基于有源rfid的監(jiān)獄室內(nèi)人員定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于有源RFID的監(jiān)獄室內(nèi)人員定位系統(tǒng)，由有源電子標(biāo)簽、RFID讀寫器、中繼器和管理服務(wù)器組成。電子標(biāo)簽主動等時間間隔向外發(fā)送固定格式的數(shù)據(jù)幀，RFID讀寫器接收到后無線傳輸給中繼器后，再通過以太網(wǎng)上傳給管理服務(wù)器。服務(wù)器對數(shù)據(jù)的處理后，實時的、準(zhǔn)確的動態(tài)顯示出所有區(qū)域內(nèi)的人員的位置信息，可以有效防止聚眾越獄等異常事件的發(fā)生，實現(xiàn)對監(jiān)獄人員更合理有效的管理。并且通過訪問數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)，可以查看某一人員某一段時間內(nèi)的活動軌跡。
【專利說明】基于有源RFID的監(jiān)獄室內(nèi)人員定位系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于有源RFID的監(jiān)獄室內(nèi)人員定位系統(tǒng)【背景技術(shù)】
[0002]平安，是全世界永恒的話題，安防行業(yè)正是隨著現(xiàn)代社會的安全需求應(yīng)運而生的產(chǎn)業(yè)。監(jiān)獄作為國家機構(gòu)的重要組成部分，它擔(dān)負著拘押和管理罪犯、警示犯罪、維護社會穩(wěn)定等重要職能，監(jiān)獄的安防效果的好壞對于人民的生命財產(chǎn)安全至關(guān)重要。一直以來，監(jiān)獄主要是靠警力、制度和視頻監(jiān)控等來加強管理，但是近年來，隨著罪犯量的上升，警力不足的問題越來越明顯，越獄事件也時有發(fā)生，顯示出現(xiàn)有監(jiān)獄管理的缺陷和不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，提供一種基于有源RFID的室內(nèi)人員無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)，根據(jù)無線信號傳輸過程中能量損耗與距離的關(guān)系、區(qū)域內(nèi)RFID讀卡器節(jié)點的已知位置信息以及監(jiān)獄人員佩戴的有源電子標(biāo)簽傳輸?shù)男畔?，主動的跟蹤定位區(qū)域內(nèi)人員的位置，并根據(jù)位置信息判斷是否出現(xiàn)異常情況。
[0004]基于有源RFID的室內(nèi)人員無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)，其特征在于:分為數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)硬件實現(xiàn)的下層部分與控制主機數(shù)據(jù)解析處理軟件實現(xiàn)的上層部分，所述的下層部分由有源電子標(biāo)簽、RFID讀寫器和中繼器，所述的上層部分運行在管理服務(wù)器上，對所述的下層部分上傳的數(shù)據(jù)進行解析處理并存儲到數(shù)據(jù)庫，使人員的位置信息可視化，并且判斷是否出現(xiàn)異常情況報警；
[0005]電子標(biāo)簽設(shè)置在服刑人員佩戴的腕帶上，內(nèi)部存儲著與服務(wù)器所保存的人員基本信息相匹配的唯一的ID號，等間隔時間主動向讀寫器發(fā)送固定格式的數(shù)據(jù)信息；
[0006]讀寫器安裝在區(qū)域內(nèi)的固定位置，接收電子標(biāo)簽發(fā)送來的數(shù)據(jù)并添加信號強度值；
[0007]中繼器安裝在區(qū)域的固定位置，連接以太網(wǎng)，能接收區(qū)域內(nèi)所有讀寫器發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳到管理服務(wù)器；
[0008]管理服務(wù)器將接收到的數(shù)據(jù)進行解析處理，根據(jù)電子標(biāo)簽中存儲的ID號、讀寫器位置信息及其接收到電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的信號強度值與時間值、服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中存儲的人員信息實時的確定區(qū)域內(nèi)人員的位置。
[0009]所述的電子標(biāo)簽都包含休眠節(jié)電、電源容量檢測和報警檢測功能，主動發(fā)送數(shù)據(jù)的時間隔可調(diào)。
[0010]所述的RFID讀寫器包含精準(zhǔn)度高的時鐘芯片，時間與上層服務(wù)器的同步，具有雙向通信模塊、報警檢測模塊。
[0011]所述的管理服務(wù)器包括數(shù)據(jù)監(jiān)聽接收模塊、數(shù)據(jù)解析處理模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊和結(jié)果多種顯示模塊。
[0012]無線射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification, RFID)是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機械或者光學(xué)接觸，是一種高級的自動識別技術(shù)，利用它通過無線射頻方式進行非接觸式的全雙工數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)對實物目標(biāo)的識別。原理如圖1所示。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點是:將RFID與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合應(yīng)用到監(jiān)獄人員室內(nèi)定位系統(tǒng)中，可使管理人員實時掌握監(jiān)獄內(nèi)各個受控區(qū)域在押人員的詳細信息及數(shù)目，減少罪犯聚眾鬧事的幾率，秘密監(jiān)控高危在押人員，追查及跟進暴力事件的發(fā)生，有效防止在押人員的出逃，最大限度的保障管理人員和在押人員的人身安全。另外，系統(tǒng)還能實現(xiàn)自動計算指定區(qū)域內(nèi)人數(shù)及周邊執(zhí)勤干警信息，大大降低監(jiān)獄管理人員的工作強度，在遇到突發(fā)事件時能夠迅速定位執(zhí)勤干警的所在位置。同時，結(jié)合RFID技術(shù)可以實現(xiàn)近距離門禁，監(jiān)獄內(nèi)在押人員、日常消費等一卡通功能。系統(tǒng)還可以與人臉識別系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等結(jié)合使用，可以為監(jiān)獄對罪犯的各項管理工作展開提供便捷、高效的現(xiàn)代化手段，從真正意義上實現(xiàn)監(jiān)獄管理信息化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為RFID系統(tǒng)工作原理框圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3為系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的傳輸流向圖。
[0017]圖4為管理服務(wù)器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]參照附圖:
[0019]基于有源RFID的室內(nèi)人員無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)，其特征在于:分為數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)硬件實現(xiàn)的下層部分與控制主機數(shù)據(jù)解析處理軟件實現(xiàn)的上層部分，所述的下層部分由有源電子標(biāo)簽、RFID讀寫器和中繼器，所述的上層部分運行在管理服務(wù)器上，對所述的下層部分上傳的數(shù)據(jù)進行解析處理并存儲到數(shù)據(jù)庫，使人員的位置信息可視化，并且判斷是否出現(xiàn)異常情況報警；
[0020]電子標(biāo)簽設(shè)置在服刑人員佩戴的腕帶上，內(nèi)部存儲著與服務(wù)器所保存的人員基本信息相匹配的唯一的ID號，等間隔時間主動向讀寫器發(fā)送固定格式的數(shù)據(jù)信息；
[0021]讀寫器安裝在區(qū)域內(nèi)的固定位置，接收電子標(biāo)簽發(fā)送來的數(shù)據(jù)并添加信號強度值；
[0022]中繼器安裝在區(qū)域的固定位置，連接以太網(wǎng)，能接收區(qū)域內(nèi)所有讀寫器發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳到管理服務(wù)器；
[0023]管理服務(wù)器將接收到的數(shù)據(jù)進行解析處理，根據(jù)電子標(biāo)簽中存儲的ID號、讀寫器位置信息及其接收到電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的信號強度值與時間值、服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中存儲的人員信息實時的確定區(qū)域內(nèi)人員的位置。
[0024]參照附圖2，本系統(tǒng)可以分為下層數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)硬件實現(xiàn)部分與上層控制主機數(shù)據(jù)解析處理軟件實現(xiàn)兩個部分。其中硬件部分由有源電子標(biāo)簽、RFID讀寫器和中繼器三個部分組成，上層軟件部分是運行在管理服務(wù)器上，對下層上傳的數(shù)據(jù)進行解析處理并存儲到數(shù)據(jù)庫，使人員的位置信息可視化，并且判斷是否出現(xiàn)異常情況報警等。[0025]所述的電子標(biāo)簽都包含休眠節(jié)電、電源容量檢測和報警檢測功能，主動發(fā)送數(shù)據(jù)的時間隔可調(diào).[0026]所述的RFID讀寫器包含精準(zhǔn)度高的時鐘芯片，時間與上層服務(wù)器的同步，具有雙向通信、報警檢測功能。
[0027]所述的管理服務(wù)器包括數(shù)據(jù)監(jiān)聽接收、數(shù)據(jù)解析處理，數(shù)據(jù)存儲和結(jié)果多種顯示等幾個主要模塊。
[0028]參照附圖3，上面所述的電子標(biāo)簽與RFID讀寫器之間、RFID讀寫器與中繼器之間的數(shù)據(jù)傳輸采用固定頻率的無線傳輸，而中繼器與管理服務(wù)之間的數(shù)據(jù)傳輸采用的是以太網(wǎng)傳輸，并且數(shù)據(jù)可以雙向傳輸。下層數(shù)據(jù)傳輸采用無線傳輸可以節(jié)省大量的設(shè)備材料，布置也更方便，具有很大的經(jīng)濟效益。
[0029]基于有源RFID的監(jiān)獄人員室內(nèi)定位系統(tǒng)的具體實現(xiàn)過程如下:服刑人員在押入監(jiān)獄前，將個人信息錄入到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，并與分配到得腕帶ID號匹配，進入監(jiān)獄服刑后佩戴該腕帶。監(jiān)獄中的每個區(qū)域的固定安裝合適數(shù)量的RFID讀寫器，其無線數(shù)據(jù)接收范圍可以無縫隙的覆蓋到該區(qū)域內(nèi)的每個角落。監(jiān)獄服刑人員手腕上佩戴著腕帶(即有源電子標(biāo)簽)，實時主動等時間間隔的向外無線發(fā)送固定格式的數(shù)據(jù)信息，RFID讀寫器接收到電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息后立即在數(shù)據(jù)幀后面添加接收信號強度指示值和時間值，其后通過無線傳輸?shù)街欣^器。中繼器與管理服務(wù)器通過路由器橋聯(lián)處于同一個局域網(wǎng)內(nèi)，中繼器時刻監(jiān)測連接指定IP地址(地址值可換)的管理服務(wù)器，使用固定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議端口將從讀卡器接收到的數(shù)據(jù)整體打包通過以太網(wǎng)傳送給該服務(wù)器。從無線傳輸轉(zhuǎn)換成有線傳輸，這樣不僅可以傳輸更遠的距離而且更安全。運行在管理服務(wù)器上的軟件實時監(jiān)聽接收并解包處理指定網(wǎng)絡(luò)端口傳輸上來的數(shù)據(jù)，根據(jù)已知的RFID讀卡器位置信息、接收信號強度指示值和時間信息實時的定位區(qū)域內(nèi)電子標(biāo)簽的位置，并顯示在相應(yīng)的可視界面上，對所發(fā)生異常情況做出相應(yīng)的報警提醒。同時將相同ID號的不同時刻歷史數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)人員的位置下，這樣管理人員可以通過這些信息打印出某一人員某一時段的活動軌跡圖。
[0030]本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.基于有源RFID的室內(nèi)人員無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)，其特征在于:分為數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)硬件實現(xiàn)的下層部分與控制主機數(shù)據(jù)解析處理軟件實現(xiàn)的上層部分，所述的下層部分由有源電子標(biāo)簽、RFID讀寫器和中繼器，所述的上層部分運行在管理服務(wù)器上，對所述的下層部分上傳的數(shù)據(jù)進行解析處理并存儲到數(shù)據(jù)庫，使人員的位置信息可視化，并且判斷是否出現(xiàn)異常情況報警； 電子標(biāo)簽設(shè)置在服刑人員佩戴的腕帶上，內(nèi)部存儲著與服務(wù)器所保存的人員基本信息相匹配的唯一的ID號，等間隔時間主動向讀寫器發(fā)送固定格式的數(shù)據(jù)信息； 讀寫器安裝在區(qū)域內(nèi)的固定位置，接收電子標(biāo)簽發(fā)送來的數(shù)據(jù)并添加信號強度值； 中繼器安裝在區(qū)域的固定位置，連接以太網(wǎng)，能接收區(qū)域內(nèi)所有讀寫器發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳到管理服務(wù)器； 管理服務(wù)器將接收到的數(shù)據(jù)進行解析處理，根據(jù)電子標(biāo)簽中存儲的ID號、讀寫器位置信息及其接收到電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的信號強度值與時間值、服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中存儲的人員信息實時的確定區(qū)域內(nèi)人員的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的電子標(biāo)簽都包含休眠節(jié)電、電源容量檢測和報警檢測功能，主動發(fā)送數(shù)據(jù)的時間隔可調(diào)。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的RFID讀寫器包含精準(zhǔn)度高的時鐘芯片，時間與上層服務(wù)器的同步，具有雙向通信模塊、報警檢測模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的管理服務(wù)器包括數(shù)據(jù)監(jiān)聽接收模塊、數(shù)據(jù)解析處理模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊和結(jié)果多種顯示模塊。
【文檔編號】G06Q50/26GK104021403SQ201410204669
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】歐縣華, 何熊熊, 盧昱 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)