RFID智能化监狱人员定位管理系统方案

智能化监狱人员定位管理系统RFID技术解决方案

1. 概述 (1)

1.1 系统背景 (1)

1.2 项目概况 (1)

1.3 RFID技术介绍 (1)

2. 系统总体设计 (2)

2.1 系统描述 (2)

2.2 系统原理及架构 (3)

2.3 系统特点 (5)

3. 系统功能 (5)

3.1 人员定位监控 (5)

3.2 区域管理 (6)

3.3 报警管理 (7)

3.3.1 SOS呼救报警 (7)

3.3.2 区域限入报警 (7)

3.3.3 区域超员报警 (8)

3.3.4 标签故障报警 (8)

3.3.5 电子围栏实时跟踪 (8)

3.4 视频联动 (9)

3.5 历史记录查询 (9)

3.6 临时权限管理 (9)

4. 软件功能管理 (9)

4.1 标签管理 (9)

4.2 信息管理 (10)

4.3 区域地图管理 (10)

4.4 设备管理 (10)

4.5 系统用户管理 (10)

4.6 统计报表 (10)

4.7 可扩展功能 (11)

5. 设备介绍 (11)

5.1 RFID基站 (11)

5.2 RFID标识卡 (14)

5.3 定位器 (16)

6. 系统运行环境 (17)

6.1 软件环境 (17)

6.1.1 服务端 (17)

6.1.2 客户端 (18)

6.2 硬件环境 (18)

6.2.1 服务端 (18)

6.2.2 客户端 (18)

6.2.3 网络配置 (19)

1. 概述

1.1 系统背景

近年来随着国家法制制度的不断完善，国家已逐步从“罚”向“法”的角度转变。司法机关对社会秩序的维护和刑事犯罪的打击力度在不断加大，各种监管场所的拘押、收教、劳动改造等人员数量持续不减。目前的监狱对人员的管理，很大程度上还停留在以狱警巡查辅助视频监控的阶段，人员的信息采集比较滞后，人工作业比重大，信息化程度比较低。由于受监狱的条件所限，不断导致一系列恶性越狱事件的发生，对社会及人民的生命财产安全产生了极大危害。为防止越狱事件的再次发生，防止犯罪分子再次危害社会，监狱的智能化建设变得易异常迫切。

RFID技术在国内急速发展给监狱智能化建设带来新的契机，为提高监区管理工作的信息化水平，推动犯人管理工作向制度化、规范化、实时化发展，确保监区安全稳定，逐步实现监区“智能化全方位定位”奠定了坚实基础。针对上面所提出的监狱管理中所存在的问题和挑战，北京天一众合科技股份有限公司提出此监狱人员定位管理系统。

1.2 项目概况

XX监狱在押人员4200人，干警人数600人，人员比例为7:1，现有的管理方式信息化程度较低，无法对在押人员做到行之有效的实时监管，北京天一众合科技股份有限公司依据行业现状，研发的《智能化监狱管理系统》可以很好的解决监狱存在的问题。

1.3 RFID技术介绍

射频识别技术RFID（Radio Frequency Identification Technology）是成熟于20世纪末，21世纪初的一种非接触式的最新自动识别技术，目前正在全世

界的各种行业中得以推广应用。

它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。

RFID是一项易于操控，简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术，其所具备的独特优越性是其它识别技术无法企及的。

?识别工作无须人工干预；

?它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式，且无需接触或精确瞄准；?可自由工作在各种恶劣环境下；

?可进行高度的数据集成；

?由于该技术很难被仿冒、侵入，使RFID具备了极高的安全防护能力。

一个最基本的RFID系统一般包括以下几个部份：

?标识卡(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；

?读写器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；

?天线(Antenna)：在标识卡和读写器之间传递射频信号。

?定位器：通过低频信号定位标识卡的当前位置。

2. 系统总体设计

2.1 系统描述

监狱人员定位管理系统将物联网技术运用到罪犯点名、出入登记等执法过程，可使监狱管理人员实时掌握监狱内各个受控区域在押人员的详细信息及数目，有效防止在押人员的出逃，减少罪犯结党闹事的几率，秘密监控高危在押人员，追查及跟进暴力事件的发生，最大限度的保障管理人员和在押人员的人身安全。另外，系统还能实现自动点算指定区域内人数及周边执勤干警信息，大大降低监狱管理人员的工作强度，在遇到突发事件时能够迅速定位执勤干警的所在位置。

监狱人员定位管理系统通过在干警和罪犯身上携带的终端设备，感知干警和罪犯所在位置和区域，判断是否出现在非法区域、非法聚集、非法靠近、出入禁区、靠近周界等异常行为并及时发出报警。与监狱内其他智能化子系统（门禁系统、视频监控系统、监管改造系统等）联动，能够共享信息，结合电子地图，各个分监区、监狱领导、指挥中心可以实时了解干警当班情况、警力分布；也可了解各位置罪犯人数，分布等信息，且可以查询地点中每个罪犯、干警的详细信息；能够随时查询某个干警或押犯当前位置，并在地图上调取该位置的摄像头的视频，便于监狱指挥中心和领导即时统筹管理掌握第一手资料。

2.2 系统原理及架构

该方案主要是利用RFID技术，通过定位器、电子标签及基站等终端设备，利用RFID无线通信技术将信息传输到采集服务器，并实现上层的各种应用，从而实现对监狱人员的身份识别、定位跟踪和轨迹查询等功能。系统终端主要包括定位器、RFID基站、RFID电子卡、采集系统。

?定位器：主动式发送器，当电子卡进入低频信号范围以后，能够接收到定位器天线连续发送的125KHZ低频信号，信号包括其自身编号，能够

用于进行不同定位器天线的区分与识别，识别范围为0-3m。

?RFID电子卡：给监狱内的在监人员佩戴，具有唯一编号，可主动接受125KHz低频信号，并通过2.4G上传相关信息，能够实现身份认证、定

位跟踪和监控等功能。

?RFID基站：主要是作为信息传输设备，实现监狱监控区域信号全覆盖，可接受卡发送的信息，并将信息上传到采集服务器。

?采集系统：对基站上传的数据进行处理，实现上层的各种应用。

对监狱服刑人员佩带RFID服刑人员电子卡，工作频段在125K和2.4G，能够实时监控服刑人员的位置，这样可以实时掌握人员数量，当人员擅自离开或进入某一非法区域时，系统将报警，便于进行及时处理，系统同时会记录每个服刑人员的历史行动轨迹，便于查询统计。

系统总体架构示意图

2.3 系统特点

监狱人员定位管理系统用基于RFID无线射频识别技术，通过在监管场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、跟踪和定位在押人员，并将信息系统中每个人的信息和现实中的每一个人动态的联系起来，主动识别并自动按照设定的规则进行报警。

系统具有较高的实时性、安全性、可靠性、安全性和稳定性。

3. 系统功能

3.1 人员定位监控

能够精确定位佩带定位标签人员所在位置和区域，并显示在分监区、分控中心和指挥中心的监控端地图上，并可在分监区、分控中心和指挥中心的监控端通过输入人名或标签号查找指定人员（干警和罪犯）位置当前所处位置、信息。

人员定位示意图

1

人员详细信息

3.2 区域管理

能够自动实时、定时统计、汇总各区域干警数、罪犯数，与应到人数对比，确定人员是否到齐，实时显示带队干警的姓名（干警考勤），进出区域罪犯的照片、姓名、罪名等信息，值班干警可通过手持式终端机核对中心回传的信息是否与现场信息相符，系统还可以自动生成各个分监区值班日志，并提供打印功能。在分监区、分控中心和指挥中心用电子表格以及电子地图等形式展现。

点名示意图

3.3 报警管理

3.3.1 SOS呼救报警

干警标签和罪犯标签都有报警按钮，一旦发生紧急状况，可以按下报警按钮，分监区、指挥中心监狱人员定位系统将会及时收到报警信息和报警位置，并快速找到事发现场。

3.3.2 区域限入报警

?越界报警：某些区域属于禁区，未经允许的标签进入将发出报警信息，或某些犯人不能离开某个区域，一旦离开将发出报警信息；

?非授权出入报警：在出入某些关口时，可事先设定好哪些标签可以通过，当不符合要求的标签出入关口时将发出报警信息；

?与管理信息系统不符报警：犯人在系统中已经设定好了房间号，一旦犯人进错房间，将及时发出报警信息。

3.3.3 区域超员报警

当特定区域的人员超出警戒人数时，系统将对此区域的超员现象发出报警信息，防止非法聚集。

3.3.4 标签故障报警

?拆卸报警：只要佩戴在人员手上的腕带被脱下来系统都会的提示报警，无论是剪断，还是用工具正常拆除。

?低电压报警：当标签的电池电压过低时系统也会提示，此时需要尽快为标签充电。

?无信号报警：当标签离开基站信号覆盖范围或标签信号被屏蔽，系统将会提示标签无信号和信号丢失的区域。

3.3.5 电子围栏实时跟踪

系统可以预设行走路线，对狱警的巡逻路线和在押人员的行走路线进行实时

监控管理，当在规定时间内未走完该线路或脱离预定路线后系统会提示报警。

3.4 视频联动

?视频联动：系统可以为定位设备与摄像机做映射绑定，通过在监控端的地图上，点击定位设备图调用定位设备所在区域的视频。当有报警时，系统会自动调出发生报警区域的视频，查看现场情况；

?视频跟踪：对重点严管犯可以设置视频跟踪功能，实时掌握罪犯在每一个视频监控区域的活动情况。

3.5 历史记录查询

?对人员轨迹、历史数据报表等可查询打印。

?轨迹实时查看回放：显示特定区域内的实时活动轨迹，支持按时间范围进行轨迹回放。

?查询位置历史记录：任何标签的位置变化纪录。

?查询报警历史记录：任何标签的报警信息记录及报警信息处理。

?查询操作历史记录：关于标签的有关操作。

3.6 临时权限管理

当某个人员需要暂时进入重要区域或要离开时，可在系统进行临时授权，准许他进入重要区域或离开工作区一定的时间。

例如：张三要去库房取生产材料，系统可临时授权允许张三离开生产区15分钟或更长时间，超时报警。

4. 软件功能管理

4.1标签管理

标签可以根据实际情况进行分组和分类，有物品类和人员类，人员类包括管

理人员和普通被定位人员。各类别在地图上以不同的图标显示。

4.2 信息管理

人员信息资料与标签关联；可在系统中对在被定位人员的信息进行设置，以及人员与标签关联；人员行程安排：给被定位人员和物品制定行程和报警规则，如果物品和人员在定位区域间移动，不符合事先制定的行程系统就会报警；物品信息设置：可在系统中对危险物品的信息进行设置和与定位标签进行关联。

4.3 区域地图管理

?增加、查看和修改地图信息。

?在地图上进行区域划分和管理。

?重要区域白名单，给进入重要区域的人员授权。

4.4 设备管理

对每个定位设备可以根据需要进行设置，添加等，要求监控所有定位设备的运行状态，当定位设备网络中断时将会及时发出故障报警信息，并且可以对定位设备进行批量配置以及对联动摄像机的管理。

4.5 系统用户管理

可设定各种用户权限，用户登录系统后根据自己的权限进行相应的操作和浏览符合权限的内容。不同用户能够根据需要导入其他系统的基础数据库，进行系统日志维护，系统数据库的备份和恢复。

4.6 统计报表

?标签报警及轨迹报表——查看标签的重要报警，出入区域次数及停留时间统计；

?历史操作记录——查看用户的历史操作记录；

?考勤记录报表——统计各项工作的执行次数、单人的工作情况和闲置时间、每天各岗位的工作高峰期；根据用户自定义规则，按时间段统计干警巡逻次数、时间段和间隔时间；罪犯/干警进出登记记录；

?报警统计报表——对各告警事件发生的时间和区域进行统计分析；

?智能分析报表——分析标签状态提供闲置警力名单和位置，供所领导参考用警，分析指标由用户自行设置；

4.7 可扩展功能

如系统可以增加若干定时任务提醒，例如早点名、监舍巡视等。该任务定时触发，系统弹出对话框。值班人员可以点击确认来完成定时任务。超过一定时间未点击确认，则系统自动消除弹出的对话框。以上两种情况在值班记录中将如实记录。定时任务到时时，如果干警正在处理其他业务，则定时任务顺延弹出。

5. 设备介绍

5.1 RFID基站

室外基站室内基站

TZBS型基站是一款长距离有源RFID读写设备，具有识别距离远、灵敏度高、识别速度快、抗干扰能力强等特点，通过螺钉直接固定，安装牢固，可用于室内外。广泛用于：区域中的人员、资产的定位和跟踪，门禁管理等领域。

TZBS型基站通过以太网或RS485与监控中心进行双向数据通信，将电子卡的所有信息实时上传到监控中心，为系统提供高精度、实时的数据。

?主要技术指标

室内基站：

●位移速度：180km/h

●并发识别数：500个以上

●漏读率：10-4

●识别角度：支持全向和定向（水平45°，垂直45°）

●极化方式：垂直极化

●增益：全向天线3dBi 定向天线14dBi

接收16级可调，发射16级可调

●工作频率：2.4～2.483GHz

●功耗标准：射频工作功耗为毫瓦级

●安全性：加密算法与匹配机制，防止链路侦测和破解

●外壳材质：铝型材

●环境适应能力：防水防冲击设计，满足工业环境要求，防护等级达到IP31。

●接口标准：RJ45，RS485

●电源标准：DC12V～48V

●外形尺寸：156.5×104×28.5（mm）

●重量：约0.3kg

●工作温度：-20℃～60℃；

●存储温度：-40℃～60℃；

●安装方式：顶装或侧装，螺钉固定

室外基站：

●位移速度：180km/h

●并发识别数：500个以上

●漏读率：10-4

●识别角度：支持全向和定向（水平45°，垂直45°）

●极化方式：垂直极化

●增益：全向天线3dBi，定向天线14dBi

接收16级可调，发射16级可调

●工作频率：2.4～2.483GHz

●功耗标准：射频工作功耗为毫瓦级

●安全性：加密算法与匹配机制，防止链路侦测和破解

●外壳材质：铸铝外壳

●环境适应能力：防水防冲击设计，满足工业环境要求，防护等级达到

IP65。

●接口标准：RJ45，RS485

●电源标准：DC12V～48V

●外形尺寸：185×132×75（mm）

●重量：1.7kg

●工作温度：-20℃～60℃

●存储温度：-40℃～60℃

●安装方式：侧装，配套专用安装背板，喉箍捆绑或螺钉固定

?详细说明

●工作模式

TZBS型基站是一款长距离有源RFID读写设备，实时接收TZTF系列电子卡信息。通过以太网或RS485与监控中心进行双向数据通信，将电子卡的所有信息实时上传到监控中心，为系统提供高精度、实时的数据。

●频段选择

选用2.4G频段，属于全球开放的ISM微波频段，无须申请和付费。

●识别距离

设计采用高性能射频解决方案，实现远距离射频识别。识别距离如下：全向天线120米（与TZTF系列电子卡，空气中无遮挡），

定向天线300米（与TZTF系列电子卡，空气中无遮挡）；

当用户对识别距离有不同要求或应用环境较复杂时，可选择不同信号强度的电子卡和基站接收天线，并可通过软件调节基站的接收灵敏度来达到所需的识别距离。

●位移速度

采用高速射频识别技术，识别速度快。在电子卡最大位移速度为180km/h的情况下，仍能够可靠识别。

●并发识别数

采用高速处理器，结合多种的射频防冲突机制，能够同时识别500张以上的电子卡，并发识别数大。漏读率小于10-4。

●通信安全

采用特殊的通信协议和地址匹配机制，并配以完善的加密算法，可以确保基站和电子卡之间的数据通信安全，防止链路侦测和数据破解。

●质量保证

生产过程严格依照ISO9000质量标准进行流程控制，确保产品性能与质量。

●接口标准

基站提供RJ45，RS485标准接口。

●供电方式灵活

支持DC12V～48V、POE供电、太阳能等多种供电方式。

?典型应用

该基站应用领域广泛，主要包括：区域中的人员、资产的定位和跟踪，门禁管理等领域。

5.2 RFID标识卡

TZTF型腕带标识卡是一种有源主动式标识卡，工作频点在2.4GHz，定时发射自身标识信息，内置电池供电。该标识卡具有识别距离远，功耗低，免维护等特点，内部含有优良的防冲突机制，适合于多标识卡的应用场合。

TZTF型标识卡具有腕带状态检测功能，腕带断开时发出报警信息，实时监控腕带是否被非法拆卸以及呼救报警功能。该标识卡可广泛应用于监狱安防系统，加强对服刑人员的管理。

?结构特征

该标识卡时尚美观，结构紧凑、坚固耐用、重量轻，易于携带、安装和使用。防尘防水等级达到IP67。

?外壳材质

外壳：PC工程塑料；

表带：硅胶。

?表壳尺寸

表壳尺寸：长×宽×高（mm）=58×46×23（mm）。

?技术参数

●射频指标（2.4GHz）

1)工作频率：2.4GHz，125KHz；

2)传输速率：250kbps；

3)发射功率：≤3dBm，可调；

4)接收灵敏度：－101dBm，可调；

识别距离：

1)与TZBS系列基站识别距离如下：

2)全向天线120米（空气中无遮挡），

3)定向天线300米（空气中无遮挡）；

与TZPR系列手持读写器识别距离如下：

1)内置天线50米（空气中无遮挡），

2)全向天线120米（空气中无遮挡），

3)定向天线300米（空气中无遮挡）；

4)与TZLF系列定位器识别距离：0～3米；

●电气特性

1)额定工作电压：DC 4.2V；

2)电池：可充电，一次性充满需5小时；

3)一次充电使用寿命：不小于3个月。

●工作条件

1)标识卡可在下列条件下正常工作：

2)工作温度：－20℃～60℃；

3)平均相对湿度：≤95%（＋25℃）；

4)大气压力：80kPa～106 kPa；

5.3 定位器

TZLF型定位器天线（以下简称定位器）为主动式发送器，按照一定频率连续发送125KHZ低频信号，信号包括其自身编号，用于进行不同定位器天线的区分与识别。

若具有低频接收功能的电子卡不在定位器的信号范围内，电子卡处于待机状态。当电子卡进入到定位器信号范围内时，可自动接收到低频信号，并进行解析。?主要技术指标

●工作温度：-20℃～60℃。

●存储温度：－40℃～60℃

●工作频率：125KHz。

●工作电压：AC220V。

●外壳材质：ABS 工程塑料

●环境适应性：防水防冲击设计，防护等级达到IP31。

●安装方式：顶装或侧装，螺钉固定，避免贴近大面积金属。

?详细说明

●工作模式

定位器，低频信号范围近似球形，以定位器发送天线为圆心，信号理论半径为0—3m。

定位器具有多路发射功能，每隔设定的时间发射一次射频数据，射频数据包括定位器编号信息。

定位器具备2路发射和4路发射，可发送2路或4路相同低频信息，或2—

—4路不同信息。定位器最多可分配四个定位器天线编号。

●识别距离

在除金属阻挡外的各种阻挡，以及无阻挡情况下为3m---8m；用于接收低频信号的电子卡不同，识别距离也有所差别。

●安装要求

定位器可以安装在墙面上，或吊顶上。低频发送天线可引出安装在需要信号覆盖的位置（目前，天线延长线可延长至5m，且基本不影响天线的信号半径）。天线可采用螺钉固定或者粘贴等方式固定。

使用时，将定位器安装在墙壁或天花板上，低频发送天线通过延长线从定位器外壳引出，固定在需要低频信号覆盖的范围。如要监测门口，将天线固定在门的侧边中央位置，当人员佩戴可接收低频信号的电子卡经过该门时，电子卡即可接收到该定位器天线号，并通过2.4G上传该号。由此，可精确判断出该电子卡佩戴者出现在了这个门口附近。

以此类推，也可通过两个定位器天线发送天线覆盖两个门，或门内门外，对电子卡佩戴者进行进出门判断。

6. 系统运行环境

6.1 软件环境

6.1.1 服务端

?支持的操作系统：相当于Windows Server 2003标准版。

?支持的数据库：MySQL 5.5以上版本。

6.1.2 客户端

?支持的操作系统：Windows XP Professional SP3及以上版本。

?32位操作系统，不支持64位。