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1、 白皮書 華為華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書物聯網融合技術白皮書 文檔版本文檔版本 1.0 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 ii 目目 錄錄 1 產生背景產生背景 . 1 2 華為華為 WLAN IoT 融合策略融合策略 . 3 3 技術實現技術實現 . 4 3.1 實現架構 . 4 3.2 無線技術 . 6 4 華為華為 WLAN IoT 融合方案融合方案 . 10 4.1 企業辦公資產管理 .10 4.1.1 基于 BLE 技術的資產管理 .10 4.1.2 基于 RFID 技術的資產管理 .12 4.2 醫療物聯網.13 4.2.

2、1 嬰兒防盜 .13 4.2.2 醫療資產管理 .16 4.2.3 輸液管理 .17 4.3 電子價簽 .17 5 客戶價值客戶價值 . 19 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 1 1 產生背景產生背景 物聯網被稱為是世界信息產業革命的第三次浪潮， “Next Big Thing” 。 從第一臺聯網的ATM（自動取款機） ，到第一臺聯網的筆記本電腦，再到第一個聯網的移動電話、第一臺聯網的汽車、第一只聯網的電表，越來越多的設備通過蜂窩網、NFC、RF-ID、藍牙、Zigbee 和 Wi-Fi 等連接方式連到網絡上。根據華為的預測，到 2025 年

3、將有超過1000 億個物（不包括個人寬帶用戶）被連接起來。任何物體，在任何時間和任何地點都能連接到網絡上，物聯網正在深刻地影響著人們的生產和生活。 圖1-1 物聯網關鍵要素 在物聯網中，各種傳感器將從物理世界獲取到的信息（信息獲取功能） ，通過泛在的連接和網絡管道傳送給各種智能的應用進行信息加工和決策（信息處理功能） ，智能應用將決策的結果施效到物理世界里，將關注的對象控制在預期的運動狀態（信息施效功能） 。在這個過程中，泛在的連接充當了非常重要的角色，尤其是處于網絡邊緣的網絡產品，它們需要支持多樣性的連接方式。 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公

4、司 2 比如在企業貴重資產上貼付有源射頻標簽，在企業內部署標簽射頻閱讀器，閱讀器通過對有源標簽的跟蹤可以實現對貴重資產的管理，記錄貴重資產的移動軌跡，實現自動盤點等資產管理功能。但是，有源標簽使用的射頻技術是多種多樣的，比如標簽使用的射頻技術可以是 RFID、BLE 或 Zigbee 的。接入設備如何快速融合 IoT 領域多樣化的無線接入方式，是需要解決的問題，也是 WLAN 大規模推廣 IoT 企業級應用的關鍵。 為了解決融合入口問題，華為推出了物聯網 AP，在已經廣泛部署和成熟應用的 Wi-Fi 產品上，提供藍牙、RFID 等 IoT 連接方式。華為的物聯網 AP 方案在 Wi-Fi 的基

5、礎上，實現了其他短距無線接方式在 AP 上的共站址、共回傳、統一入口和統一管理，并具有靈活可擴展等特點。 由以上可以看出，要實現 WLAN 與 IoT 雙網融合，接入設備物聯網 AP 是關鍵融合切入點。 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 3 2 華為華為 WLAN IoT 融合策略融合策略 華為 WLAN 在 IoT 領域，堅持“被集成”戰略，構建基于管道的技術平臺和生態系統，充分發揮合作伙伴在 IoT 領域的專業優勢，實現快速融合，快速響應，給客戶帶來最大效益。 圖2-1 華為 WLAN IoT 融合策略示意圖 華為 WLAN 物聯網融合技術

6、白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 4 3 技術實現技術實現 3.1 實現架構 3.2 無線技術 3.1 實現架構 圖3-1 聯網 AP 技術架構圖 上圖為物聯網 AP 技術架構圖。在華為的物聯網 AP 上保持了原有的 Wi-Fi 模塊，可以為 Wi-Fi 終端用戶提供 WI-FI 接入服務，同時 Wi-Fi 模塊也可以為 Wi-Fi Tag 提供定位服務。物聯網 AP 內置藍牙 4.0 模塊，可以通過 Bluetouth4.0 的協議與 Beacon 通信，提供藍牙定位服務。另外物聯網 AP 內部還提供了 3 個標準的 Mini-PCI-E 擴展槽位，可以插入滿足 Mini

7、-PCI-E 接口標準的物聯網模塊。物聯網 AP 還提供 USB 接口，可以插入 USB 直插模塊，或通過 USB 延長線插入 USB 擴展模塊。通過擴展槽或者 USB 接口接入的各個廠商的物聯網模塊，通過其私有的協議與物聯網終端設備進行通信。對物華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 5 聯網 AP 來說，AP 不需要處理各個廠商私有的協議，AP 只需要將各個模塊處理后的數據做數據轉發即可。 下圖以 AP4050DN-E 為例，介紹了物聯網 AP 的主要物理接口。 圖3-2 物聯網 AP 主要物理接口-1 圖3-3 物聯網 AP 主要物理接口-2

8、華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 6 物聯網 AP 提供的主要接口如上圖所示。這些接口的主要用途如下表所示。 編號編號 接口接口 數量數量 用途用途 1 GE 口 2 1. GE0 可以提供 POE 受電； 2. GE1 可以提供 POE 供電； a) 當 AP 不連接物聯網插卡，并且不使用 USB 接口時，可帶最大功耗為 7W 的外設； b) 當 AP 僅連接一張物聯網插卡，并且不使用USB 接口時，可帶最大功耗為 5.5W 的外設； c) 當 AP 連接 2 張及以上的物聯網插卡，或使用USB 接口時，PoE_OUT 功能將會被自動關閉。

9、3. GE0 和 GE1 都可以做 AP 上行網口接入到接入交換機，支持 Trunk。 2 Mini PCI-E 3 1. 標準 MINI-PCI-E 物理接口，用于插入擴展物聯網模塊； 2. 槽位內置在 AP 蓋板內，可以外置物聯網天線。 3 USB 1 1. 標準 USB2.0 口（對外輸出最大功率為 2.5W），可用于擴展 USB 接口的物聯網模塊等。 2. 支持 U 盤設備用于擴展存儲。 3.2 無線技術 在物聯網場景中，使用了很多不同的無線技術。比如，2G/3G/4G 蜂窩技術、Wi-Fi、Bluetooth、RFID、Ziggbee 和 LoRa 等其他短距無線技術都可以被用來作為

10、物聯網的連接方式。這些技術在覆蓋距離、能夠提供的帶寬和工作頻率等上的各不相同。這里主要介紹物聯網 AP 支持的幾種無線接入技術：Bluetouth、RFID 和 Ziggbee。 RFID RFID（Radio Frequency Identification ）即射頻識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象，并對其信息進行標志、登記、儲存和管理 RFID 系統通常由電子標簽、讀寫器和天線三部分組成： 射頻標簽：由芯片和標簽天線或線圈組成，通過電感耦合或電磁反射原理與讀寫器進行通信； 讀寫器：讀取(在讀寫卡中還可以寫入)標簽信息的設備 ，有時候也成為讀卡器； 天線：電子標簽和讀寫器都天線。電子標

11、簽的天線一般內置標簽內。讀寫器的天線可以內置在讀寫器中，也可以通過射頻線與讀寫器天線接口相連。 電子標簽、讀寫器和信息處理系統之間的信息交互流程如下： 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 7 1. 讀寫器將要發送的信息，經編碼后加載到高頻載波信號上再經天線向外發送。 2. 進入讀寫器工作區域的電子標簽接收此信號，卡內芯片的有關電路對此信號進行倍壓整流、調制、解碼、解密，然后對命令請求、密碼、權限等進行判斷。 3. 若為讀命令，控制邏輯電路則從存儲器中讀取有關信息，經加密、編碼、調制后通過片上天線再發送給器，讀寫器對接收到的信號進行解調、解碼、解密

12、后送至信息系統進行處理。 4. 若為修改信息的寫命令，有關控制邏輯引起電子標簽內部電荷泵提升工作電壓，提供電壓擦寫 EEPROM。若經判斷其對應密碼和權限不符，則返回出錯信息。 電子標簽和讀寫器之間通過無線的方式通信，讀寫器和信息處理系統之間通過有線方式通信。在物聯網 AP 中，讀寫器通過插卡的方式內置在 AP 上，利用物聯網 AP 上的上行網口與信息處理系統通信。電子標簽與讀寫器之間的無線工作頻率一般有三種：低頻、高頻和超高頻。 1. 低頻：工作頻率為 120134KHz，技術成熟，市場上絕大部分 RFID 產品工作在這個頻率。數據信息量小且傳輸慢，讀寫距離近（小于 10cm），主要應用于門

13、禁、考勤刷卡等場景。 2. 高頻：工作頻率 13.56MHz，技術成熟，在市場的占比僅次于低頻，數據傳輸較快。讀寫距離近(小于 1m)，主要應用于智能貨架、圖書管理等場景。 3. 超高頻：工作頻率 860MHz960MHz、2.45GHz 和 5.8GHz。RFID 產品發展最快的頻段。數據傳輸很快，讀寫距離遠（3m-50m），主要應用于供應鏈管理、后勤管理等場景。 藍牙藍牙 4.0 藍牙無線技術是使用最廣泛的全球短距離無線標準之一。藍牙技術聯盟（SIG）于2010 年 7 月發布了藍牙 4.0，以低功耗（BLE）作為新版本的主要技術點，其本身也兼容了經典藍牙技術。藍牙 4.0 提供了單模和雙

14、模兩種模式，其中雙模包含了 BLE 和經典藍牙，單模只有 BLE。BLE 提供了一種星型拓撲結構，主設備管理著連接，并且可以連接多個從設備；從設備只能連接一個主設備。 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 8 圖3-4 BLE 星型拓撲結構 主設備和從設備之間通過無線方式通信。在物聯網 AP 中，主設備通過 AP 的上行網口與藍牙服務器通信。BLE 的無線通信工作 2.4G 頻段，占用 40 個信道，每個信道2MHz 帶寬。其中 3 個為固定的廣播信道，37 個為用來跳頻的數據信道。 主設備與從設備之間通信連接過程如下圖所示，總結起來可以分為以下幾

15、種狀態： 圖3-5 BLE 主從設備通信連接過程 1. 待機狀態：設備沒有傳輸和發送數據，并且沒有連接到任何設備上。 2. 廣播狀態：廣播設備以一定的廣播時間間隔，在 3 個固定的廣播信道（37、38、39）上發送廣播消息；廣播消息是單向的，不需要任何的連接。 3. 掃描狀態：掃描設備在 3 個固定的廣播信道（37、38、39）上監聽廣播消息。 4. 初始化狀態：在初始過程中，掃描設備和廣播設備將完成建立連接。掃描設備發送一個連接請求信息，連接請求消息里包括了連接時間發送的信道、時間等信華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 9 息。廣播設備接收連接

16、，兩個設備進入連接狀態。連接發起方（掃描設備）成為主設備，接收方（廣播設備）成為從設備。 5. 連接事件：主設備和從設備立連接后，他們之間的通信稱為連接事件。主設備和從設備的通信按照指定的間隔周期性的發生，通信的信道在 036 之間按照算法進行跳頻。主設備和從設備都可以從連接事件狀態中主動斷開連接。一邊發起斷開，另一邊必須在斷開連接之前回應這個斷開請求。 ZigBee ZigBee 技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術，具有近距離、自組織、低功耗、低數據速率等特點。ZigBee 標準由 ZigBee 聯盟發布，物理層和 MAC 對一個IEEE 的 802.15.4 標準。ZigBee 支持星

17、型組網、MESH 組網和混合組網（星型組網+MESH 組網）三種不同的組網方式。 圖3-6 ZigBee 組網拓撲 在 ZigBee 的組網中有三種角色的節點：ZigBee 協調者（ZC） 、ZigBee 路由器和ZigBee 終端節點（ZED） 。ZC 是網絡的協調者，負責建立和管理整個網絡，當網絡建立后 ZC 也是一個 ZR。ZR 提供路由信息，同時執行負責允許其他設備加入這個網絡的功能。ZED 是終端節點，對于維護這個網絡沒有責任。 ZigBee 組網中，節點之間通過無線方式通信。ZigBee 無線通信主要工作在三個頻段上，分別是用于歐洲的 868MHz 頻段，用于美國的 915MHz

18、頻段，以及全球通用的2.4GHz 頻段。但這三個頻段的信道帶寬并不相同，它們各自的信道帶寬分別是0.6MHz、2MHz 和 5MHz，分別有 1 個、10 個和 16 個信道。ZigBee 可以提供的數據速率比較低，速率對于 2.4GHz 頻段只有 250kbps，而 868MHz 頻段只有 20kbps，915MHz 頻段只有 40kbps。ZigBee 節點之間采用基于 CSMA/CA 的隨機接入信道技術（協議定義了 CSMA/CA 和 GTS 兩種方式，不過 ZigBee 實際上并沒有對時分復用 GTS技術進行相關的支持）通信。ZigBee 網絡支持兩種路由算法，樹路由和網狀網路由。樹狀

19、路由只有兩個方向向子節點發送或者向父節點發送，不需要路由表，節省存儲資源，但缺點是很不靈活，并且路由效率低。網狀路由實際上是 AODV 路由算法的一個簡化版本，非常適合無線自組織網絡的路由，需要節點維護一個路由表，耗費一定的存儲資源，但往往能達到最優的路由效率，而且使用靈活。 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 10 4 華為華為 WLAN IoT 融合方案融合方案 4.1 企業辦公資產管理 4.2 醫療物聯網 4.3 電子價簽 4.1 企業辦公資產管理 WLAN 企業辦公資產管理 IoT 融合方案主要使用了 BLE 技術和 RFID 技術。 4

20、.1.1 基于 BLE 技術的資產管理 基于 BLE 技術的資產管理，使用的是 BLE Tag 定位原理。在企業貴重資產上貼付有源的 BLE Tag，使 BLE Tag 唯一標記該資產。BLE Tag 周期性的發送廣播幀，廣播幀被AP 內置藍牙模塊監聽，AP 內置藍牙模塊會將接收到的 BLE Tag 幀的信號強度和時間戳等信息上報給定位引擎進行位置計算，定位引擎將計算結果送給資產管理服務器，資產管理服務器將定位結果圖形化顯示實現對資產的實時跟蹤和定位，并可以實現資產移動軌跡查看和自動盤點等功能。 圖4-1 基于 BLE 技術的資產管理組網示意圖 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本

21、1.0 版權所有 華為技術有限公司 11 該方案中用于資產管理的 Tag 使用的是 BLE 技術，具備低功耗優勢，一般的 BLE Tag的電池續航能達到 35 年。資產管理是一種區域定位，其原理是基于 RSSI “三點定位” 。區域定位能定位到該資產所在區域，或定位出該資產在哪個 AP 的覆蓋范圍之內。通常區域定位的精度約為 20m30m，滿足一般企業對貴重資產管理的實時監控需求。下面是基于 BLE 技術資產管理的主要工作邏輯。 1. BLE Tag 發射信號 綁定在資產上用于唯一標記該資產的 BLE Tag，會周期性的廣播信標幀。信標幀必須要讓內置了藍牙模塊的華為 AP 所識別，所以，該信標

22、幀的幀格式必須滿足華為藍牙接口定義規范 。該規范定義了三種模式的幀格式：標準 iBeacon 模式、BLE Tag 標簽模式、BLE 透傳模式。資產管理使用額是 BLE Tag 標簽模式，主要定義的幀格式有：標簽類型、電池電量、脫落標識、RSSI 校準值和廠商自定義字段等。目前與華為合作的 BLE Tag 廠商是創新微。 2、AP 內置藍牙模塊探測信號 AP 內置藍牙模塊有三種工作模式：ibeacon-mode、tag-mode、transparent-mode，分別對應 Tag 的“標準 iBeacon 模式” 、 “BLE Tag 標簽模式” 、 “BLE 透傳模式” 。資產管理需要 AP

23、 內置藍牙模塊工作在“tag-mode”模式，該模式下 AP 內置藍牙模塊可以探測BLE Tag 廣播幀，并將其信號強度、時間戳、電池電量等信息封裝上送。 注意：WLAN AP 內置藍牙模塊的三種工作模式互斥。如果工作在“tag-mode”模式，則無法同時工作在“ibeacon-mode”或“transparent-mode” 。 AP 上送 BLE Tag 信息的方式可以是直接上送，也可以通過 AC 上送。而 AP 和 AC 可以實時上送 Tag 信息，也可以周期聚合上送 Tag 信息。這些上送方式在 AC 界面都可以配置，是可配的。具體上送方式的選擇，需要根據合作方和客戶實際需要配置。 3

24、、定位引擎 定位引擎的主要功能是根據 AP 或 AC 上送的 Tag 信息做定位計算，它需要能夠解析AP 或 AC 上送的 Tag 信息，所以與 WLAN AC 或 AP 對接的定位引擎同樣要滿足華為藍牙接口定義規范,該規范的服務器北向接口定義了對接格式。 4、資產管理服務器 資產管理服務器由合作方提供，主要是用來做資產管理業務，它可以根據定位引擎上送的定位數據實現圖形化的資產管理實時監控，顯示資產移動軌跡等。 藍牙與藍牙與 Wi-Fi 之間的干擾之間的干擾 目前，2.4GHz Wi-Fi 終端尚未被淘汰，Wi-Fi 的 2.4GHz 頻段覆蓋和 5GHz 頻段覆蓋在企業辦公場景會同時存在。而

25、 BLE 工作頻段也在 ISM 2.4GHz，所以，2.4GHz Wi-Fi 和BLE 之間將會存在干擾問題。為減輕此類干擾，建議措施如下： 現網部署 AP 并開啟藍牙系統時 2.4G 規劃使用 1、6、11 信道。BLE 設備大部分時間只有廣播發送業務，而 BLE 協議設計的廣播信道固定使用頻點為 2402MHz、2426MHz 和 2048MHz 的 3 個 2M 帶寬信道，特意與 wlan 的常用信道 1、6、11 信道（中心頻率為 2412MHz、2437MHz 和 2462Mhz）錯開。所以，現網部署 AP 并開啟藍牙系統時 2.4G 規劃使用 1、6、11 信道。 提升 AP 部署

26、密度，AP 的 2.4GHz 射頻和藍牙射頻采用間隔 AP 開啟的方式，即相鄰 AP 一個開啟 2.4GHz 射頻關閉藍牙射頻，另一個開啟藍牙射頻關閉 2.4GHz 射頻。 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 12 根據實際的摸底測試，在 Wi-Fi 開啟的同時，由于干擾問題，BLE Tag 的有效傳播距離約 10m 左右。 4.1.2 基于 RFID 技術的資產管理 基于 RFID 技術的資產管理通過 RFID Tag 與資產的捆綁，使 RFID Tag 能唯一標識該資產，RFID Tag 周期性發送廣播幀，RFID 閱讀器接收廣播幀，并將廣播

27、幀信號強度和Tag 信息上送資產管理服務器，資產管理服務器將定位結果圖形化顯示實現對資產的實時跟蹤和定位，并可以實現資產移動軌跡查看和自動盤點等功能。 圖4-2 基于 RFID 技術的資產管理組網示意圖 基于 RFID 技術的資產管理使用的是 ISM 2.4GHz 頻段，同樣具備低功耗等優點，RFID Tag 的電池續航能達到 35 年。RFID Tag 的區域定位原理是基于閱讀器覆蓋范圍的區域定位，閱讀器接收 RFID Tag 信號并將信號強度等信息上送資產管理服務器，資產管理服務器根據信號強度判斷該 Tag 處在哪個閱讀器的覆蓋范圍。通常區域定位的精度約為 20m30m，滿足一般企業對貴重

28、資產管理的實時監控需求。與 BLE 的資產管理不同的是：BLE Tag 閱讀器是 AP 的內置藍牙模塊。RFID Tag 閱讀器是插在物聯網 AP Mini-PCI-E 接口的 RFID 插卡。下面是基于 BLE 技術資產管理的主要工作邏輯。 1. RFID 插卡接收 RFID Tag 信號 綁定在資產上用于唯一標記該資產的 RFID Tag，會周期性的廣播信標幀。RFID Tag 信標幀被 RFID 插卡所識別并讀取，插卡與 Tag 之間遵循的是合作方的私有協議，華為沒有對 RFID Tag 幀格式做定義。 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司

29、13 目前，RFID 資產管理方案中 RFID Tag 和 RFID 插卡由先施提供。 2、RFID 插卡與物聯網 AP 對接 RFID 插卡硬件上通過物聯網 AP 內置的 Mini-PCI-E 接口對接，合作廠商需要按照華為的 Mini-PCI-E 接口規范提供插卡，以保證插卡與 AP 在硬件上完美對接。 RFID 插卡與 AP 之間的數據通信使用的是串口通信協議，目前，AP 的 Mini-PCI-E 接口提供 115200bit/s、57600bit/s、38400bit/s、19200bit/s、9600bit/s 的串口波特率，這些波特率都可以配置，可以根據不同廠商的插卡靈活選擇。 R

30、FID 插卡與 AP 通信時，雖然 AP 只做回傳管道不需要關心插卡承載的業務，但 AP需要準確識別 RFID 插卡是否上送了完整的數據，是否可以轉為以太報文發送出去。所以，合作方提供的 RFID 插卡的軟件接口需要遵循華為 Mini-PCI-E 接口軟件通信規范。 3、資產管理服務器 RFID 資產管理服務器由合作方提供，AP 收到插卡數據后，根據配置好的上位機的 IP地址和端口號，通過上行以太鏈路發送給資產管理服務器。資產管理服務器對資產實時監控，顯示資產移動軌跡等。資產管理服務器合作方為先施。 先施 RFID 資產標簽和插卡使用的是 ISM 2.4GHz 頻段，其具體頻點是 2.425G

31、Hz，帶寬是 1MHz，在網絡部署時可以合理規劃 Wi-Fi 2.4GHz 頻段降低干擾。 4.2 醫療物聯網 WLAN 醫療物聯網融合方案使用了 RFID 技術，WLAN AP 通過內置 Mini-PCI-e 接口或 USB 接口融合 RFID 閱讀器，實現 WLAN 與醫療物聯網的融合。目前在醫療物聯網與華為 WLAN 合作的廠商是銀江，華為提供 WLAN 網絡設備如 AP、AC 等，銀江提供醫療相關設備，如醫療管理上位機系統、輸液監控器、母嬰手環、RFID 插卡、RFID USB 擴展器等。 醫療物聯網主要包括三個子場景：嬰兒防盜、輸液管理和醫療資產管理。 4.2.1 嬰兒防盜 嬰兒防盜

32、主要有以下子功能： 嬰兒佩戴安全手環，嬰兒手環信息、嬰兒個體信息和母親信息等在后臺服務器做綁定。服務器通過出口監視器實時記錄嬰兒所處位置，母親通過手機 APP 可以確認嬰兒身份，防止錯抱。 在病房部署 RFID 閱讀器和出口監視器，手環 RFID 模塊通過對出口監視器的識別發送出口監視器的信息，RFID 閱讀器接收手環發送的信息，并將信息上送服務器，服務器根據出口監視器 ID 等信息實時顯示嬰兒位置。 在病房區域關鍵出入口部署出口監視閱讀器和聲光報警器，當手環靠近出口監視器時，出口監視器識別嬰兒手環并觸發聲光報警器報警，實現“電子圍欄”的防盜功能。 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版

33、本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 14 圖4-3 嬰兒防盜組網示意圖 嬰兒防盜手環使用的射頻技術是 RFID 技術，手環有連個模塊，一個是 433MHz 射頻模塊一個是 125KHz 射頻模塊。嬰兒手環的 433MHz 射頻模塊主要負責與 RFID 閱讀器通信，收發 RFID 信息。嬰兒手環的 125KHz 射頻模塊工作在監聽模式，負責監聽出口監視器發送的 125KHz 的信標幀。嬰兒防盜分為母嬰配對、嬰兒區域定位和嬰兒防盜電子圍欄三個子功能。 母嬰配對： 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 15 圖4-4 母嬰配對流程示意圖 1. 在新生

34、兒出生時，佩戴嬰兒安全手環，并將嬰兒信息、嬰兒手環信息和母親信息錄入后臺服務器，做捆綁。 2. 當新生兒從產房第一次抱到母親面前時，母親病房的出口監視器會使用 125KHz射頻廣播自己的 ID 等信息，嬰兒手環 125KHz 模塊偵聽到該信息后，通過433MHz 射頻發送嬰兒手環信息和偵聽到的出口監視器信息。該信息被 RFID 插卡的 433MHz 射頻接收，并上送服務器，服務器匹配母嬰捆綁信息。 3. 母親通過銀江提供的手機 APP，從后臺服務器獲取母嬰匹配結果，能在 APP 上看到嬰兒的基本信息和目前的基本信息。也可以通過 APP 的掃碼功能掃描嬰兒手環的二維碼，獲得更精確的匹配信息。 假

35、設病房有多位母親，僅靠出口監視器只能匹配出自己的嬰兒在這個房間。需要通過掃碼進一步確認面前的嬰兒就是自己的。 嬰兒位置監控和嬰兒防盜： 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 16 圖4-5 嬰兒防盜流程示意圖 1. 在病房區域關鍵出入口部署出口監視器，在電子圍欄門禁入口部署出口監視器和聲光報警器。出口監視器使用有線以太鏈路上行接入交換機。在醫療管理服務器設置好各出口監視器的位置信息。 2. 嬰兒在移動過程中，靠近出口監視器時（一般距離小于 4m），嬰兒手環的125KHz 模塊會監聽到出口監視器的信標幀。嬰兒手環識別該信息，并將出口監視器 ID 等信

36、息通過自己的 433MHz 射頻模塊發送給 RFID 插卡。插卡以串口的形式把報文發送給 AP，AP 通過上行以太鏈路傳輸給醫療管理服務器。 3. 如果出口監視器是電子圍欄的門禁，則該出口監視器 125KHz 射頻模塊會發出特殊的信標幀。嬰兒手環監聽到該幀，通過 433MHz 射頻模塊發送告警信息給出口監視器的 433MHz 模塊。出口監視器接收后立刻出發聲光報警器報警，同時上送告警信息給醫療管理服務器。醫療管理服務器根據上送的出口監視器 ID 等信息，實現嬰兒的區域定位，實時監測嬰兒位置。并實現嬰兒防盜，記錄嬰兒防盜告警等信息。 4.2.2 醫療資產管理 醫療資產管理與嬰兒防盜的原理相同，只

37、不過用于綁定資產的是類似于嬰兒手環的RFID 標簽，同樣具備 4333MHz 射頻模塊和 125KHz 射頻模塊。醫療資產管理與嬰兒防盜一樣，主要是利用對出口監視器的位置識別實現對資產管理的區域定位： 1. 資產標簽綁定在資產上，唯一標識該資產。 2. 資產標簽在移動過程中其 125KHz 射頻模塊會偵聽到出口監視器的信標幀。資產標簽通過 433MHz 射頻模塊把監視器信息和標簽 ID 等信息發送給 RFID 插卡。 3. RFID 插卡以串口的形式將報文發給 AP，AP 轉換成以太報文，通過上行以太鏈路發送給資產管理服務器。 4. 資產管理服務器根據出口監視器 ID 等信息，識別該資產所在區

38、域。實現資產的區域定位，實時監測資產，以及資產管理的其他功能。 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 17 4.2.3 輸液管理 輸液管理依靠輸液傳感器將輸液情況實時上報給輸液管理服務平臺，實現對病人輸液過程的全稱監控，防止意外發生，以及及時為病人換針。 圖4-6 輸液管理示意圖 醫院輸液時，會給病人佩戴病人腕帶，數據庫中會將病人的基本信息，診斷信息、所在床位、輸液藥品信息以及輸液流程信息記錄下來，通過手持終端掃描病人腕帶的條形碼可以從數據庫中獲取病人的輸液信息。 輸液管理是在給病人注射時，掃描病人腕帶條形碼，使輸液管理平臺獲取當前病人的輸液信息，

39、輸液管理平臺會根據不同的輸液調整基準參數，輸液感應器傳輸輸液過程數據，輸液管理平臺根據輸液信息和輸液感應器參數綜合計算，實現輸液過程的監控和預警。 1. 在給病人輸液時，通過移動掃描終端掃描病人腕帶條形碼，使輸液管理服務平臺獲取病人的輸液信息。 2. 輸液傳感器將輸液參數通過 433MHz 射頻模塊發送給 RFID 插卡。 3. RFID 插卡通過 Mini-PCI-e 接口以串口的形式將報文送給 AP，AP 將其轉換為以太報文，通過上行以太鏈路發送給輸液管理服務平臺。 4. 輸液管理服務平臺根據輸液信息參數以及傳感器參數進行綜合計算，并顯示輸液計算結果，實現病人對輸液的全稱監控和危險預警等功

40、能。 銀江的醫療物聯設備使用的 IoT 射頻技術主要是 433MHz 和 125KHz 的 RFID 技術，與 Wi-Fi 的2.4GHz 和 5GHz 頻段相隔較遠，雙方互相干擾的影響較小。 4.3 電子價簽 電子價簽又稱為 ESL（Electronic shelf labels，電子貨架標簽） ，它是以電子紙或 LCD等材質的電子價簽取代紙質價簽顯示價格內容。電子價簽可以通過射頻從服務器自動獲取內容更新自己顯示的內容，省去了人工更新價簽的人工成本。有的電子價簽還能夠顯示更多內容，比如打折促銷，產品規格等。 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司

41、18 華為 WLAN 的電子價簽融合方案使用的射頻技術是 RFID 技術，工作頻段是 ISM 2.4GHz。合作伙伴是漢朔科技、思創醫惠。華為 WLAN 提供物聯網 AP、AC 等網絡設備，第三方合作伙伴提供電子價簽、ESL 插卡、ESL 系統等。 圖4-7 電子價簽工作流程示意圖 電子價簽 ESL 管理系統需要與客戶 ERP 系統對接，客戶商品編碼、價格等信息能同步到 ESL 管理系統內。電子價簽運作流程如下： 1. 各門店 ESL 管理系統服務器向總部客戶 ERP 系統請求數據更新。獲取價格變更信息。思創醫惠可以提供 API 與客戶 ERP 系統對接，或者在數據庫層面與客戶 ERP系統對接

42、。 2. ESL 服務器獲取數據后按照任務計劃下發價簽更新任務給 ESL 插卡，ESL 插卡緩存數據等待 ESL 價簽發起更新請求。 3. ESL 價簽是一種低功耗 RFID 終端，ESL 價簽射頻模塊周期性的喚醒，并主動向插卡查詢是否有自己的更新任務。如果有，則獲取數據刷新顯示內容。如果沒有，則價簽射頻模塊繼續進入休眠狀態，等待下一個周期的射頻模塊喚醒。 漢朔科技/思創醫惠 ESL 系統在無線側使用了 RFID 2.4GHz 技術，與 Wi-Fi 2.4GHz 之間有相互干擾。雖然，兩者有項目干擾，但電子價簽使用場景具備以下特點： 停止營業后進行價簽更新：電子價簽行業合作伙伴的調查顯示，絕大

43、部分電子價簽場景是在商場打烊后進行電子價簽更新。以防止更新價簽妨礙商場的正常營業，防止引起不必要的客戶投訴。 營業中進行價簽更新：很少出現這種更新場景，即使有這種場景也是比較小的門店，比如面包店，價簽數量往往在幾十個以內，業務數據量很小 因此，在實際使用時兩者業務往往是錯峰的，干擾影響可以接受。而且，第三方伙伴對業務流程使用的不同頻點做了合理設置，避開了 Wi-Fi 常用的 1、6、11 信道。 華為 WLAN 物聯網融合技術白皮書 文檔版本 1.0 版權所有 華為技術有限公司 19 5 客戶價值客戶價值 1、統一入口、統一入口 無線網絡在部署時，需要考慮無線站點的站址選擇，有線鏈路回傳和站點

44、供電等問題。當使用不同無線技術的不同物聯網同時出現在一個物理場景下時，如果每一種無線技術都獨立的進行站址選擇、回傳和供電，這對成本、施工和環境美化都會帶來挑戰。華為物聯網融合方案在為用戶提供 Wi-Fi 接入的基礎上，還可以提供藍牙、RFID等其他連接方式，實現了 Wi-Fi、藍牙、RFID 的不同無線技術方案的統一入口。這種不同無線技術共站址、共回傳和共電源的方式可以明顯的降低成本、減少施工量和減少對周邊環境的破壞。 2、統一管理、統一管理 物聯網 AP 可以為用戶帶來統一管理的便捷，主要體現在以下幾個方面： 1）回傳網絡的統一管理。不管是物聯網 AP 中內置的藍牙模塊還是通過擴展槽外置的R

45、FID 模塊都可以實現與 Wi-Fi 的共回傳。共回傳意味著只需要部署一套有線網絡，也就意味著只需要統一管理一套有線網絡。 2）站點的統一管理。物聯網 AP 內置的藍牙和通過擴展槽外置的 RFID 模塊實現了物聯網站點的統一。統一的物理站點意味著只要管理和維護一個物理站點就可以實現對Wi-Fi、藍牙、RFID 不同的無線技術的站點管理和維護。 3、靈活可擴展、靈活可擴展 物聯網 AP 除了本身的 Wi-Fi 功能和內置的藍牙模塊，還提供了豐富的外置接口，這些接口包括支持 POE Out 的以太口，USB 口和三個 Mini-PCI-E。這些接口為網絡建設提供了靈活的可擴展性。比如，通過 PoE Out 接口擴展 PoE 供電的物聯網模塊，通過USB 接口可以擴展 RFID 模塊等。