，因而，不仅提高了成本，而且更加降低了它的安装和使用的灵活性，此外，当高频微薄的发射功率过大时，它不仅超出国家无委会的功率限制，还有可能对人体带来伤害。
实际上， 当使用RFID在进行远距离读写时，它已经超出了它最初设计的应用领域，即作为一种代替条码标签的低成本，近距离的射频身份识别系统的领域。而进入到微功率无线收发机的领域。RFID系统中的标签与读写器之间的主从通信关系，与微功率收发机之间的对等通信关系比起来，在远距离通信上，RFID系统当然处于劣势，而且，在使用灵活性和多功能方面，根本就无法与微功率收发机相比。
RFID 的优点是标签便宜，使用寿命长。当RFID变成有源时，价格优势也就丧失了。微功率收发机通过在降低成本，降低功耗，在用电管理上，在通过睡眠唤醒功能上的改进，已经大大缩小了这个差距；当微功率收发机特别是采用直序扩频通信方式，低功耗的Zigbee微功率收发机问世以后，在远距离身份识别和无线网络定位领域，就显示了无以伦比的优越性。
我们这里还想要说明的是，目前市场上微功率单芯片收发机有许多种，它们的的通信方式也各有不同，因而工作的可靠性和抗干扰能力也有很大的差别，特别是在一般干扰很强的工业现场环境，无线通信设备的抗干扰特性非常重要，它是一个无线收发设备能否在现场工作，和它是否能在现场可靠地工作的决定因素。现在市场上有一种SuperRFID,它们就是由一种微功率收发机单芯片做成的，但它并没有使用抗干扰能力强的直序扩频（DSSS）方式，因而，在使用时特别要注意避免环境干扰。不仅如此，由于SuperRFID通信方式要求较高的信噪比，因此，在接收灵敏度相同的条件下，它的传输距离要短得多，更不用说现有一般的SuperRFID的接收灵敏度只有-90dBm。为了增加读写距离，SuperRFID也只能在读写器上下功夫，加强天线的方向性以提高天线增益，同时提高发射功率和读写器的接收灵敏度。这也就增加了读写器的成本。
应该说，RFID在低成本近距离身份识别，以及某些距离不太远的身份识别领域，有它不可替代的优越性，但毕竟有一个范围。
我们的读写系统使用的微功率单芯片收发机，使用的是抗干扰能力强，保密性好，工作可靠的直序扩频的通信方式，我们不仅可以向你提供价格便宜的读写器，而且体积也非常小（可以做到火柴盒大小，还包括天线）此外，我们还可以向你提供相关的技术支持，使你可以很快开发出使用这种技术的应用集成系统。
二、Zigbee与主动式RFID在身份识别应用的比较
远距离主动式RFID，尽管在对目标的识别距离上，大大优于被动式RFID，然而，由于主动式RFID需要使用电池驱动，因而，必然要面对如何延长标签中电池使用寿命的问题；另外，由于现有RFID一般都使用窄带通信技术，很容易受到外界的干扰，特别是当识别范围增大以后，而且，由于温度变化，晶振自身老化造成的晶振工作频率的偏差，以及可能存在的多径效应，多普勒效应等，都将使系统工作的可靠性和稳定性受到很大的影响，特别是在那些干扰较大的工业现场，以及被识别目标处于快速移动状态的应用场合。
而我们新的低成本的远距离智能身份识别管理系统，就是针对现有远距离RFID技术所存在的缺陷， 提供的一种全新的解决手段。我们的系统由智能身份识别卡（以后简称智能卡），智能卡读写器（以后简称读写器）和控制计算机组成；
1、 新系统不仅具有远距离RFID的识别功能，而且具有更大的可通过无线方式进行调整的读写识别范围：从0.1米到200米；
2、 新系统中的智能卡和读写器，各自都可由自身所带的单片机控制，读写器和智能卡的尺寸和功耗都非常小，它们之间，具有灵活互动的功能，读写器可通过发送无线指令的方式，更改智能卡的工作方式，包括可无线更改智能卡的通信频道，发射功率，收发转换时间，睡眠周期等，通过这种互动，不仅大大增强了本系统工作的灵活性和适应性，扩展了系统的应用空间，同时，还降低了电池的消耗，提高了电池的使用寿命；
3、 新系统还通过采用直序扩频的通信方式，解决了现有RFID面临的环境干扰问题，工作可靠性和稳定性问题，并通过直序扩频的信噪比增益，大大地降低了系统的功耗，达到提高电池使用寿命的目的；
4、 新系统，还可通过使用相同工作频段的唤醒信号，将智能卡从低耗电的睡眠状态唤醒，从而进一步延长了智能卡电池的使用寿命。
三、系统结构
新系统包括三个部分：智能卡，读写器和与读写器相连的控制计算机，智能卡和读写器都是由高度集成的微功率单芯片无线收发机和单片机制成，它们的体积都非常小，单芯片收发机还可有一个全世界独一无二的厂家编号（烧录在芯片中），这个单芯片收发机还具有接收信号强度指示功能（RSSI）。新系统的智能卡和读写器，使用的是无需申请的2.4G ISM免费频段，而且都满足国家对2.4G频道无线产品的相关规定。
四、Zigbee系统的优越性
新系统不仅有效和低成本地解决了，困扰现有RFID远距离目标识别和管理中的诸多问题，而且还大大扩展了智能卡的应用范围。本系统结构简单，功能多样，保密性好，成本低，使用灵活方便，技术成熟。新系统不需要昂贵和体积庞大的读写器和读写天线系统，也不需要对射频标签的安装位置，被识别目标移动速度等设置各种限制，更无环境干扰，工作可靠性和稳定性，以及可能的多径效应和多普勒效应问题的困扰；新系统功能多样，具有广泛的适应性和工作的灵活性。新系统集远距离身份识别和对被识别目标的管理为一体，不仅方便了实际应用，而且还大大降低了系统的成本和管理费用。新系统将大大方便各种人员，车辆以及物流货柜的数字化管理。
楼主 2007/11/4 3:37:41
楼主 2007/11/6 17:34:02
楼主 2007/11/7 2:49:30
欢迎交流
楼主 2007/11/10 17:58:45
顶了
楼主 2007/11/26 22:52:33
OK
