專利名稱：結合有源rfid與全球定位技術實現(xiàn)監(jiān)獄防脫逃的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用雙向有源RFID技術和全球定位技術實現(xiàn)對監(jiān)獄服刑人員防脫逃 的方法，尤其涉及一種結合有源RFID與全球定位技術實現(xiàn)監(jiān)獄防脫逃的方法。
背景技術：
RFID (Radio Frequency Identif ication,射頻識別)是一種非接觸式的自動識別 技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預，作為條 形碼的無線版本，RFID技術具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距 離大、標簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲數(shù)據(jù)容量更大、存儲信息更改自如等優(yōu)點，其應用將給零 售、物流等產(chǎn)業(yè)帶來革命性變化。
RFID按照能源的供給方式分為無源RFID，有源RFID，以及半有源RFID。無源RFID 讀寫距離近，價格低；有源RFID可以提供更遠的讀寫距離，但是需要電池供電，成本要更高 一些，適用于遠距離讀寫的應用場合。
一套完整的RFID系統(tǒng)，是由讀寫器與電子標簽及應用軟件系統(tǒng)三個部份所組成， RFID技術的基本工作原理如下電子標簽進入磁場后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號，憑借 感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(無源標簽或被動標簽)，或者主 動發(fā)送某一頻率的信號(有源標簽或主動標簽)；讀寫器讀取信息并解碼后，送至應用軟件 系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理。
隨著監(jiān)獄管理制度的逐步完善和獄政設施的不斷更新，有源RFID技術已被廣泛 的應用到監(jiān)獄服刑人員管理中，尤其是被應用于對服刑人員的定位中。常見的實施方案如 下在監(jiān)獄中室內(nèi)外的房間、樓層、廣場、圍墻、通道等，按照要求布置讀卡器，實現(xiàn)信號覆 蓋，對監(jiān)獄服刑人員佩帶RFID腕帶，在監(jiān)舍、廠房、醫(yī)院安裝位基站，這樣可以實時掌握在 押人員的數(shù)量，當在押人員擅自離開或進入某一非法區(qū)域時，系統(tǒng)將報警，便于進行及時處 理。對服刑人員采用非隨意拆卸式的腕帶，服刑人員腕帶如有無信號、被破壞等情況會自動 報警、記錄每個服刑人員的歷史行動軌跡。
但現(xiàn)有利用RFID實現(xiàn)監(jiān)獄管理的系統(tǒng)主要是針對服刑人員在獄內(nèi)的定位、考勤、 禁區(qū)預警等日常管理工作。在服刑人員越過監(jiān)獄邊界實施脫逃行為時，獄外無法部署RFID 讀寫器，因此不能在獄外對其進行定位和追捕。本發(fā)明將全球定位技術與有源雙向RFID技 術相結合實現(xiàn)獄內(nèi)定位、管理，越獄自動觸發(fā)全球定位追捕、防脫逃功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結合有源RFID與全球定位技術實現(xiàn)監(jiān)獄防脫逃的方 法，它能實現(xiàn)對服刑人員在越獄后進行全球定位輔助獄外抓捕，并通過在監(jiān)獄邊界完成獄 內(nèi)管理、獄外全球定位兩種功能的無縫的切換，最終實現(xiàn)獄內(nèi)獄外防脫逃的目的。
為了解決背景技術所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術方案它包含監(jiān)管客戶 端1、獄外后臺服務器2、RFID讀寫器3、電子腳表4、支撐網(wǎng)絡5、獄內(nèi)后臺服務器6和移動通信網(wǎng)7，監(jiān)管客戶端I分別與獄外后臺服務器2和獄內(nèi)后臺服務器6相連，獄內(nèi)后臺服務 器6通過支撐網(wǎng)絡5與RFID讀寫器3相連，RFID讀寫器3與電子腳表4相連，獄外后臺服 務器2通過移動通信網(wǎng)7與電子腳表4相連。
它的實施步驟為
(I)在監(jiān)獄中需要監(jiān)管服刑人員的位置部署讀寫器，并通過內(nèi)部支撐網(wǎng)絡將讀寫 器連接到后臺服務器；
(2)通過后臺服務器對不同位置的讀寫器進行屬性配置，屬性可以設置為普通 (用于門禁、考勤功能)、警戒(用于禁止靠近)、邊界(用于禁止靠近、并啟動獄外全球定位 功能)；
(3)給服刑人員佩戴電子腳表，將腳表信息錄入到后臺服務器的數(shù)據(jù)庫中，并啟動 腳表；
(4)電子腳表中的RFID標簽定時被所在位置的讀寫器讀取數(shù)據(jù)。
(5)讀到標簽數(shù)據(jù)的讀寫器將標簽的標識通過內(nèi)部支撐網(wǎng)絡交給內(nèi)部后臺服務器 處理；
(6)后臺服務器對上傳數(shù)據(jù)的讀寫器位置和屬性進行判斷；
(7)如果讀寫器屬性為警戒或邊界，后臺服務器發(fā)送警報給監(jiān)管客戶端，通知有特 殊事件發(fā)生；
(8)如果讀寫器為邊界，后臺服務器可以判斷佩戴該電子腳表的服刑人員正在發(fā) 生越獄事件，并向該讀寫器下發(fā)送啟動獄外全球定位命令(啟動GPS和GPRS功能)；
(9)讀寫器收到啟動獄外全球定位命令，通過RFID射頻對腳表標簽進行寫操作， 寫的內(nèi)容為啟動GPS和GPRS ；
(10)電子腳表中的RFID標簽將收到的啟動GPS和GPRS命令通過串口，發(fā)送腳表 中的MCU ；
(Il)MCU啟動GPS和GPRS模塊，并定時向GPS模塊提取當前位置信息；
(12)考慮到佩戴電子腳表的服刑人員可能會進入建筑屋內(nèi)導致無法通過GPS定 位，因此在MCU無法正確獲得GPS數(shù)據(jù)時，將提取GPRS基站位置信息；
(13)電子腳表使用GPRS移動通信技術將提取到服刑人員的的位置信息和電子腳 表的標識發(fā)送到監(jiān)獄外部服務器；
(14)外部服務器根據(jù)收到位置數(shù)據(jù)，在GIS系統(tǒng)的地圖上對服刑人員的位置進行 顯示，輔助相關人員進行抓捕工作；
(15)抓捕人員可以使用手持終端通過移動網(wǎng)絡訪問服務器，在室外獲得脫逃人員 的位置信息，實現(xiàn)輔助抓捕的功能。
所述的電子腳表4包含微控制單元4-1、RFID電子標簽模塊4_2、GPS模塊4_3和 GPRS模塊4-4，RFID電子標簽模塊4_2、GPS模塊4_3和GPRS模塊4_4通過UART接口與微 控制單元4-1。
所述的電子腳表4可替換為電子腕帶。
本發(fā)明能實現(xiàn)對服刑人員在越獄后進行全球定位輔助獄外抓捕，并通過在監(jiān)獄邊 界完成獄內(nèi)管理、獄外全球定位兩種功能的無縫的切換，最終實現(xiàn)獄內(nèi)獄外防脫逃的目的。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖2為本發(fā)明中電子腳表4的結構示意圖。
具體實施例方式
參照圖1-2，本具體實施方式
采用以下技術方案它包含監(jiān)管客戶端1、獄外后臺 服務器2、RFID讀寫器3、電子腳表4、支撐網(wǎng)絡5、獄內(nèi)后臺服務器6和移動通信網(wǎng)7，監(jiān)管 客戶端I分別與獄外后臺服務器2和獄內(nèi)后臺服務器6相連，獄內(nèi)后臺服務器6通過支撐 網(wǎng)絡5與RFID讀寫器3相連，RFID讀寫器3與電子腳表4相連，獄外后臺服務器2通過移 動通信網(wǎng)7與電子腳表4相連。
它的實施步驟為
(I)在監(jiān)獄中需要監(jiān)管服刑人員的位置部署讀寫器，并通過內(nèi)部支撐網(wǎng)絡將讀寫 器連接到后臺服務器；
(2)通過后臺服務器對不同位置的讀寫器進行屬性配置，屬性可以設置為普通 (用于門禁、考勤功能)、警戒(用于禁止靠近)、邊界(用于禁止靠近、并啟動獄外全球定位 功能)；
(3)給服刑人員佩戴電子腳表，將腳表信息錄入到后臺服務器的數(shù)據(jù)庫中，并啟動 腳表；
(4)電子腳表中的RFID標簽定時被所在位置的讀寫器讀取數(shù)據(jù)；
(5)讀到標簽數(shù)據(jù)的讀寫器將標簽的標識通過內(nèi)部支撐網(wǎng)絡交給內(nèi)部后臺服務器 處理；
(6)后臺服務器對上傳數(shù)據(jù)的讀寫器位置和屬性進行判斷；
(7)如果讀寫器屬性為警戒或邊界，后臺服務器發(fā)送警報給監(jiān)管客戶端，通知有特 殊事件發(fā)生；
(8)如果讀寫器為邊界，后臺服務器可以判斷佩戴該電子腳表的服刑人員正在發(fā) 生越獄事件，并向該讀寫器下發(fā)送啟動獄外全球定位命令(啟動GPS和GPRS功能)；
(9)讀寫器收到啟動獄外全球定位命令，通過RFID射頻對腳表標簽進行寫操作， 寫的內(nèi)容為啟動GPS和GPRS ；
(10)電子腳表中的RFID標簽將收到的啟動GPS和GPRS命令通過串口，發(fā)送腳表 中的MCU ；
(Il)MCU啟動GPS和GPRS模塊，并定時向GPS模塊提取當前位置信息；
(12)考慮到佩戴電子腳表的服刑人員可能會進入建筑屋內(nèi)導致無法通過GPS定 位，因此在MCU無法正確獲得GPS數(shù)據(jù)時，將提取GPRS基站位置信息；
(13)電子腳表使用GPRS移動通信技術將提取到服刑人員的的位置信息和電子腳 表的標識發(fā)送到監(jiān)獄外部服務器；
(14)外部服務器根據(jù)收到位置數(shù)據(jù)，在GIS系統(tǒng)的地圖上對服刑人員的位置進行 顯示，輔助相關人員進行抓捕工作；
(15)抓捕人員可以使用手持終端通過移動網(wǎng)絡訪問服務器，在室外獲得脫逃人員 的位置信息，實現(xiàn)輔助抓捕的功能。
所述的電子腳表4包含微控制單元4-1、RFID電子標簽模塊4_2、GPS模塊4_3和 GPRS模塊4-4，RFID電子標簽模塊4_2、GPS模塊4_3和GPRS模塊4_4通過UART接口與微 控制單元4-1。
所述的電子腳表4可替換為電子腕帶。
本具體實施方式
中的監(jiān)管客戶端1:監(jiān)管系統(tǒng)專用軟件，安裝在各監(jiān)區(qū)監(jiān)控室的 電腦上，與監(jiān)控中心的服務器之間實時交換數(shù)據(jù)，對本監(jiān)控范圍內(nèi)的服刑人員進行監(jiān)管。監(jiān) 獄工作人員在監(jiān)區(qū)監(jiān)控室內(nèi)通過客戶端可以隨時了解轄區(qū)內(nèi)服刑人員的情況，并進行服刑人員日常監(jiān)管。
本具體實施方式
中的后臺服務器系統(tǒng)的信息處理中心，放置在中心控制室，是整 個系統(tǒng)的大腦。所有的監(jiān)控數(shù)據(jù)都傳輸?shù)胶笈_服務器中，在此存儲、分析、判斷，并將處理的 結果發(fā)送到位于各監(jiān)區(qū)監(jiān)控室的客戶端。服務器可全天候工作，時刻關注每個服刑人員的 行為動態(tài)。后臺服務器可以分為獄內(nèi)服務器和獄外服務器。
本具體實施方式
中的RFID讀寫器3 :服刑人員所佩戴電子腳表的感應裝置，當服 刑人員經(jīng)過其工作區(qū)域時，讀寫器可自動記錄下服刑人員的動態(tài)，并將這些數(shù)據(jù)傳送到后 臺服務器。讀寫器一般部署在車間、監(jiān)舍門口等關鍵地點。日常管理中，利用讀寫器可實現(xiàn) 服刑人員考勤、區(qū)域點名等功能。
本具體實施方式
中的電子腳表4:佩戴在服刑人員腳上的監(jiān)管裝置，內(nèi)部具有 RFID、GPS(Navigation Satellite Timing AndRanging Global Positioning System,全 球定位系統(tǒng))、GPRS (General Packet Radio Service,通用分組無線服務)等多重電子功 能模塊，RFID電子標簽模塊、GPS模塊以及GPRS模塊通過UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用異步接收/發(fā)送裝置)接口與電子腳表的MCU (Micro Controller Unit，微控制單元)連接(如圖3所示)，MCU通過上述接口完成對各模塊的協(xié) 調(diào)處理。當服刑人員在監(jiān)獄內(nèi)部活動時，通過RFID讀寫器，系統(tǒng)可自動記錄其活動情況并 判斷其活動是否正常；當服刑人員企圖逃脫時，部署在圍墻上的RFID讀寫器能感知服刑人 員的逃脫行為，并發(fā)出報警。同時，腳表內(nèi)的GPS和GPRS模塊會自動啟動，監(jiān)測服刑人員的 位置，并及時傳回監(jiān)控中心，輔助獄警的抓捕工作。
本具體實施方式
中的支撐網(wǎng)絡5 :所有的RFID讀寫器與獄內(nèi)后臺服務器之間的數(shù) 據(jù)傳輸通道。是連接各前端感應節(jié)點和中心控制室之間的“神經(jīng)系統(tǒng)”。支撐網(wǎng)絡可根據(jù)監(jiān) 獄實際情況選擇有線網(wǎng)絡或無線網(wǎng)絡部署方案。
本具體實施方式
能實現(xiàn)對服刑人員在越獄后進行全球定位輔助獄外抓捕，并通過 在監(jiān)獄邊界完成獄內(nèi)管理、獄外全球定位兩種功能的無縫的切換，最終實現(xiàn)獄內(nèi)獄外防脫 逃的目的。
權利要求
1.結合有源RFID與全球定位技術實現(xiàn)監(jiān)獄防脫逃的方法，其特征在于它包含監(jiān)管客戶端(I)、獄外后臺服務器(2)、RFID讀寫器(3)、電子腳表(4)、支撐網(wǎng)絡(5)、獄內(nèi)后臺服務器(6)和移動通信網(wǎng)(7)，監(jiān)管客戶端(I)分別與獄外后臺服務器(2)和獄內(nèi)后臺服務器(6)相連，獄內(nèi)后臺服務器(6)通過支撐網(wǎng)絡(5)與RFID讀寫器(3)相連，RFID讀寫器(3)與電子腳表⑷相連，獄外后臺服務器⑵通過移動通信網(wǎng)(7)與電子腳表⑷相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的結合有源RFID與全球定位技術實現(xiàn)監(jiān)獄防脫逃的方法，其特征在于它的實施步驟為 (1)在監(jiān)獄中需要監(jiān)管服刑人員的位置部署讀寫器，并通過內(nèi)部支撐網(wǎng)絡將讀寫器連接到后臺服務器； (2)通過后臺服務器對不同位置的讀寫器進行屬性配置，屬性可以設置為普通、警戒、邊界；(3)給服刑人員佩戴電子腳表，將腳表信息錄入到后臺服務器的數(shù)據(jù)庫中，并啟動腳表; (4)電子腳表中的RFID標簽定時被所在位置的讀寫器讀取數(shù)據(jù)； (5)讀到標簽數(shù)據(jù)的讀寫器將標簽的標識通過內(nèi)部支撐網(wǎng)絡交給內(nèi)部后臺服務器處理； (6)后臺服務器對上傳數(shù)據(jù)的讀寫器位置和屬性進行判斷； (7)如果讀寫器屬性為警戒或邊界，后臺服務器發(fā)送警報給監(jiān)管客戶端，通知有特殊事件發(fā)生； (8)如果讀寫器為邊界，后臺服務器可以判斷佩戴該電子腳表的服刑人員正在發(fā)生越獄事件，并向該讀寫器下發(fā)送啟動獄外全球定位命令； (9)讀寫器收到啟動獄外全球定位命令，通過RFID射頻對腳表標簽進行寫操作，寫的內(nèi)容為啟動GPS和GPRS ； (10)電子腳表中的RFID標簽將收到的啟動GPS和GPRS命令通過串口，發(fā)送腳表中的MCU ; (11)MCU啟動GPS和GPRS模塊，并定時向GPS模塊提取當前位置信息； (12)考慮到佩戴電子腳表的服刑人員可能會進入建筑屋內(nèi)導致無法通過GPS定位，因此在MCU無法正確獲得GPS數(shù)據(jù)時，將提取GPRS基站位置信息； (13)電子腳表使用GPRS移動通信技術將提取到服刑人員的的位置信息和電子腳表的標識發(fā)送到監(jiān)獄外部服務器； (14)外部服務器根據(jù)收到位置數(shù)據(jù)，在GIS系統(tǒng)的地圖上對服刑人員的位置進行顯示，輔助相關人員進行抓捕工作； (15)抓捕人員可以使用手持終端通過移動網(wǎng)絡訪問服務器，在室外獲得脫逃人員的位置信息，實現(xiàn)輔助抓捕的功能。
3.根據(jù)權利要求1所述的結合有源RFID與全球定位技術實現(xiàn)監(jiān)獄防脫逃的方法，其特征在于所述的電子腳表(4)包含微控制單元(4-1)、RFID電子標簽模塊(4-2)、GPS模塊(4-3)和GPRS模塊(4-4)，RFID電子標簽模塊(4-2)、GPS模塊(4-3)和GPRS模塊(4-4)通過UART接口與微控制單元(4-1)。
4.根據(jù)權利要求1所述的結合有源RFID與全球定位技術實現(xiàn)監(jiān)獄防脫逃的方法，其特征在于所述的電子腳表 (4)可替換為電子腕帶。
全文摘要
結合有源RFID與全球定位技術實現(xiàn)監(jiān)獄防脫逃的方法，它涉及一種利用雙向有源RFID技術和全球定位技術實現(xiàn)對監(jiān)獄服刑人員防脫逃的方法。它包含監(jiān)管客戶端(1)、獄外后臺服務器(2)、RFID讀寫器(3)、電子腳表(4)、支撐網(wǎng)絡(5)、獄內(nèi)后臺服務器(6)和移動通信網(wǎng)(7)，監(jiān)管客戶端(1)分別與獄外后臺服務器(2)和獄內(nèi)后臺服務器(6)相連，獄內(nèi)后臺服務器(6)通過支撐網(wǎng)絡(5)與RFID讀寫器(3)相連，RFID讀寫器(3)與電子腳表(4)相連，獄外后臺服務器(2)通過移動通信網(wǎng)(7)與電子腳表(4)相連。它能實現(xiàn)對服刑人員在越獄后進行全球定位輔助獄外抓捕，最終實現(xiàn)獄內(nèi)獄外防脫逃的目的。
文檔編號G06K17/00GK103020664SQ20111028512
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權日2011年9月23日
發(fā)明者唐鼎, 沈強, 唐朝偉, 柯駿, 徐留建, 靳春傲, 練玉進, 隋承浩 申請人:無錫中科智能信息處理研發(fā)中心有限公司