一、國(guó)家政策

2021年3月28日應(yīng)急管理部辦公廳下發(fā)了關(guān)于“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+危化安全生產(chǎn)”試點(diǎn)建設(shè)方案，其中明確了化工企業(yè)要建立人員定位系統(tǒng)的必要性。

1.1 背景

我國(guó)化工企業(yè)安全生產(chǎn)基礎(chǔ)比較薄弱，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)也伴隨著事故頻發(fā)，事故主要由“人的不安全行為、環(huán)境的不安全因素，以及管理的缺失”造成。

管理層面對(duì)復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境，日益增多的監(jiān)管對(duì)象，管理工作的壓力越來(lái)越大，根據(jù)公司的統(tǒng)一布屬，先以人員在崗在位為應(yīng)用，采用低功耗物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全廠(chǎng)區(qū)信號(hào)覆蓋來(lái)加強(qiáng)人員管理，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。

根據(jù)國(guó)家提出“智慧廠(chǎng)區(qū)”要求堅(jiān)持綠色發(fā)展，節(jié)能減排梳理綠色發(fā)展理念，節(jié)約集約建設(shè)用地，高效利用資源通道，要最大化利用已經(jīng)建設(shè)好的一張低功耗通信物聯(lián)網(wǎng)著重提高安全生產(chǎn)效率。

隨著互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，化工廠(chǎng)也面臨從數(shù)字化向智慧化轉(zhuǎn)型之路。如何將傳統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、人員等與生產(chǎn)效率及安全相關(guān)的數(shù)據(jù)緊密地結(jié)合到一起，并給化工廠(chǎng)的生產(chǎn)帶來(lái)實(shí)際效益，成了化工行業(yè)日益關(guān)注并急需解決的問(wèn)題。

除了生產(chǎn)設(shè)備類(lèi)的智能化管控，智慧化工廠(chǎng)也同樣注重人員智慧化的管理，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)也注重作業(yè)人員的人身安全。因此，人員在化工廠(chǎng)中的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)成了首要解決的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)問(wèn)題。進(jìn)一步加強(qiáng)園區(qū)化工（危險(xiǎn)化學(xué)品）企業(yè)生產(chǎn)區(qū)域人員管控，精確顯示生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)在線(xiàn)人員動(dòng)態(tài)，第一時(shí)間掌握企業(yè)應(yīng)急狀態(tài)時(shí)涉險(xiǎn)人員情況，提高應(yīng)急救援效率，杜絕未經(jīng)培訓(xùn)、未經(jīng)批準(zhǔn)人員進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)，在化工企業(yè)原有建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)有隱患排查治理的基礎(chǔ)上，開(kāi)展 “人員在崗在位的監(jiān)管”的建設(shè)工作。

二、技術(shù)方案原理

LPWAN是基于物聯(lián)網(wǎng)的低功耗廣域網(wǎng)，它能提供一個(gè)低功耗、可擴(kuò)展、高服務(wù)質(zhì)量、安全的長(zhǎng)距離無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。它將網(wǎng)絡(luò)實(shí)體分成4類(lèi)：終端節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器，其體系結(jié)構(gòu)如下圖所示

2.1人員定位功能：

1、 定位區(qū)域

為落實(shí)安全生產(chǎn)、智慧巡檢的相關(guān)需求，需將業(yè)主規(guī)定區(qū)域內(nèi)罐區(qū)、裝置區(qū)、廠(chǎng)房及道路等重點(diǎn)危險(xiǎn)源區(qū)域?qū)崿F(xiàn)人員位置定位。（餐廳及浴室不納入本次定位范圍）

2、 攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)

人員定位系統(tǒng)支持與廠(chǎng)區(qū)內(nèi)現(xiàn)有監(jiān)控相機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，在監(jiān)看定位人員位置的同時(shí)可以調(diào)動(dòng)周邊相機(jī)查看現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像。

3、電子圍欄

根據(jù)應(yīng)用需求在室內(nèi)外劃定電子圍欄（根據(jù)人員權(quán)限劃分區(qū)域，或設(shè)定危險(xiǎn)區(qū)域，人員類(lèi)型可分為：內(nèi)部人員、外協(xié)人員、承包商、訪(fǎng)客），人員進(jìn)入無(wú)權(quán)限區(qū)域或危險(xiǎn)區(qū)域標(biāo)簽進(jìn)行蜂鳴報(bào)警，后端平臺(tái)進(jìn)行報(bào)警彈窗。

4、 智慧巡檢（通過(guò)進(jìn)出統(tǒng)計(jì)記錄員工進(jìn)入巡檢區(qū)域及離開(kāi)巡檢區(qū)域的時(shí)間及停留時(shí)間）

5、 預(yù)留豐富的數(shù)據(jù)接口，支持與第三方平臺(tái)對(duì)接。

6、 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)高可擴(kuò)展性。

2.2所需要的產(chǎn)品

防爆LoRaWAN網(wǎng)關(guān)

帶有防爆認(rèn)證的物聯(lián)網(wǎng)通信設(shè)備，此網(wǎng)關(guān)設(shè)備主要匯聚人員識(shí)別卡信息并通以太網(wǎng)方式傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)。同時(shí)也是一種標(biāo)準(zhǔn)的物連網(wǎng)中繼設(shè)備，作為 LPWAN 通信系統(tǒng)的信息轉(zhuǎn)換器，負(fù)責(zé)銜接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和終端節(jié)點(diǎn)的通信，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備到服務(wù)器之間的報(bào)文通信協(xié)議轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)發(fā)。支持 LPWAN 通信規(guī)范，實(shí)現(xiàn) LoRa 物理層功能， 支持上行多信道并發(fā)，470-510MHz 寬范圍跳頻抗干擾，可接入大量各類(lèi)LoRa節(jié)點(diǎn)，支持以太網(wǎng)通信。

防爆藍(lán)牙定位標(biāo)簽

藍(lán)牙信標(biāo)是以藍(lán)牙方式周期廣播發(fā)送帶自身特征碼的設(shè)備，主要用于人員在崗系統(tǒng)中，為人員在崗系統(tǒng)提供參考位置信息。

防爆LoRaWAN人員識(shí)別卡

帶有防爆認(rèn)證的人員識(shí)別卡，人員攜帶定位卡接收到藍(lán)牙信標(biāo)發(fā)送的位置信息，并通過(guò)LPWAN無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程核心網(wǎng)服務(wù)器，高度集成SOS功能及門(mén)禁、消費(fèi)刷卡功能。

隔爆兼本安型基站

此隔爆兼本安型無(wú)線(xiàn)基站支持專(zhuān)網(wǎng)全網(wǎng)通4G卡，采用轉(zhuǎn)為以太網(wǎng)方式供防爆LoRaWAN網(wǎng)關(guān)通信應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸。

AOA通信基站

室內(nèi)定位基站是AOA高精度定位系統(tǒng)的一部分，AOA高精度定位系統(tǒng)可以讓您在安裝有AOA基站的環(huán)境下定位并追蹤任何裝備有AOA標(biāo)簽的對(duì)象，上行通過(guò)4G或以太網(wǎng)接入物聯(lián)網(wǎng)通信平臺(tái)。

LPWAN核心網(wǎng)服務(wù)器

核心網(wǎng)服務(wù)器控制器基于MAC層實(shí)現(xiàn)了虛擬化私有云并針對(duì)已連接的應(yīng)用服務(wù)器起調(diào)解功能。它協(xié)調(diào)通信網(wǎng)關(guān)、終端節(jié)點(diǎn)和客戶(hù)應(yīng)用服務(wù)器之間的消息（幀）和MAC命令。LRC管理設(shè)備授權(quán)、包括路由，并為所有基站和無(wú)線(xiàn)端設(shè)備提供冗余的、可伸縮的集中式管理。

融合高精度及低精度定位通信系統(tǒng)，將AOA定位技術(shù)+藍(lán)牙信標(biāo)+定位卡+物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)等技術(shù)有機(jī)融合，采用一張定位卡與多網(wǎng)關(guān)信息交融技能，通過(guò)對(duì)多定位信號(hào)的融合處理，完成室內(nèi)外定位的不同需求的定位精度實(shí)現(xiàn)一體化自動(dòng)無(wú)縫結(jié)合切換。通過(guò)運(yùn)營(yíng)商的廣域蜂窩網(wǎng)（4G/5G）進(jìn)行數(shù)據(jù)回傳，免去額外基站部署工作。有效解決百萬(wàn)平場(chǎng)景/廣域場(chǎng)景定位系統(tǒng)部署“價(jià)格高、設(shè)備多、定位不準(zhǔn)、室內(nèi)外難切換”等問(wèn)題。同時(shí)基于此方案還可以實(shí)現(xiàn)高可擴(kuò)展其它物聯(lián)網(wǎng)傳器的接入，節(jié)約成本、高效利用。后續(xù)可以依托于此物聯(lián)網(wǎng)接入其它傳感器，比如光照溫濕度傳感器、PM2.5檢測(cè)儀、煙霧報(bào)警器、壓力傳感器、人體紅外傳感器、線(xiàn)纜測(cè)溫、水浸傳感器、溫度傳感器、可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)、危害氣體監(jiān)測(cè)、電力能源數(shù)據(jù)采集，通過(guò)本次建設(shè)的低功耗物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展應(yīng)用，如后續(xù)的溫濕度監(jiān)測(cè)及儀表能耗數(shù)據(jù)采集等，解決一張網(wǎng)多應(yīng)用高可擴(kuò)展性的問(wèn)題。