物联网之智能监狱管理系统
-----人员定位管理解决方案
广州中灿信息科技有限公司
二零一四年二月
基于RFID物联网的监狱人员定位管理解决方案
（概述）
一、 产品需求
监狱作为国家的刑罚执行机关，担负着维护社会安宁和稳定、预防和减少犯罪的重要职能。随着监狱改革的逐步推进，新的监狱、管理模式正逐步形成，视频、对讲、红外、门禁、电网等科技手段都被应用到监狱信息化建设中，但这些信息系统当前只限于信息处理，无法将信息系统和在押人员真正的关联起来，且信息采集很大程度上依赖于人工。监狱急需一种主动式识别技术来辅助现有的安防设备，将“人防与技防”相结合，建成多功能、综合性的智能化监管控制系统，提高监狱的现代化管理水平。
二、 方案原理
目前，监狱安防系统包括视频监控、门禁、对讲呼叫、红外报警系统、监听系统、电网报警、电磁感应报警、电子巡更等，我公司提出采用基于RFID无线射频识别技术的监狱人员定位管理解决方案是在以上安防基础上，通过在监管所这样一种特殊的环境里运用一种安全、可靠的自动识别系统来区分、识别、定位、跟踪和定位在押人员，保护内部工作人员和管理来访人员，并将信息系统中的每个人的信息和现实中的每个人动态地联系起来，主动识别并自动按照设定的规则进行报警。
RFID射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，我公司提出的人员定位管理系统利用2.4G传输频率进行实时数据交换。具体做法是：在监狱及其他所有相关人员活动和经过区域布设一定数量的基站，在围墙等边界区域布置射频围栏，实现信号全覆盖。狱警和犯人等需要被管理的人员佩戴有源RFID卡（一般是腕带式或是胸牌式）。基站识别RFID卡携带信息，系统自动生成数据，实时显示人员的位置及状态，实现远距离动态跟踪，且可以实现自动报警。
应用场景：监狱内、在押途中、外出劳动。
图2-1：监狱管理系统通用版结构示意图
三、 主要功能
人员实时定位：可实时显示人员的在监控系统中的位置及状态，并根据需要可在地图上进行标注。犯人佩戴腕带不可随意拆卸；
狱警和管理人员佩戴腕带可取下，具有报警功能。
实时区域汇总：可实时显示基站监控区域的人员分布情况。可监控每个囚犯是否在监舍内。
人员跟踪管理：显示特定持卡在基站信号覆盖范围内的行动轨迹。 报警功能：
超时报警：对某指定区域设置停留时间，超过指定时间系统自动报警。
超员报警：在某特定区域设置人员数量，超过警戒数量系统自动报警。可作为判断是否非法聚集的依据。 区域禁出/禁入报警：对某些特定的区域设置禁入/禁出，若有非授权人员进入指定区域或靠近围墙等边界则系统立刻报警。
呼救报警：工作人员（如：狱警）佩戴有呼救功能的标签卡，遇到危险时按下按钮，系统可接收到狱警的报警信息。 故障设备管理：主要是针对卡、基站等设备的故障进行报警。
外来车辆及人员监控管理：
车辆信息：为进出车辆发卡，确定车辆及人员在监狱内的位置及移动信息。
路线管理：结合GPS系统，监控外来车辆是否按照指定路线行驶。
报表管理：可实现大量的报表及查询统计功能。包括：狱警人员考勤日（月）报、犯人工作考勤报表、车辆进出登记表、外出登记表、各种报警记录表、设备运行状态报表、呼叫历史查询报表、移动轨迹信息报表等。
门禁管理：设置基站以限定好合法行动区域，设定持卡人的权限，持卡人无法打开与持卡人信息不符的门禁。包括监狱边界、监狱大门、监区大门、宿舍大门、食堂、仓房、警卫室、办公楼等各楼层们等宽窄通道。
视频联动：将基站与监控设备绑定，发生报警时系统可及时调用监控设备转到事故发生场所。
说明：1、本方案调整后，可用于支等重要设备的资产管理。 2、详细的应用解决方案在经过现场勘查后可提供。
四、 主要设备 （一） 硬件产品
我公司RFID电子标签
我公司RFID信号接收终端
1.TZTF-8108型标识卡（警用人员专用）
特点：便携腕带式，具有定位跟踪、身份识别、接收和显示指令信号、
一键报警等应用功能。 主要技术指标：
电池寿命：1～5年 工作温度：-20℃～60℃ 存储温度：-40℃～85℃ 位移速度：180km/h 发射功率：0～15级可调
功耗标准：射频工作功耗为微瓦级 通信机制：O-QPSK通信机制。
外壳材质： ABS 工程塑料，抗高强度跌落与振动
环境适应性：防冲击设计，满足工业环境要求。防护等级达到IP51。 尺寸：52.9×39.7×12.9(mm) 外形：手表型 重量：约41g 佩戴方式：腕带
2.TZTF-8025型标识卡（服刑人员专用）
特点：识别距离远，功耗低，免维护，表带采用不锈钢自锁一次性表
带，不容易被打开。 主要技术指标：
电池寿命：2～5年 工作温度：-20℃～60℃ 存储温度：-40℃～85℃ 位移速度：180km/h 发射功率：0～15级可调 工作频率：2.4GHz
功耗标准：射频工作功耗为微瓦级 通信机制：O-QPSK通信机制
外壳材质：ABS 工程塑料，抗高强度跌落与振动
环境适应性：防水防冲击设计，满足工业环境要求。超声波焊接，防护等级达到IP67。 尺寸 ：56×38×20(mm)
外形：手表型 重量 ：约50g
（二） 产品特点
腕带式标签为狱警和犯人定制开发，具有防拆卸报警功能； 高度的识别可靠性，100%的前端识别率； 识别距离远，可达到260m的信号覆盖距离；
防冲突性高，每个检测点可同时最多识别200个标签的信息； 支持高速度移动读取，标识卡的移动时速可达140公里/时; 抗干扰能力强，对同频段内其他设备干扰小； 信号穿透力和绕射能力强；
采用AES加密技术对传输数据进行加密，数据传输安全可靠； 兼容无线传感器国际标准；
基站集成RS485、以太网、GPRS、CDMA等通讯模块，便于应用和扩展；
器件故障率最小化，运行可靠；
标签发射功率极低，无电磁污染，免维护，使用安全； 体积小，便于安装和维护；
整体硬件成本低，降低了整个系统造价。
五、 实施案例 （一） 内蒙古某监狱 管理对象：服刑人员；
管理范围：场区主要区域进行监控，劳作工厂边界有报警控制； 实施时间：2010年7月开始。
图5-1：内蒙古某监狱施工现场
（二） 某监狱
图5-2：监狱边界管理基站安装效果图