RFID監獄智能化管理及安全防范系統
1. 現狀分析
我國目前的監獄人員管理現狀，多數還停留在以獄警巡查加攝像機監視報警的階段。隨著信息化建設的逐步發展，監獄系統門禁、安防監控、應急指揮系統等得以長足進步，但仍存在多系統獨立運行，不能做到聯動機制;監控探頭過多，有限的警力不能同時監控所有鏡頭狀態;由于目前監獄信息化建設相對滯后，以致不斷導致一系列惡性事件的發生，如：河南監獄、陜西漢中、安徽界首、呼和浩特、湖南常德、防城港、阜陽市等等，給社會造成極大危害，為防止越獄事件的再次發生，防止犯罪分子再次危害社會，使監獄的信息智能化建設變得易異常迫切。RFID技術在國內急速發展給監獄智能化建設帶來新的契機，為提高監區管理工作的信息化水平，推動監獄在押人員管理工作向制度化、規范化、實時化發展，確保監區安全穩定，逐步實現監區“智能化全方位監管”奠定了堅實基礎。
2. 系統設計方案
2.1 系統建設指導思想和原則
系統建設以提高監區管理工作信息化水平、防止越獄事件發生為目的，以實現監區管理工作的實時、高效、科學為著眼點，以信息系統推廣及全面應用為核心，以低投入、高效益、重質量為目標，在數字信息化監區建設的總體框架內進行系統設計和總體規劃，按照“統籌規劃、分步建設、邊建邊用、逐步完善”的整體建設思路，全面推進監區在押人員管理和行政管理工作的信息化和現代化進程。
2.2 系統原理
監獄智能化管理及安全防范系統通過RFID電子標簽的應用，以電子標簽作為目前最先進的標識碼，它具備不易破損、數據可靠、使用周期長、有效通訊距離遠等特點，是替代條形碼、紅外線標識的最佳選擇。將其安裝在受控目標上，作為目標的唯一標識進行追蹤和定位。工作時，管理人員通過聯網的無線識別基站進行追蹤和定位目標。
2.2.1 RFID自動識別技術原理
RFID與短程通信設備組成的系統主要包含智能RFID、RFID的讀寫設備(Read-Write Units，簡稱RWU)兩部分，讀寫設備RWU和RFID之間的無線通信實現信息管理系統與RFID之間的信息交流。
讀寫設備RWU是RFID的讀寫控制器，由微處理器、安全模塊和微波通訊控制器和RS232、485、TCP/IP等通訊接口等組成，以短程通訊協議和微波無線傳遞手段，實現RWU與RFID的之間安全可靠的信息交換目的，RWU通過RS232、485、WIFI、GPRS、TCP/IP等與上位機連接，從上位機接收控制命令和數據并返回數據。
2.2.2. 區域定位跟蹤原理
讀寫器做信號覆蓋負責遠距離信號傳輸，接收范圍恒定;腕帶標簽為2.4G&125K復合標簽，負責接收低頻激活器發出的低頻激活編號并將此編號實時傳輸給讀寫器。低頻激活器為125K頻段，激活器主動發射連續低頻脈沖信號(載波數據中含該激活器編號);配套的低頻激活標簽持續打開低頻接收功能，當收到某激活器的激活信號時，該標簽的低頻芯片將實時解析出該激活器編號，同時檢測出該低頻信號的RSSI場強值，然后喚醒并傳入MCU單片機，接著打開板載的2.4G無線射頻芯片進行一次強信號發射(無線發射的數據包中含標簽ID和激活器編號以及低頻場強RSSI值)。
示意圖：
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1. 當腕帶標簽在低頻激活器1、2、3時，激活器1、2、3將自身激活瑪傳輸給腕帶標簽，腕帶標簽將激活器發送給讀寫器，讀寫器將信息傳輸給后臺，管理平臺根據讀寫器事先安放位置及低頻激活器編號，將該標簽位置鎖定到該激活器覆蓋的3米區域。
2. 當腕帶標簽處于低頻激活器1、2、3交叉位置時，激活器1、2、3將自身激活碼及自身信號強度值傳輸給腕帶標簽，腕帶標簽將激活器編號、信號強度發送給讀寫器，讀寫器將信息傳輸給后臺，管理平臺根據激活器事先安放位置及信號強度，計算出腕帶標簽更靠近那個激活器附近，從而實現三點區域定位、精確定位。
2.3 系統組成部分
系統有4部分組成：監獄智能化管理及安全防范系統軟件、RFID數據采集系統和視頻報警聯動系統、訪客管理系統
2.3.1 監獄智能化管理及安全防范系統軟件
軟件主要有三個部分組成
1) 監獄智能化管理及安全防范系統采集端：接收數據系統，后臺運行，無操作界面。
2) 監獄智能化管理及安全防范系統服務器：僅放在管理中心，由管理員登陸，可進行基礎數據維護，并顯示所有定位信息。
3) 監獄智能化管理及安全防范系統客戶端：放在客戶端，由一般用戶登陸，顯示當前樓層的定位信息。
2.3.2 RFID數據采集系統
系統以下幾個部分組成
1) 2.4G閱讀器(定向讀寫器、全向讀寫器)
定向閱讀器：主要應用于監獄圍墻被激活腕帶標簽的信號接收及空曠區域信號的大范圍覆蓋和大區域的定位。
全向閱讀器：主要應用于監獄生產區、生活區、餐廳等區域的定位，同時也接收監獄室內被激活標簽的信號。
2) 125K低頻觸發器(門禁觸發器、周界觸發器)
門禁觸發器：主要運用于監獄各監區在押人員出入門禁方向判斷，通過該門禁激活器可實現在押人員、獄警的遠距離開放式考勤并實時記錄出入時間，也可通過門禁激活器實現大區域的精確定位;
周界觸發器：主要運用于監獄圍墻的控制及較寬門禁人員進出的判斷，通過周界觸發器，可以防止監獄在押人員從大門、圍墻逃竄，防止越獄時間的發生。
3) 防拆卸監獄腕帶標簽(防拆卸、防水、防沖擊、可更換電池)
防拆卸監獄腕帶標簽：該腕帶融合了125K&2.4G兩個頻段，若客戶有需要可再復合一
張IC卡以實現門禁考勤、食堂就餐、超市購物的功能;該腕帶主要功能是給監獄在押人員佩戴，防止或者杜絕監獄在押人員通過圍墻、門禁逃獄;
4) 獄警電子標簽(具有求助、報警功能)
獄警電子標簽：獄警電子標簽有監獄獄警佩戴，主要起到保護自身生命安全的作用當
獄警遇到監獄在押人員圍攻或者有發現有在押人員聚眾斗毆、逃獄等發生時，可通獄警標簽按鈕及防拆卸掛鏈實現求助報警，避免嚴重事故的發生;
5) 手持式閱讀器
手持式閱讀器主要作用：獄警對保外就醫的在押人員監控(在押人員離開獄警一定區域，手持機及時報警并通過手持機GPRS遠傳功能將手持機GPS或者警車GPS坐標信息及特殊求助信號信息發回到后臺的指揮中心，以方便指揮中心采取應急處置措施，避免事故發生;
6) 計算機網絡設備
計算機網絡設備包括計算機服務器、顯示器、網絡交換器、集線器、網絡機柜等;
2.3.3 視頻報警聯動系統
系統組成
視頻報警聯動系統主要有攝像機、云臺、防護罩、鏡頭、報警控制器、聲光報警器等組成
2.3.4 訪客管理系統
系統組成
訪客管理系統主要由查詢機(帶二代身份讀卡器)、應用軟件、交換機、服務器
3.系統總體架構
3.1 系統總體設計
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系統整體設計圖
備注：整個監獄的設計包括監獄圍墻周界區域、生產車間及生活區等內部區域、圍墻內非房間內區域三個部分，三個部分互為獨立又密切關聯，共同形成了三道監獄安全防范體系。
3.2 軟件系統架構
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軟件系統架構
4.系統功能
1) 受控目標實時跟蹤監測及突發事件按鈕求助，位置自動顯示;
2) 實時查詢、打印當前及某時間段內受控目標數量(生產區、生活區、休閑區等)、 活
動軌跡及分布情況;
3) 在押人員擅闖禁區后臺自動報警。有些區域為限制區域(圍墻警戒區、危險品源區
等)，不經授權的在押人員非法闖入后臺系統自動報警并彈出事發點視頻窗口;在監獄重要關口，可事先設定通過權限及時間段權限，未經授權人員出入關口將自動引發報警;
4) 非授權離位報警，生活區、生產區、監舍、獄警崗哨區等特定區域的在押人員或者獄警未經授權不得擅自離開該區域，一旦非法離開，系統自動報警，離開人員身份信息、位置信息自動顯示;
5) 軌跡回放，監獄管理人員及有權限領導根據自己的權限可以查詢某一監獄在押人員或者某一批在押人員在某段時間的運動軌跡;
6) 在押人員脫離看管后臺自動報警，獄警佩戴手持機與在押人員腕帶通過后臺授權，可實現互相之間通訊，兩者之間的距離超出允許的范圍，后臺自動啟動報警裝置;
7) 緊急報警求助，緊急求助分兩種情況：1. 獄警在受到在押人員圍攻或者獄警發現某些在押人員有不良企圖，可按下獄警卡按鈕或者扯斷防拆卸掛鏈進行緊急求助;2. 監獄在押人員遇到圍毆情況或者其它威脅自身安全情況時，可按動腕帶標簽求助按鈕求救;
8) 一卡通功能，監獄電子腕帶內置了非接觸一卡通芯片。獄警卡可以實現門禁、電子門鎖、巡檢、考勤和內部消費功能，在押人員電子腕帶可以實現就餐、內部消費等功能;
9) 查詢統計和報表功能，管理系統能自動生成符合管理者日常管理所使用的各種圖表
包括：柱狀圖、餅圖、曲線圖、列表等。這些圖表可方便的幫助監獄管理者分析統計一段時期以來的各類人員的工作情況、活動情況，以及各類報警事件的發生情況、發生頻率、發生地點、發生原因等監獄管理所必需的各類因素。
10) 武警及其離位報警，對于未經領導授權的武警及槍械，被強行帶出哨崗監控區域，將會立刻觸發報警器進行報警;
11) 視頻聯動，現場實時在線;哨崗、監舍、生產區、生活區、休閑區等安裝監控探頭，探頭全天候工作，信息實時存儲在硬盤存儲器內。當閱讀器接收到特殊ID(獄警槍支非法離身、在押人員闖入未授權區域、獄警被圍毆等)時，發一條指令給后臺服務管理器，從而在軟件上彈出視頻框，管理人員可即時查詢發生異常情況位置及現場情形，避免險情出現;
12) 訪客系統，探視人員、監獄內部人員進出監獄大門身份驗證，提高安保級別;
5. 系統總體設計
整體規劃是監獄智能化管理及安全防范系統建設的重中之重，我司對近幾年越獄事件的進行了詳細調查，又根據監獄獄警工作流程、監獄在押人員活動規律，將監獄智能化管理及安全防范系統的建設分為三個部分：監區智能化管理系統、監區外醫療服務機構智能化管理系統、保外就醫中途智能化管理，三部分相輔相成，共同構筑了監獄智能化管理及安全防范系統。
以下我們將從監獄智能化管理及安全防范系統三個組成部分詳細講解：
5.1 監區智能化管理系統
監區智能化管理系統的建設主要包括以下幾部分：1、監獄圍墻、生產區、生活區等周界管理系統; 2、生活區、生產區、餐廳、監舍等門禁、區域實時定位系統;3、崗哨和武警槍支管理系統;
1) 監獄圍墻、生產區、生活區等周界管理系統
監獄圍墻
監獄圍墻是監獄智能化管理及安全防范系統的最后一道安全保障，是防止監獄在押
人員逃獄最重要的關卡，對整個監獄系統的安全起著決定性的作用，因此對于設備的穩定性、時效性、抗干擾性等要求極高，為保證系統運行的穩定，在方案設計方面我方都予以了周全考慮。
監獄圍墻周界管理系統組成：2.4G 定向閱讀器+125K 周界式激活器+125K 纜式天線，設備安裝布置示意圖如下：
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設備安裝布置示意圖
監獄周界功能：防止在押人員越獄;當在押人員靠近電子圍墻3米左右位置(誤差不超過50厘米)，臺報警裝置將自動啟動報警，同時大屏幕會顯示事發地點場景-闖入禁區在押人員身份信息、位置信息并通過視頻聯動功能在線查看現場情況;
監獄周界安裝方式：沿圍墻中部或距離圍墻30公分淺埋地下(周界纜式天線需套PVC管，以免天線彎曲變形、被水腐蝕等)，每50米安裝一臺周界式激活器和一枚防水性測試電子標簽(當激活器損壞后臺可檢測出來，以保證激活器的穩定工作)、每80米安裝一臺定向式閱讀器作為信號接收機。
生產區、生活區等
生產區、生活區的邊界也需安裝定向讀寫器+周界激活器+周界纜式天線，以防止在押人員在未經允許的情況進入非法區域，防范意外事故的發生;監控中心獄警及監獄高層領導可以根據實際的需要，對邊界進行設置，如：在押人員距離邊界多遠距離報警、在押人員在某段時間不允許進入某一區域、在押人員在某一時間段可以進入周界清理草坪等等;
2) 崗哨、武警槍支管理系統
崗哨、武警槍支管理系統的建設包括兩部分：第一、崗哨武警槍支智能化監控子系統;第二：周界獄警巡查實時跟蹤定位管理子系統;
◇ 崗哨武警槍支智能化監管子系統
崗哨武警槍支智能化監控子系統建設規劃圖
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建設規劃圖
每個崗哨內部或者頂部安裝一套信息采集設備，負責接收武警槍支電子標簽及武警發出的緊急求助信號(在押人員搶奪槍支、在押人員斗毆、在押人員有異常舉動等)并負責將信息通過RJ45網絡傳遞給后臺監控中心;武警槍支槍托安裝專用電子標簽，電子標簽會實時發送電子標簽信號給信號接收機，后臺若在一段時間內(如：5秒、10秒等)檢測不到電子標簽發出的信息，監控中心報警系統、安防監控系統將自動啟動，此時液晶顯示屏會顯示當前崗哨現場情況、值班武警身份信息、值班武警位置信息等，監控中心可根據實際情況派遣就近武警進行協助處理突發事件，以防范嚴重情況出現。
◇ 周界武警巡查實時跟蹤定位管理子系統
周界武警巡查實時跟蹤系統功能：
1) 區域定位，通過安裝在圍墻的激活器、信號接收機可以實現區域非精確定位
2) 槍支、武警離位報警
3) 武警持槍未按預訂路線巡查，系統報警
4) 武警遇到緊急情況，報警求助
5) 武警、槍支軌跡回放
3) 生活區、生產區、餐廳、監舍等門禁區域實時定位系統
生活區、生產區、餐廳、監舍等門禁區域實時定位系統包括兩部分：第一、區域門禁管理系統;第二、區域實時定位系統;
◇ 區域門禁管理系統
門禁管理現狀調查：在押人員由生活區至生產區上工、餐廳就餐或由生產區返回生活區，都由隊長帶隊，經過內外管門崗唯一通道進行登記進出。目前采用人工登記和清點人數的方式，獄警工作強度很高。通過區域門禁管理系統可以直接將點名的數據通過局域網或者WIFI、GPRS等傳送到獄警的PDA上或者后臺監控中心，從而減輕獄警的工作強度。
區域門禁管理系統功能：對在押人員從監獄生活區至工作生產區域、餐廳、牢房等經過門崗(大門)時進行實時點名及特定權限的設置(某在押人員只能在規定的時間內通過門禁，否則將引發報警)，以加強監獄管理的規范化和安全性;
以生活區域到生產區為例說明，如下圖：
門禁監測圖
在生活區與生產區域通道安裝1套125K門禁激活器和信號接收機(現場環境決定)，因該通道為所有在押人員進入生產區或返回生活區的唯一通道，每天人流量較大，為了系統可靠性更高，可采用雙天線門禁;
對所有在押人員進出的信息(在押人員個人信息、數量、出入時間)，系統都會自動記錄，并可與后臺系統規則自動匹配，當不符合通過規則的在押人員通過時，值班室立刻進行聲光報警，并對違規事件進行記錄。
◇ 區域實時定位系統
區域實時定位系統主要是對監獄生活區、工作區、活動區等大范圍區域的人員進行全方位監控，通過全向定位器、定向閱讀器、邊界激活器的結合，針對生產區、活動區等進行全方位位置監測，實時了解在押人員及獄警的詳細情況，可直觀了解到該區域人員實際的數量、人員信息等，通過軟件可對其一目了然，極大的減少了獄警的工作量，實現向科技要警力的途徑。
【功能描述】
在室內外勞動場所、重點監舍、衛生間、廣場等區域通過全向定位接收器及定向定位接收器結合實現信號覆蓋;
系統每隔5~10秒(可設定)對區域內在押人員進行點名，當在押人員脫離指定區域時，系統立即告警，并顯示告警位置及違規在押人員信息。
系統也可根據事件段對各個區域進行受控限制，如在受控時間段內，有人員進入該區域，系統立即進行聲光報警，通知就近獄警及時處理，極大的避免了意外情況的發生，受控時間的設置同監獄規定可以靈活更改。
5.2 監區外醫療服務機構智能化建設
監獄智能化管理及安全防范系統的整體建設需要兼顧在押人員保外就醫醫療服務機構的智能化建設，最近幾年在押人員借助保外就醫越獄事件時有發生，一次次慘痛的教訓告誡我們，不能忽視對在押人員看管的各個環節。
考慮到整個監獄人員智能化建設的成本費用及監區外醫療服務機構的特殊性，監區外醫療服務機構智能化建設，可采取重點布控、著眼未來、逐步完善的方針，如：大樓出入口、樓層間通道、電子圍墻、醫院大門出入口等安裝定位設備，以防止意外事故的發生;
RFID管理系統集成商 RFID中間件 條碼系統中間層 物聯網軟件集成