数据中心人员出入定位系统方案
一、系统概述
人员定位系统是专为数据中心设计开发的一套全流程人员管理系统，涵盖了人员出入、访客陪同、实 时定位、视频联动、区域告警等多场景需求。系统采用最适合数据中心场景应用的“ RFID 区域触发定位技 术” ，结合自主研发的机柜间位置算法，使得定位精度达 3～4 个机柜。系统可多地区级联、同步定位，支 持 2D、3D 地图。多频率复合定位电子标签可与现有 RFID 门禁系统无缝对接，无需重复发卡。
该系统已成功应用于多家银行数据中心，定位技术实际效果理想，受环境干扰小、无漂移。与门禁系 统整合使用，大大提高了工作效率，数据完整透明，是国内首个数据中心专用人员出入与定位全流程管理 系统。
系统建设意义： 1.
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提高管理工作的信息化水平，推动对人员的管理工作向制度化、规范化、实时化发展，为逐步实现“ 智能化全方位监管” 奠定坚实基础。
减轻工作人员管理的工作量，减少人力成本投入，提高工作效率。
视频联动，物联网技术与现有视频联动可实时查看现场情况，为调配相关人员及时解决突发情况提供依据。
主动预警，解决事故发生滞后性问题，将事故发生隐患提前暴露，避免事故发生。
对人员实时定位追踪（信息中心可实时查看人员位置信息、人员数量、任何房间人员信息、人员动态变化、人员遇突发事情求助、进入危险区域告警信息等）。
二、技术阐述
图 1 RFID 系统结构图
RFID 是一种非接触式自动识别技术，可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别 系统与特定目标之间建立机械或光学接触。因为可以快速读写、长期跟踪管理目标，在智能识别领域受到 广泛青睐。同时，随着物联网技术在我国的快速发展，作为物联网支撑技术的 RFID 技术被认为是有发展前 途的信息技术之一。未来几年中，将有更多的产品中会被植入 RFID 标签，RFID 技术的应用将会是相当的 广泛。
一个典型的 RFID 系统结构如下图 1 所示：
2.1 定位技术比较
定位服务是非常受到人们青睐和重视的一项技术。目前，人们比较熟知的定位服务是 GPS（全球定位 系统），还有我们国家的北斗定位系统。尽管 GPS 技术应用最成熟也最广泛，但它有明显的缺陷，定位精 度差（10 米-50 米），不支持室内定位。因此越来越多的其它无线网络技术进入到定位服务这一领域，例如 GSM 手机定位、Wi-Fi、RFID、ZigBee、UWB、蓝牙 Bluetooth 定位等；以及一些特殊技术，如 LED、 红外线、激光等也加入进来。
下图 2 是根据各种技术的定位精度和实际部署难易度做的比较图：
图 2 各种定位技术比较
2.2 RFID 定位技术
根据多年的项目实施经验，我们通常会为客户不同的应用场景来提供不同的定位方案。从各种技术的定位精度、市场规划化程度、实际定位效果、保密性等多维度情况来考察，RFID 定位技术是最具有市场接受度和使用场景的。当前有三种 RFID 技术可用于室内定位，如图 3 所示：
图 3 三种 RFID 定位技术比较
（1）传统 RFID 定位方案，利用 2.45GHz 微波技术感应其读取范围内的电子标签，覆盖范围一般为 50~100 米半径，我们称之为区域范围定位，或存在性定位。优势是建设成本较低，设备部署数量较少、 施工简单；缺点是只能感知目标的存在，不能精确定位、不能连续追踪。但深受很多对室内定位精度要求
不高的客户青睐。
（2）双频 RFID 触发方案，采用 125KHz 低频激活器和 2.45GHz 微波基站进行组网，利用低频近距 离触发定位，微波远距离识别和上传数据，定位范围 2m~7m（吸顶天线）/30cm~3m（地感天线）。优势 是定位精确、识别度高、技术成熟稳定；缺点是建设成本略高、施工复杂，不适用大范围连续跟踪定位。 主要应用于入口、通道、重点区域监控定位。
（3）高精度实时定位，一种物联网革命性创新产品，采用 HALS 定位基站组网，兼容 RFID 和 BLE 两种工作模式，利用 AOA 技术，定位精度在 0.3m-1m。优势是定位精度高、施工简单、可大范围持续跟 踪定位，缺点是建设成本较高。主要适用于高精度人员及物品的实时精准定位。
2.3 技术选型
2.3.1 用户需求
数据中心机房场景内的定位比较特殊，在一个空旷的房间内，布设了多排金属机柜，对无线信号形成 了严重的遮挡，并容易强化信号的反射和多径效应，因此定位环境恶劣。
数据中心的机房管理者一般对无线定位系统提出以下要求： 1，能定位机房内人员的实时位置，精确到单个通道或 4~5 个机柜； 2，能记录机房内人员的运动轨迹；
3，能对机房内的人员划定电子围栏，并能够在该人员跨越电子围栏时报警； 4，能让工作人员到指定位置巡检，并生成数据报表； 5，能够监控定位标签电池，并在电池不足时报警。
2.3.2 技术选型
根据上述需求并通过多次现场环境测试，我们发现很多无线定位技术在该环境中出现信号被干扰、遮挡，定位点严重漂移的现象。RFID 触发技术采用低频 125KHz 激活定位，2.45GHz 微波传输数据，具有功耗低、抗多径效果好、抗干扰能力强、安全性高等特点，配合本系统的位置与精度矫正算法，使得系统定位精度较高、定位点不漂移、不穿机柜，是最适合数据中心机房环境内使用的定位技术。
图 4 数据中心定位示意图
2.4 触发式定位原理
低频 125K 激活器连接四路定位天线，通过天线主动发射低频脉冲信号（载波数据中含该定位天线编号），配套的低频激活标签持续打开低频接收功能，当收到某激活器天线的激活信号时，该标签的低频芯片将实时解析出该激活器编号，同时检测出该低频信号的 RSSI 场强值，然后唤醒并传入 MCU 单片机，接着打开板载的 2.4G 无线射频芯片进行一次强信号发射（无线发射的数据包中含标签 ID 和激活器天线编号以及低频场强 RSSI 值）。
有效识别范围内的 2.4G 读写器将收到该标签以 2.4G 频段发射的数据包，解析出该数据包中的标签 ID 号和激活器天线编号后以及 RSSI 值后立刻上传到上位机电脑。
触发式定位典型应用是可判断该标签通过了何地点（激活器天线所在的物理位置），如果某门禁内外各安装了一台激活器天线，可以根据标签被激活的先后顺序做出非常准确的进出判断；可精确判定上下楼层。
图 5 低频触发定位原理图
三、系统介绍
3.1 系统组成
人员定位系统拥有统一的管理平台和数据库，为管理决策提供最翔实的基础数据，是数据中心通过信息技术提升管理能力的重要平台。该平台主要包含人员定位系统、出入控制系统、数据服务系统和用户应用系统。
数据中心人员出入定位系统方案
