CN210895570U - 一种基于uwb技术的人员巡更打卡系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及巡更打卡技术领域，提出一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统，连接至服务器，包括多个UWB打卡基站、多个UWB智能巡更仪，每个所述UWB智能巡更仪分别与多个UWB打卡基站无线连接，多个所述UWB打卡基站均与服务器连接。本实用新型将UWB打卡基站部署在已知的位置，巡更人员佩戴的UWB智能巡更仪即为定位标签，当到需打卡的时间时，UWB智能巡更仪向UWB打卡基站不断的发射脉冲和进行测距，从而完成巡更人员打卡。本实用新型使用UWB超宽带技术高精度定位的特点，改进为无线打卡，无需借助运营商网络传输数据，通过局域网传输数据，实现巡更人员无需接触即可实时打卡。

Description

一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统

技术领域

本实用新型涉及巡更打卡技术领域，特别涉及一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统。

背景技术

目前市面上比较成熟的电子巡更打卡产品，主要利用射频识别技术(RadioFrequency Identification)实现巡更打卡功能，其产品形态主要为电子巡更棒(巡更机)和巡更打卡标签(信息纽)。根据使用射频技术的不同，电子巡更系统主要分为接触式和非接触式两种。

其中，接触式巡更系统，是使用IButton技术将TM片封装在纽扣大小的金属外壳中，由于TM卡采用单线协议通讯，所以可以通过瞬间触碰完成数据读写，通过电子巡更棒与巡更打卡标签触碰，记录相关巡更打卡标签信息，并在巡更完成后将记录的标签信息上传至软件系统，从而便得到了巡更记录。

非接触式系统，是使用EM卡制造信息纽的巡更系统，EM卡是一种无缘唯一序列号的ID卡片，ID卡出厂后不可更改。EM卡上绕有环形线圈，线圈连接IC组成谐振电路，巡更棒作为读写器，发送电磁波使得ID卡谐振电路产生电流，作用于ID芯片，完成读写功能形成巡更记录。

无论是接触式还是非接触式，其缺点都十分明显：一是巡更棒与信息纽必须非常准确接触才能读取信息，操作不方便，例如完成光线差时，不易找准完成打卡；二是信息纽暴露在外，金属壳容易受到污染，会导致接触不良，不能有效采集信息；三是信息纽需安装在可触及且外露的位置，容易遭到人为破坏，增加运维成本；四十打卡数据不能实时更新，需使用专用通讯座，将巡更棒中记录的数据同步至管理系统，操作繁琐，不够便利。

为满足管理人员对于巡更人员打卡数据实时查看的功能，部分厂家将RFID、GPS模块集成到类似于手机的GSM移动终端，并利用SIM卡完成入网，通过运营商网络实时将打卡信息以及GPS位置信息上传至服务器。由于硬件集成了相关模块，导致该设备功耗极高，设备标准工作状态下待机时间短，设备需要频繁充电。此外，由于使用运行商网络传输数据，因此巡更人员需持续不断的投入网络费用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统，实现无需接触即可完成无线打卡。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统，连接至服务器，包括多个UWB打卡基站、多个UWB智能巡更仪，每个所述UWB智能巡更仪分别与多个UWB打卡基站无线连接，多个所述UWB打卡基站均与服务器连接。

巡更打卡人员佩戴UWB智能巡更仪，当需要打卡的时候，UWB智能巡更仪不断向各个UWB打卡基站发射信号，UWB打卡基站将接收到信号进行处理后上传至服务器，在服务器中进行UWB智能巡更仪编号匹配，匹配成功则佩戴该UWB智能巡更仪的人员打卡成功，通过无线信号发射的方式，无需接触打卡或到固定位置打卡。

更进一步地，为了更好的实现本实用新型，每个UWB智能巡更仪包括中央处理模块、分别与中央处理模块电连接的心率采集模块、UWB信号发射模块，所述UWB智能巡更仪通过UWB信号发射模块与UWB打卡基站进行无线连接。

更进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述UWB智能巡更仪还包括分别与中央处理模块电连接的时钟模块、屏幕显示模块。

更进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述UWB智能巡更仪还包括电源模块，所述电源模块为蓄电池，用于为中央处理模块、心率采集模块、UWB信号发射模块、时钟模块以及屏幕显示模块供电。

更进一步地，为了更好的实现本实用新型，每个所述UWB打卡基站包括依次连接的接收天线模块、UWB信号接收模块、UWB信号处理模块、通信模块，所述接收天线模块与所述UWB信号发射模块无线连接，所述通信模块与服务器连接。

更进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述UWB打卡基站还包括供电模块，用于为UWB信号接收模块、UWB信号处理模块供电。

更进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述中央处理模块为单片机、PLC控制器、FPGA逻辑控制器中的任一种。

更进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述心率采集模块采用型号为SON7015的心率传感器。

更进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述UWB智能巡更仪为手表或手环。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型使用UWB超宽带技术高精度定位的特点，改进为无线打卡，无需借助运营商网络传输数据，通过局域网传输数据，实现巡更人员无需接触即可实时打卡。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型UWB智能巡更仪模块框图；

图2为本实用新型UWB打卡基站模块框图；

图3为本实用新型服务器模块框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例1：

本实用新型通过下述技术方案实现，一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统，连接至服务器，包括多个UWB打卡基站、多个UWB智能巡更仪，每个所述UWB智能巡更仪分别与多个UWB打卡基站无线连接，多个所述UWB打卡基站均与服务器连接。

如图1所示，所述UWB智能巡更仪为手表或手环的形式，佩戴在巡更人员的手腕上，其内部器件包括中央处理模块、UWB信号发射模块、心率采集模块、时钟模块、屏幕显示模块、电源模块，所述UWB信号发射模块、心率采集模块、时钟模块、屏幕显示模块分别与中央处理模块电连接，所述电源模块为蓄电池，为中央处理模块、UWB信号发射模块、心率采集模块、时钟模块、屏幕显示模块供电。

详细来说，所述中央处理模块为单片机、PLC控制器、FPGA逻辑控制等中的任一种，本实施例使用型号为STM32F106的单片机为核心作为中央处理模块，但本实用新型不对其具体型号进行限制，只要能完成所要实现的功能即可。所述心率采集模块采用型号为SON7015的心率传感器，心率传感器将采集到的巡更人员的心率信号实时发送至中央处理模块，通过UWB打卡基站上传至服务器。所述屏幕显示模块用于显示时间、心率及是否打卡成功，当巡更打卡成功后，会在屏幕显示模块上显示比如“打卡成功”的字样。所述时钟模块用于矫正UWB智能巡更仪的时间。

如图2所示，所述UWB打卡基站包括接收天线模块、UWB信号接收模块、UWB信号处理模块、通信模块、供电模块，所述收天线模块、UWB信号接收模块、UWB信号处理模块、通信模块依次连接，所述供电模块为UWB信号接收模块、UWB信号处理模块供电，供电方式可以为电池供电，也可以为外部电源供电。所述接收天线模块与UWB智能巡更仪的UWB信号发射模块无线连接，用于接收UWB智能巡更信号发送的定位和巡更人员心率信息。接收天线模块将UWB智能巡更仪发送的数据信息经过UWB信号接收模块发送至UWB信号处理模块进行处理，通信模块将UWB信号处理模块处理好的数据信息上传至服务器。

如图3所示，所述服务器包括匹配单元、存储单元、记录单元，所述UWB打卡基站的通信模块将数据信息分别上传至匹配单元和记录单元中，以记录巡更人员的打卡情况，所述匹配单元为打卡巡更人员的人员匹配单元，匹配单元将匹配好的数据信息存入存储单元中，所述存储单元中包括了人员信息库、手环编号库等。

进一步对UWB技术进行说明，所述UWB技术即为UWB超宽带技术，本实用新型以UWB超宽带技术代替传统的RFID射频技术等，发明并改进无线巡更打卡的系统，实现打卡记录实时传输的功能。在巡更位置部署UWB打卡基站，当巡更人员佩戴UWB智能巡更仪，到达要求打卡的时间后，UWB智能巡更仪与UWB打卡基站建立通讯，UWB打卡基站将数据上传至服务器，形成巡更人员的打卡记录。巡更人员打卡成功时，UWB智能巡更仪的屏幕显示模块显示“打卡成功”的字样。

UWB超宽带技术与传统通信技术有极大的差异，它不需要使用传统通信体质中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而其具有GHz量级的带宽。UWB超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有强穿透力、低功耗、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，UWB超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。

UWB技术的定位原理是通过部署3个以上已知坐标的定位基站，需要定位的人员或者设备携带定位标签，定位标签按照一定的频率发射脉冲，不断和3个以上已知位置的基站进行测距，通过一定的算法精确的计算出定位标签的位置。

本实用新型将UWB打卡基站部署在已知的位置，巡更人员佩戴的UWB智能巡更仪即为定位标签，当到需打卡的时间时，UWB智能巡更仪的UWB信号发射模块与UWB打卡基站的UWB信号接收模块通过接收天线模块不断的发射脉冲和进行测距，从而完成巡更人员打卡，此外还一并上传巡更人员的心率信息，以保监测巡更人员的身体状况。

上述巡更打卡系统的使用方法为：

步骤S1：到需打卡的时间时，UWB智能巡更仪中的UWB信号发射模块不断的发射UWB信号；

步骤S2：UWB打卡基站通过接收天线模块接收到UWB信号后将信号传递给UWB信号接收模块，再通过UWB信号处理模块进行处理，与该UWB智能巡更仪建立链接；

步骤S3：该UWB打卡基站通过通信模块将该UWB智能巡更仪的标号信息上传至服务器；

步骤S4：服务器将该UWB智能巡更仪的标号上传至信息库中，与预存的编号进行匹配，若编号匹配成功，则该UWB智能巡更仪的佩戴人员打卡成功并记录打卡时间。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统，连接至服务器，其特征在于：包括多个UWB打卡基站、多个UWB智能巡更仪，每个所述UWB智能巡更仪分别与多个UWB打卡基站无线连接，多个所述UWB打卡基站均与服务器连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统，其特征在于：每个UWB智能巡更仪包括中央处理模块、分别与中央处理模块电连接的心率采集模块、UWB信号发射模块，所述UWB智能巡更仪通过UWB信号发射模块与UWB打卡基站进行无线连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统，其特征在于：所述UWB智能巡更仪还包括分别与中央处理模块电连接的时钟模块、屏幕显示模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统，其特征在于：所述UWB智能巡更仪还包括电源模块，所述电源模块为蓄电池，用于为中央处理模块、心率采集模块、UWB信号发射模块、时钟模块以及屏幕显示模块供电。

5.根据权利要求2所述的一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统，其特征在于：每个所述UWB打卡基站包括依次连接的接收天线模块、UWB信号接收模块、UWB信号处理模块、通信模块，所述接收天线模块与所述UWB信号发射模块无线连接，所述通信模块与服务器连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统，其特征在于：所述UWB打卡基站还包括供电模块，用于为UWB信号接收模块、UWB信号处理模块供电。

7.根据权利要求2-6任一项所述的一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统，其特征在于：所述中央处理模块为单片机、PLC控制器、FPGA逻辑控制器中的任一种。

8.根据权利要求2所述的一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统，其特征在于：所述心率采集模块采用型号为SON7015的心率传感器。

9.根据权利要求1所述的一种基于UWB技术的人员巡更打卡系统，其特征在于：所述UWB智能巡更仪为手表或手环。

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