基于RFID的监狱人员智能化定位管理系统方案

基于RFID的监狱人员智能化定位管理系统方案发布:2011-09-05|作者:|来源:zhoushibo|查看:565次|用户关注：一、监狱现状我国目前的监狱人员管理现状，多数还停留在以狱警巡查加摄像机监视报警的阶段，人工作业仍占绝大比重，信息化程度比较低，而信息采集仍然只是单纯依靠手工输入，无法将信息系统和在押人员真正的关联起来。由于目前监狱管理水平不断导致一系列恶性越狱事件的发生，如：陕西汉中、安徽界首、呼和浩特、湖南常德、防城港、阜阳市等等越狱事件，给社会造成极大危害。电子腕带RW-T708是一种综合2.4GHz、13.56MHz两种频率射频芯片的多功能复合标签。这种电子腕带可以实现人员定位、人员身份识别两大基础功能，从而利用该特性进一步实现囚犯越界报警、区域报警、路线监控、突发事件调查、接近报警、紧急呼叫和监区一卡通管理等多种监狱管理功能。此外，RW-T708监狱囚犯电子腕带还具有防拆卸功能，防止犯人对电子腕带的人为破坏。监狱管理系统是利用RW-T708电子腕带，针对监狱目前存在的各方需求，对狱警和囚犯进行管理与监控的一整套软硬件结合的可视化应用系统。系统能够时时跟踪犯人和狱警的位置，在室内和室外实时识别、定位及跟踪，为监狱管理者提供有价值的实时位置信息、条件预警信息、主动报警信息和其他综合管理信息。同时，使监狱管理者实时掌握监狱内各个受控区域的囚犯人员数量和信息，以及周边巡查的狱警信息，从而提高狱警以及设备的安全级别。监狱管理系统还利用RW-T708电子腕带的一卡通功能，实现监狱内部消费、考勤、门禁的一卡通。通过RW-T708的高科技功能，仁微电子监狱管理系统最终通过精确的实时信息化手段提高监狱的管理效率和水平，使监狱的管理显著提升效率和效益。二、系统设计方案1系统建设指导思想和原则系统建设以提高监区管理工作信息化水平、防止越狱事件发生为目的，以实现监区管理工作的实时、高效、科学为着眼点，以信息系统推广及全面应用为核心，以低投入、高效益、重质量为目标，在数字信息化监区建设的总体框架内进行系统设计和总体规划，按照“统筹规划、分步建设、边建边用、逐步完善”的整体建设思路，全面推进监区犯人管理和行政管理工作的信息化和现代化进程。系统研发与建设遵循以下原则1.注重整体规划此次研发的犯人定位管控系统由犯人基本情况管理、腕带标签管理、电子地图范围定位和犯人考评管控4个子系统构成，它们分属于数字监区总体支撑平台的不同应用层次，其中犯人基本情况管理和腕带标签管理属于总体平台的基础数据层，与单位管理、字典库管理、犯人权限管理系统同属于基础平台；电子地图管理和人员考核管控系统属于总体平台的应用层。因此，要在数字监区总体支撑平台的框架内进行系统规划，作为数字监区建设的组成部分进行设计和开发；2.立足自主研发。系统建设采用市场通用的标准2.4GRFID技术，2.4G传输效率达到了2Mbps，接收端和发射端之间并不需要连续性工作，从而大大降低了功耗、延长电池续航时间。同时为了避免27Mhz无线频段容易出现互相干扰的现象，2.4G还采用了自动调频技术，接收端和传输端能够找到可用频段。此外，更重要的是2.4GRF无线技术为双向传输模式，避免27Mhz单向传输容易出现信号断续的情况。2.4Ghz为公共频段并不需要向任何组织或者个人交纳专利费用，其成本相对其他无线网络技术（如：WiFi/蓝牙等）要低廉不少。采用2.4G无线模块配合我公司自主研发设计辅助电路以及单片机加密处理程序，形成一套安全稳定的电子定位系统；3.着眼未来发展。在系统整体架构、服务设备选型、腕带标签类型、基础数据采集等方面，均充分考虑后续功能的实现，兼顾设备的兼容性、系统的扩充性、功能的扩展性和应用的多样性；4.应用先进技术。开发平台和技术手段，适应技术升级和功能扩展的要求。开发和运行均基于目前先进的Microsoft.net技术，数据库采用SQLServer2000；5.强化系统规范。系统开发和资源建设符合统一的技术规范和表征体系，注重开发工作的连续性和共享性，注意为后续系统的研发、推广留有规范的数据及控制接口。统一开发应用技术、数据存储格式、信号传输制式、互联接口模式等技术指标；2系统原理RFID监狱人员智能化管理系统通过RFID电子标签的应用，以电子标签作为目前最先进的标识码，它具备不易破损、数据可靠、使用周期长、有效通讯距离远等特点，是替代条形码、红外线标识的最佳选择。将其安装在受控目标上，作为目标的唯一标识进行追踪和定位。工作时，管理人员通过联网的无线识别基站进行追踪和定位目标。1．电子标签工作原理电子标签（RFID）技术是一种无线自动识别技术，是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对静止的或移动中的待识别物品的自动机器识别，系统中通过电子标签技术研发、制作出电子腕带和狱警卡两种产品。射频识别系统一般由三个部分组成，即电子标签、阅读器、后台管理软件。应用中，电子标签附着在待识别的物品、设备、人员上，当附着电子标签的待识别物品、设备、人员进入阅读器读取范围时，阅读器自动以无线的方式将电子标签中的约定识别信息接收或将特定的信息写入，从而实现自动识别物品或自动收集物品标识信息的功能。2．RFID自动识别技术原理RFID与短程通信设备组成的系统主要包含智能RFID、RFID的读写设备(Read-WriteUnits，简称RWU)两部分，读写设备RWU和RFID之间的无线通信实现信息管理系统与RFID之间的信息交流。读写设备RWU是RFID的读写控制器，由微处理器、安全模块和微波通讯控制器和RS232、485、TCP/IP等通讯接口等组成，以短程通讯协议和微波无线传递手段，实现RWU与RFID的之间安全可靠的信息交换目的，RWU通过RS232、485、WIFI、GPRS、TCP/IP等与上位机连接，从上位机接收控制命令和数据并返回数据。3．区域定位跟踪原理ABC为阅读器，接收范围恒定，tag1tag2tag3为同一参数且增益型标签。增益自动可循环（分别为0db1db2db3db）。在发射数据时候同时可发送本身的天线增益数据。示意图以tag1为例：当标签增益最大为2db时，ABC阅读器都能接收到信号当标签增益最大为1db时。AB阅读器能接收到信号当标签增益最大为0db时，A阅读器能接收到信号由此可以通过软件计算出tag1最靠近A，即把tag1定位在A附近，实现区域定位。以tag2为例：当标签增益最大为2db时，ABC阅读器都能接收到信号当标签增益最大为1db时，ABC阅读器都能接收到信号当标签增益最大为0db时，B阅读器都能接收到信号同样可以通过软件计算出tag2最靠近B，即把tag2定位在B附近。3.系统组成部分系统有三部分组成：监测管理平台、RFID数据采集系统和视频报警联动系统1.监测管理平台系统检测管理平台主要有以下几部分组成：Ⅰ监管定位软件系统（定位软件系统组成：犯人基本情况管理、犯人腕带标签管理、电子地图定位管理、犯人考核管理）Ⅱ存储系统Ⅲ显示系统监视管理平台功能：具备电子信息采集、数据分析处理系统、全景显示系统、数据库系统、WEB发布系统等2.RFID数据采集系统RFID数据采集系统主要有以下几部分组成：ⅠRFID-2.4GHz读写器基站﹛监狱读写器基站的组成：定向读写器（20°，25°，30°，60°，90°）、全向读写器、周界读写器、定位器﹜Ⅱ腕带标签（腕带标签共2款：RW-T707、RW-T708）Ⅲ狱警呼叫器（狱警呼叫器共2款：RW-T803卡式、RW-T804表式）Ⅳ2.4G缆式天线（缆式天线共2款：RW-A803门禁型、RW-A804周界型）Ⅴ手持式读写器（距离可控制，2-100米灵活控制）Ⅵ网络设备Ⅶ计算机及服务器3.视频报警联动系统视频报警联动系统主要有以下几部分组成：Ⅰ摄像机Ⅱ云台、防护罩Ⅲ镜头Ⅳ报警控制器Ⅴ报警器4系统架构5系统功能1）受控目标实时跟踪监测及突发事件按钮求助，位置自动显示；2）实时查询、打印当前及某时间段受控目标数量（生产区、牢房、生活区、休闲区等等）、活动轨迹及分布情况；3）犯人非法聚集，聚集数量信息、身份信息、位置信息自动显示，后台系统自动报警；4）犯人擅闯禁区自动报警，有些区域为限制区域（围墙警戒区、危险品源区等等），不经授权的犯人非法闯入系统自动报警；在监狱重要关口，可事先设定通过权限及时间段权限，未经授权人员出入关口将自动引发报警；5）非授权离位报警，生活区、生产区、监舍、狱警岗哨区等特定区域的犯人或者狱警未经授权不得擅自离开该区域，一旦非法离开，系统自动报警，离开人员身份信息、位置信息自动显示；6）轨迹回放，监狱管理人员及有权限领导根据自己的权限可以查询某一监狱犯人或者某一批犯人在某段时间的运动轨迹；7）犯人脱离看管自动报警，狱警卡与犯人腕带通过后台授权，可实现两卡之间互相通讯，两者之间的距离超出自动允许的范围，后台自动启动报警装置；8）紧急报警求助，紧急求助分两种情况：第一、狱警在受到犯人围攻或者狱警发现某犯人有不良企图，可按下狱警卡按钮，进行紧急求助；第二、监狱犯人遇到围殴情况或者其它威胁自身安全情况时，可按动腕带标签求助按钮求救；9）一卡通功能，监狱电子腕带内置了非接触一卡通芯片。狱警用电子腕带可以实现门禁、电子门锁、巡检、考勤和内部消费功能，囚犯用电子腕带可以实现内部消费、习艺考勤等功能；10）查询统计和报表功能，管理系统能自动生成符合管理者日常管理所使用的各种图表，包括：柱状图、饼图、曲线图、列表等。这些图表可方便的帮助监狱管理者分析统计一段时期以来的各类人员的工作情况、活动情况，以及各类报警事件的发生情况、发生频率、发生地点、发生原因等监狱管理所必需的各类因素。11）枪支、狱警离位报警；狱警、枪支都安装有主动式电子标签，电子标签具有防拆功能，一旦标签被强行从枪支上取下，电子标签即时发送一个特殊的ID给接收器，接收器收到信号输出5V的开关量信号驱动报警器报警；对于未经领导授权的狱警及枪械，被强行带出哨岗监控区域，将会立刻触发报警器进行报警；12）视频联动，现场实时在线；哨岗、监舍、生产区、生活区、休闲区等安装监控探头，探头全天候工作，信息实时存储在硬盘存储器内。当阅读器接收到特殊ID（狱警枪支非法离身、犯人闯入未授权区域、狱警被围殴等）时，发一条指令给后台服务管理器，从而在软件上弹出视频框，管理人员可即时查询发生异常情况位置及现场情形，避免险情出现；6.系统总体设计整体规划是监狱人员智能化管理系统的建设的重中之重，我司对近几年越狱事件的进行了详细调查，又根据监狱狱警工作流程、监狱囚犯活动规律，将监狱人员智能化管理系统的建设分为三个部分：监区内区域智能化建设、监区外医疗服务机构智能化建设、外出定位监控智能化建设，三部分相辅相成，共同构筑了监狱人员智能化管理系统。下面我们将从监狱人员智能化管理系统三个组成部分详细讲解：6.1监区内区域智能化建设监区内区域智能化系统建设主要包括以下几部分：1、围墙、生产劳作区、休闲区等边界管理系统；2、岗哨和武警枪支管理系统；3、生活区、生产劳作区、餐厅、监舍等门禁及实时跟踪定位系统；1.围墙、生产劳作区、休闲区等边界管理系统◇监狱围墙监狱围墙需铺设周界读写器+缆试天线，示意图如下：监狱电子围墙功能：防止犯人以挖掘、翻越围墙等方式越狱；当犯人靠近电子围墙5米左右位置，语音提示请远离围墙；若犯人不听劝阻继续靠近围墙，后台报警装置将自动启动报警，同时大屏幕会显示事发地点场景、犯人身份信息、犯人所在位置、越过警戒线人数信息等；监狱电子围墙安装：缆试天线沿围墙上或者浅埋入墙根，每100米安装一个周界读写器，接收缆试天线发回信息并将信息传递到监控中心；犯人距离围墙的反应距离为0-15米，我司根据监狱需求分析，将周界天线设置为距离围墙3～5米内进行报警。◇生产劳作区、休闲区等生产劳作区、休闲区、生活区之间的边界也需安装周界型读写器+缆试天线，以防止犯人在未经允许的情况进入非法区域，防范意外事故的发生；监控中心狱警及监狱高层领导可以根据实际的需要，对边界进行设置，如：犯人距离边界