CN109308515A - 一种新型智能工卡 - Google Patents

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王绪鹏
刘洋
王才中
孙佳佳
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Qingdao Safety Engineering Institute
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Qingdao Safety Engineering Institute
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Abstract

本发明提供了一种新型智能工卡，包括防爆外壳，防爆外壳的内部设置有主控芯片、ZigBee模块、WiFi模块、NFC模块和可充电电源，主控芯片包括处理器、卫星定位模块和GPRS模块，所述ZigBee模块、WiFi模块、NFC模块、可充电电源、卫星定位模块和GPRS模块均与处理器电连接。本发明提供的智能工卡，为员工提供了一种集成型智能设备，使其工作更为安全、便利；在定位方面实现了全覆盖式的定位，采用多种定位技术相结合的方式，在员工在厂区内遇到突发状况时，可以快速定位员工位置，及时进行救援；员工可通过一键呼救按钮通知企业的后台管理系统，工卡内置的GPRS模块可实现持卡员工与后台管理系统的双向通话；内置的NFC模块，能实现打卡、消费、门禁解锁等一体化功能。

Description

一种新型智能工卡
技术领域
本发明涉及智能工卡领域，具体涉及一种应用于石油化工行业的新型智能工卡。
背景技术
普通工卡可以完成上下班打卡、身份信息录入、整合消费等需求，主要功能都是停留核心工作之外的辅助模块上，而对于石油化工企业来说，部分员工在具有一定危险性的环境中作业，需要用到具有定位、通讯等功能的电子产品。现阶段，在具备考勤、定位、通讯等综合功能的现有产品中，多数产品以卫星定位技术为核心，也有部分产品采用ZigBee定位、WiFi定位、RFID定位等技术。应用于化工企业的定位技术需要有室内厂房和整个厂区的全方位定位覆盖，卫星定位在室外定位方面技术比较成熟，但在室内定位中基本不起作用；ZigBee定位、WiFi定位、RFID定位等定位技术能够保证定位精度，但在大型化工厂内存在基站架设困难、基站架设费用过高等问题。
发明内容
针对现有的石油化工企业无法提供安全、准确的定位通讯设备的问题，本发明提供了一种新型智能工卡，多种定位技术结合，实现员工准确定位，保障员工安全。
本发明采用以下的技术方案：
一种新型智能工卡，包括防爆外壳，所述防爆外壳的内部设置有主控芯片、ZigBee模块、WiFi模块、NFC模块和可充电电源，主控芯片包括处理器、卫星定位模块和GPRS模块，所述ZigBee模块、WiFi模块、NFC模块、可充电电源、卫星定位模块和GPRS模块均与处理器电连接。
优选地，所述NFC模块能存储数据，NFC模块能存储的数据包括电池电量、员工的考勤信息、员工的消费信息，NFC模块还能门禁设备上的感应式读卡器进行识别，实现门禁解锁作用。
优选地，所述卫星定位模块包括GPS定位部分和北斗卫星定位部分，卫星定位模块能实现室外精准定位。
优选地，所述GPRS模块包括一键呼救按钮、LBS基站定位部分和GSM卡，GSM卡能实现员工与后台监控系统的双向通话。
优选地，所述ZigBee模块和WiFi模块结合用于工卡室内定位。
优选地，所述主控芯片还包括蓝牙模块，蓝牙模块与处理器电连接。
优选地，所述处理器能控制卫星定位模块、LBS基站定位部分、ZigBee模块和WiFi模块之间自由切换。
本发明具有的有益效果是：
本发明提供的智能工卡，为员工提供了一种集成型智能设备，使其工作更为安全、便利；在定位方面实现了全覆盖式的定位，采用多种定位技术相结合的方式，以卫星定位和ZigBee定位为主，配备LBS基站定位和室内WiFi定位作为辅助模块。在厂区内卫星定位覆盖不到的室内环境中架设ZigBee基站，并对工厂现有的具有定位模块的WiFi基站进行布局或重新架设。在室外采用卫星定位和LBS基站定位技术，在室内采用ZigBee与WiFi相结合的定位技术，提高了定位成效，在紧急情况发生时可以迅速、准确地确定工人位置，通过后台管理系统实施指导救援；减少了基站架设的成本，降低了产品的功耗，提高了定位、通讯功能的稳定性。员工在厂区内遇到突发状况时，可通过一键呼救按钮通知企业的后台管理系统，人员定位所反馈的位置信息均能在该系统中显示，后台管理系统通过人员位置的监测，能够在危险情况下合理安排逃生线路，使危险区域内员工及时撤离。工卡内置的GPRS模块可实现持卡员工与后台管理系统的双向通话，可实现人员操作与后台指挥的即时通讯。
在考勤功能方面，产品内置双向NFC芯片，用于存储历史轨迹和电池电量等信息，可将员工的消费、考勤系统一并写入，在上下班或进出部分厂房时，由非接触式读卡器读取其中信息，实现普通工卡的基本功能。
附图说明
图1为新型智能工卡的原理框图。
图2为新型智能工卡的功能信息图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：
结合图1和图2，一种新型智能工卡，包括防爆外壳，防爆外壳的前侧设置有用于记录员工信息的信息卡，员工能将其姓名、照片、工作部门、工号等信息记录在信息卡上，在日常工作中起到身份辨别的作用。
防爆外壳的内部设置有主控芯片、ZigBee模块、WiFi模块、NFC模块和可充电电源，主控芯片包括处理器、卫星定位模块和GPRS模块，ZigBee模块、WiFi模块、NFC模块、可充电电源、卫星定位模块和GPRS模块均与处理器电连接，处理器用于控制各个模块协同运行。
NFC模块包括独立的双向NFC芯片，NFC模块能存储数据，NFC模块能存储的数据包括电池电量、员工的考勤信息、员工的消费等信息，NFC模块还能门禁设备上的感应式读卡器进行识别，因此，员工在上下班打卡、消费、门禁解锁时，可直接使用智能工卡进行操作，方便快捷。非接触式读卡器可在短时间内对NFC模块充电，使其在智能工卡没有电的时候仍能完成考勤的功能。
卫星定位模块包括GPS定位部分和北斗卫星定位部分，卫星定位模块能实现室外精准定位；ZigBee模块和WiFi模块结合用于工卡室内定位。
GPRS模块包括一键呼救按钮、LBS基站定位部分和GSM卡，GSM卡能实现员工与后台监控系统的双向通话。员工在厂区内遇到突发状况时，可通过一键呼救按钮通知企业的后台管理系统，人员定位所反馈的位置信息均能在该系统中显示，后台管理系统通过人员位置的监测，能够在危险情况下合理安排逃生线路，使危险区域内员工及时撤离。工卡内置的GPRS模块可实现持卡员工与后台管理系统的双向通话，可实现人员操作与后台指挥的即时通讯。
处理器能控制卫星定位模块、LBS基站定位部分、ZigBee模块和WiFi模块之间自由切换。
主控芯片还包括蓝牙模块，蓝牙模块与处理器电连接。
在企业员工进入厂区时，以卫星定位和ZigBee定位为主的定位模块将对人员进行精确定位。在厂区内卫星定位覆盖不到的室内环境中架设ZigBee基站，并对工厂现有的具有定位模块的WiFi基站进行布局或重新架设。在室外采用卫星定位和LBS基站定位技术，在室内采用ZigBee与WiFi相结合的定位技术。
在GPS或北斗系统可覆盖的室外区域，通过工卡卫星定位模块并辅助有LBS基站定位部分对人员进行定位，ZigBee模块不被唤醒；LBS基站定位部分精度较低，可将位置确定在一定范围中，主要起辅助作用，可在卫星定位和ZigBee定位技术不起作用的条件下使用，进一步提高了员工的安全。
在厂区室内环境中，以合理密度安装ZigBee定位基站，该基站具有防爆功能，用于接收工卡内ZigBee模块发送的请求，通过附近多个基站的接收到的信息计算出人员的位置。考虑到石油化工厂结构复杂，不适合大规模安装通讯线路，所有采取在厂区内安装免接通讯线的ZigBee定位基站，在智能工卡中内置ZigBee模块，工作时，一方处于微功耗待机状态，；另一方每隔一段时间发送一次请求，对方收到请求后，返回串号、RSSI(信号强度)等信息，以此换算二者之间的距离，从而换算出智能工卡与基站的相对位置，主控方若想获得的工卡的位置信息，可通过GPRS进行实时传输或读取卡片内存储的历史轨迹。ZigBee模块待机时的功耗非常低，卡片方不会给产品增添过多的电力消耗，而基站方可通过内置一次性大容量锂电池或太阳能供电的方式实现免维护。
在WiFi定位接收装置覆盖的企业，可直接利用工卡WiFi模块进行室内定位，或采取安装部分ZigBee基站的方式进行WiFi与ZigBee相结合的室内定位方案。
另外，在定位技术方面，室内定位可采用UWB(超宽带技术)代替ZigBee定位技术。在考勤功能方面可通过内置普通M1IC卡芯片或者采用ZigBee近距离数据传输的方式代替NFC技术。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种新型智能工卡，包括防爆外壳，其特征在于，所述防爆外壳的内部设置有主控芯片、ZigBee模块、WiFi模块、NFC模块和可充电电源，主控芯片包括处理器、卫星定位模块和GPRS模块，所述ZigBee模块、WiFi模块、NFC模块、可充电电源、卫星定位模块和GPRS模块均与处理器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型智能工卡，其特征在于，所述NFC模块能存储数据，NFC模块能存储的数据包括电池电量、员工的考勤信息、员工的消费信息，NFC模块还能门禁设备上的感应式读卡器进行识别，实现门禁解锁作用。
3.根据权利要求1所述的一种新型智能工卡，其特征在于，所述卫星定位模块包括GPS定位部分和北斗卫星定位部分，卫星定位模块能实现室外精准定位。
4.根据权利要求1所述的一种新型智能工卡，其特征在于，所述GPRS模块包括一键呼救按钮、LBS基站定位部分和GSM卡，GSM卡能实现员工与后台监控系统的双向通话。
5.根据权利要求1所述的一种新型智能工卡，其特征在于，所述ZigBee模块和WiFi模块结合用于工卡室内定位。
6.根据权利要求1所述的一种新型智能工卡，其特征在于，所述主控芯片还包括蓝牙模块，蓝牙模块与处理器电连接。
7.根据权利要求4所述的一种新型智能工卡，其特征在于，所述处理器能控制卫星定位模块、LBS基站定位部分、ZigBee模块和WiFi模块之间自由切换。
8.根据权利要求1所述的一种新型智能工卡，其特征在于，所述防爆外壳的前侧设置有用于记录员工信息的信息卡。
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