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工业4.0精确位置感知,分米级高精度定位系统

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公检法司

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看守所智能化安全防范管理系统

文章来源:       发布时间:2019-08-09     浏览次数:

1.引言

  1.1文档说明

  仁微电子看守所定位方案是让集成商、工程商及使用方了解物联网RFID定位技术在监狱安保领域的设计理念、原则、整体规划及如何发挥其巨大作用的并详细阐述相关物联网设备工作原理、安装位置等信息,以便集成商、工程商、使用方正确认识物联网在监狱安保领域带来的革命性变革及目前该技术存在的不足,树立物联网在监狱安保领域正确的认识。如您在阅读过程中,遇到任何不解和困惑,请与方案撰写者联系。上海仁微电子科技有限公司对本文档拥有最终解释权。

  1.2 术语与缩写解释

  术语 解释

  RFID射频识别 一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触

  半有源电子标签 标签未进人工作状态前,一直处于休眠状态,当标签进入阅读器的读出区域时,受到激活器发出的射频信号激励,进人工作状态

  激活器 处于实时寻址状态,实时“主动式”侦测周边有源电子标签,并将自身携带ID编码及天线ID编号发送到有源电子标签接收模块

  工业及全向读写器 工业及全向接收并解调电子标签发送出的射频信号

  电子防拆卸腕带 电子腕带被拆卸时,能发出报警信息的腕带被称为防拆卸电子腕带

  定位管理软件 为实现人员定位管理所开发的后台管理程序

  2.项目背景

  2.1现状分析

  在押人员在看守所内不服监管、欺压打骂同监人员,充当“牢头狱霸”、打架斗殴的现象时有发生,部分在押人员对于自己在看守所是否受过处罚感到“无所谓”,而且即便处罚完毕后,他们中的多数人仍不吸取教训,继续打斗闹事,为监管场所的安全埋下了隐患。

  在管理方面,目前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,很难做到对监所内在押人员实时监管,事故的发生往往具有滞后性,不能启到主动的积极防范和预警,另外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。为了保证看守所的管理水平,提高对犯罪嫌疑人的监控状态、改造效率,避免安全事故发生的滞后性等特点,监所的信息智能化建设变得易异常迫切。

  2.2系统建设意义

  1. 对监所在押人员实时监督管理(信息中心可实时查看在押人员位置信息、在押人员数量、任何监舍在押人员信息、监所在押人员动态变化、在押人员遇袭求助、在押人员非法聚集报警信息、进入非法区域告警信息等)。

  2. 主动预警,解决事故发生滞后性问题,将事故发生隐患提前暴露,避免事

  故发生;

  3. 突然场景再现,物联网技术与现有视频联动可实时查看事故发生的现场情况,为调配相关警力解决突发情况提供依据;

  4. 减轻狱警管理的工作量,提高工作效率,实时点名、在押人员位置信息时

  时在线、在押人员路径规划等功能将大大减轻狱警工作量,提高工作效率;

  5. 提高监区管理工作的信息化水平,推动监所在押人员管理工作向制度

  化、规范化、实时化发展,确保监区安全稳定,为逐步实现监区“智能化全方位监管”奠定坚实基础。

  3.系统设计

  3.1系统建设原则

  系统研发与建设遵循以下原则:

  注重整体规划

  看守所智能化安全防范管理系统由三部分组成,第一,看守所智能化安全防范管理系统核心硬件(包括:防拆卸电子腕带、工业级读写器、定向读写器、125K低频激活器、工业级手持式读写器);第二,看守所智能化安全防范管理系统软件(包括前端展示软件和后台管理软件组成);第三,中间件(包括工业级交换机、机柜、PC机、服务器、不间断电源等)。

  立足自主研发

  系统建设的核心技术采用市场通用的标准2.4G 及125K低频触发技术,公司提供的所有核心设备都拥有完全自主知识产权,2.4G微功耗技术、腕带密钥匙式防拆卸设计、125K缆式天线技术,同步收发机制等都为公司独创,使得腕带在使用寿命上及定位精度上都得到了很高的提升,远远超出国内同行业水平。

  着眼未来发展

  在系统整体架构、服务设备选型、腕带标签功能选型、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;

  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;

  发挥建设效益

  系统开发与建设要结合监区现有实际情况,在现有系统基础上进一步加强监区的管理工作;按照统筹规划、边建边用、逐步完善的建设思路,充分发挥建设效益。

  3.2系统工作原理

  看守所智能化安全防范管理系统通过半有源电子标签的应用,以电子标签作为目前最先进的标识码,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。

  防拆卸电子腕带采用“主动或被动方式”两种模式进行工作,腕带主动发射信号或由读写器(或低频激活器)的指令触发后发射信号。分布在各区域或门禁内外的激活器一直在主动近距离发射125KHz低频电磁波信号,经过任一激活器信号范围内的防拆卸电子腕带都能够被顺利激活,并获取到该激活器发射的数字编号、计算出RSSI场强值。电子腕带随后将 “标签自身ID+标签状态信息(电压是否正常?防拆卸状态是否正常?等)+激活器编号+RSSI值” 等数据以2.4GHz频率无线发射出去。安装在看守所监舍、门禁、放风区的远距离读写器天线接收到从防拆卸腕带发出的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到看守所智能化安全防范管理系统软件进行相关处理,系统根据逻辑判断其合法性及位置信息等。

  3.3系统功能

  1) 在押人员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内在押人员数量(监舍、生活区、放风区等)、 活动轨迹及分布情况;

  3) 在押人员擅闯禁区后台自动报警。有些区域为限制区域(围墙警戒区、危险品源区等),不经授权的在押人员非法闯入后台系统自动报警并弹出事发点视频窗口;在看守所重要关口,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;

  4) 非授权离位报警,放风区、生活区、监舍等特定区域的在押人员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;

  5) 轨迹回放,看守所管理人员及有权限领导根据自己的权限可以查询某一时间段内在押人员或者某一批在押人员在某段时间的运动轨迹;

  6) 在押人员脱离看管后台自动报警,狱警佩戴手持机与在押人员腕带通过后台授权,可实现互相之间通讯,两者之间的距离超出允许的范围,后台自动启动报警装置;

  7) 紧急报警求助,紧急求助分两种情况:第一、狱警在受到在押人员围攻或者狱警发现某些在押人员有不良企图,可按下狱警卡按钮或者扯断防拆卸挂链进行紧急求助;第二、监狱在押人员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;

  8) 一卡通功能,监狱电子腕带内置了非接触一卡通芯片。狱警卡可以实现门禁、电子门锁、巡检、考勤和内部消费功能,在押人员电子腕带可以实现就餐、内部消费等功能;

  9) 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。

  10) 武警及其离位报警,对于未经领导授权的武警及枪械,被强行带出哨岗监控区域,将会立刻触发报警器进行报警;

  11) 视频联动,现场实时在线;哨岗、监舍、生活区等安装监控探头,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、在押人员闯入未授权区域、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。

  3.5看守所智能化安全防范管理系统软件介绍

  看守所智能化安全防范管理系统软件包括两部分,第一、前端展示系统,第二、后台基础信息管理系统

  3.5.1前端展示系统

  前端展示系统包括客户端登陆界面、功能展示区、系统主界面三部分,具体展示如下:

  客户端登陆界面


  3.5.2后台基础信息管理系统

  后台基础信息管理系统包括客户端登陆界面、信息管理、电子地图、系统管理、统计报表五个部分,具体展示如下:

  客户端登陆界面


  系统建设规划

  看守所智能化安全防范管理系统的设计包括看守所围墙周界安全防范管理系统、监舍及生活区等内部安全防范管理系统,二个部分互为独立又密切关联,共同形成了看守所安全防范体系。

  以下我们将从看守所智能化安全防范管理系统2个组成部分详细讲解。

  4.硬件组成

  1)定向读写器,安装固定在看守所围墙上,每隔100米安装一套,用于接收防拆卸电子腕带发射出的无线射频信号;

  2)激活器,安装在围墙上,每隔40米安装一套激活器,用于激活防拆卸电子腕带和将自身编码远程写入防拆卸电子腕带芯片中,该编码通过2.4G标签无线远程传输给定向读写器;

  3)光纤通讯系统,光发信机、光收信机、光纤、中继器、光纤连接器、耦合器等共同组成了光纤通信系统,用于将读写器收到的射频信号传输到监控中心。

  4.1.2硬件安装注意事项

  1)定向读写器安装需注意安装高度(一般在3-4米)、接头防水(电源接头、网络接头)、天线面板方位;

  2)激活器的安装,激活器天线安装位置一般选择墙体中间或距离墙体1米水平

  地面下方20公分掩埋,天线需用PVC管保护,以防进水对天线造成腐蚀;

  激活器安装高度一般为2-3米,注意接头防水处理;

  3)光纤通信系统安装主要注意接头防水;

  4.2.1硬件组成

  1) 定向读写器,安装固定在看守所监舍围墙上,每隔100米安装一套,用于接收防拆卸电子腕带发射出的无线射频信号;

  2) 激活器,安装在房间、门禁、走廊及监舍围墙上,周界激活器每隔40米安装一套激活器,用于激活防拆卸电子腕带;门禁激活器根据门禁的实际情况选择安装棒状激活器天线和地感式激活器天线,用来激活进入门禁的防拆卸电子腕带;监舍安装棒状激活器,用来激活器房间内电子防拆卸腕带并判断其位置信息。激活器将自身编码远程写入防拆卸电子位腕带芯片中,该编码通过2.4G标签无线远程传输给定向读写器;

  3) 工业级交换机,将多路定向读写器和全向读写器的UDP网络转换成单位内部局域网,将信息汇聚到服务器中运算。

  4.2.2硬件安装注意事项

  1)定向读写器安装需注意安装高度(一般在3-4米)、接头防水(电源接头、

  网络接头)、天线面板方位;

  2) 激活器的安装,周界激活器天线安装位置一般选择墙体中间或距离墙体1米水平地面下方20公分掩埋,天线需用PVC管保护,以防进水对天线造成腐蚀;门禁激活器安装分为棒状天线安装和地感式天线安装,棒状天线安装高度一般为1.5米高度,门禁内外各安装一对棒状天线(棒状天线成L型交叉);地感天线安装时需根据门禁长度来实施,一般线圈长度为门禁宽度减去40公分,线圈宽度在40-50公分为宜(确切长短需根据现场来定);监舍定位激活器安装一般选择棒状天线,根据每个房间深度,一般放置2-3根棒状天线,每根天线覆盖信号范围在1-3米半径。




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