一、国家政策

2021年3月28日应急管理部办公厅下发了关于“工业互联网+危化安全生产”试点建设方案，其中明确了化工企业要建立人员定位系统的必要性。

1.1 背景

我国化工企业安全生产基础比较薄弱，经济增长也伴随着事故频发，事故主要由“人的不安全行为、环境的不安全因素，以及管理的缺失”造成。

管理层面对复杂的生产环境，日益增多的监管对象，管理工作的压力越来越大，根据公司的统一布属，先以人员在岗在位为应用，采用低功耗物联网通信技术实现了全厂区信号覆盖来加强人员管理，达到安全生产的目的。

根据国家提出“智慧厂区”要求坚持绿色发展，节能减排梳理绿色发展理念，节约集约建设用地，高效利用资源通道，要最大化利用已经建设好的一张低功耗通信物联网着重提高安全生产效率。

随着互联网及物联网技术的迅速发展，化工厂也面临从数字化向智慧化转型之路。如何将传统的生产数据、人员等与生产效率及安全相关的数据紧密地结合到一起，并给化工厂的生产带来实际效益，成了化工行业日益关注并急需解决的问题。

除了生产设备类的智能化管控，智慧化工厂也同样注重人员智慧化的管理，提高生产效率的同时也注重作业人员的人身安全。因此，人员在化工厂中的实时位置数据成了首要解决的物联网技术问题。进一步加强园区化工（危险化学品）企业生产区域人员管控，精确显示生产区域内在线人员动态，第一时间掌握企业应急状态时涉险人员情况，提高应急救援效率，杜绝未经培训、未经批准人员进入生产区，在化工企业原有建设标准和现有隐患排查治理的基础上，开展 “人员在岗在位的监管”的建设工作。

二、技术方案原理

LPWAN是基于物联网的低功耗广域网，它能提供一个低功耗、可扩展、高服务质量、安全的长距离无线网络。它将网络实体分成4类：终端节点、网关、服务器和应用服务器，其体系结构如下图所示

2.1人员定位功能：

1、 定位区域

为落实安全生产、智慧巡检的相关需求，需将业主规定区域内罐区、装置区、厂房及道路等重点危险源区域实现人员位置定位。（餐厅及浴室不纳入本次定位范围）

2、 摄像机联动

人员定位系统支持与厂区内现有监控相机进行联动，在监看定位人员位置的同时可以调动周边相机查看现场实时图像。

3、电子围栏

根据应用需求在室内外划定电子围栏（根据人员权限划分区域，或设定危险区域，人员类型可分为：内部人员、外协人员、承包商、访客），人员进入无权限区域或危险区域标签进行蜂鸣报警，后端平台进行报警弹窗。

4、 智慧巡检（通过进出统计记录员工进入巡检区域及离开巡检区域的时间及停留时间）

5、 预留丰富的数据接口，支持与第三方平台对接。

6、 物联网平台实现高可扩展性。

2.2所需要的产品

防爆LoRaWAN网关

带有防爆认证的物联网通信设备，此网关设备主要汇聚人员识别卡信息并通以太网方式传输到核心网。同时也是一种标准的物连网中继设备，作为 LPWAN 通信系统的信息转换器，负责衔接网络服务器和终端节点的通信，实现终端设备到服务器之间的报文通信协议转换和转发。支持 LPWAN 通信规范，实现 LoRa 物理层功能， 支持上行多信道并发，470-510MHz 宽范围跳频抗干扰，可接入大量各类LoRa节点，支持以太网通信。

防爆蓝牙定位标签

蓝牙信标是以蓝牙方式周期广播发送带自身特征码的设备，主要用于人员在岗系统中，为人员在岗系统提供参考位置信息。

防爆LoRaWAN人员识别卡

带有防爆认证的人员识别卡，人员携带定位卡接收到蓝牙信标发送的位置信息，并通过LPWAN无线网络将信息传输到远程核心网服务器，高度集成SOS功能及门禁、消费刷卡功能。

隔爆兼本安型基站

此隔爆兼本安型无线基站支持专网全网通4G卡，采用转为以太网方式供防爆LoRaWAN网关通信应用数据传输。

AOA通信基站

室内定位基站是AOA高精度定位系统的一部分，AOA高精度定位系统可以让您在安装有AOA基站的环境下定位并追踪任何装备有AOA标签的对象，上行通过4G或以太网接入物联网通信平台。

LPWAN核心网服务器

核心网服务器控制器基于MAC层实现了虚拟化私有云并针对已连接的应用服务器起调解功能。它协调通信网关、终端节点和客户应用服务器之间的消息（帧）和MAC命令。LRC管理设备授权、包括路由，并为所有基站和无线端设备提供冗余的、可伸缩的集中式管理。

融合高精度及低精度定位通信系统，将AOA定位技术+蓝牙信标+定位卡+物联网通信网关等技术有机融合，采用一张定位卡与多网关信息交融技能，通过对多定位信号的融合处理，完成室内外定位的不同需求的定位精度实现一体化自动无缝结合切换。通过运营商的广域蜂窝网（4G/5G）进行数据回传，免去额外基站部署工作。有效解决百万平场景/广域场景定位系统部署“价格高、设备多、定位不准、室内外难切换”等问题。同时基于此方案还可以实现高可扩展其它物联网传器的接入，节约成本、高效利用。后续可以依托于此物联网接入其它传感器，比如光照温湿度传感器、PM2.5检测仪、烟雾报警器、压力传感器、人体红外传感器、线缆测温、水浸传感器、温度传感器、可燃气体监测、危害气体监测、电力能源数据采集，通过本次建设的低功耗物联网实现可扩展应用，如后续的温湿度监测及仪表能耗数据采集等，解决一张网多应用高可扩展性的问题。