智慧监狱物联网解决方案_徐曼
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图 2 人员定位示意图 1.2 档案管理
采用先进的 RFID 技术和计算机软件技术来进行智能化 档案管理，是社会发展的未来趋势。以 RFID 电子标签作为信 息存储媒介并粘贴在档案 ( 档案袋 ) 上，可在芯片中存储该档 案的基本信息和领用归还状态。而利用档案工作站、台式读 写设备、手持式 RFID 设备，与后台数据库管理系统相配合，
( 上接第 31 页 )
就可以得到很好的控制，避免犯人私藏劳动工具制造不必要 的混乱。RFID 标签也具有防拆功能，一旦被强行拆卸，后台 控制中心就会收到前端返回的报警信号。另外，由于所有的劳 动工具都使用了电子标签进行标识，清点资产数据也将变得 方便快捷。 1.5 监舍管理
监狱的智能化建设也不能缺少监舍的智能化。由于前端 采用 RFID 技术和传感器，所以在监舍的建设中，每个出入口、 走廊和房间内都会安装一定数量的定位器、RFID 读写器、红 外摄像机和喇叭，针对正常时间内无进入权限的腕式标签携 带者进行识别，当出现异常进入时，摄像机开始拍摄并由中 央控制室人员向此区域人员对讲喊话。 1.6 周界管理
能电网分代研究起到促进作用。
参考文献
[1] US Department of Energy. Grid 2030: A national vision for electricity's second 100 years[R].USA: US Department of Energy Initiative, 2003.
[7] PIAGET Jean. Piaget's theory [M]// MUSSEN P H. Carmichael's manual of child psychology. New York: John Wiley & Sons Inc., 1970.
[8] 卢强，戚晓耀，何光宇 . 智能电网与智能广域机器人 [J]. 中国电机 工程学报，2011，31(10) ：1-5.
图 1 智慧监狱解决方案整体架构图 RFID 与短程通信设备组成的系统主要包含智能 RFID 以 及 RFID 的读写设备两部分，读写设备和 RFID 之间的无线通 信可实现信息管理系统与 RFID 之间的信息交流。 这里采用的电子腕带是一种综合了 2.4 GHz、125 kHz、 13.56 MHz 三个频段的射频芯片的多功能复合标签。这种电子 腕带可以实现人员定位、人员身份识别两大基础功能，从而 利用该特性进一步实现在押人员越界报警、跨区域报警、指 定路线监控、突发事件调查、接近报警、紧急呼叫和监区一卡 通管理等多种监狱管理功能。 图 2 所示是利用该系统实现人员定位的示意图。
狱监管技术和防范水平。
关键词：物联网；RFID标签；传感器；摄像头
中图分类号：TP393
文献标识码：A
文章编号：2095-1302(2013)01-0030-02
Wisdom prison IOT solutions
XU Man
(Beijing Timeloit Technology Co., Ltd., Beijing 100096, China)
(1) 目前监狱警力资源配置不合理，大多数监狱以人防为 主，警囚比例低，难以达到司法部规定的 18% 的要求，因而 增加了不稳定因素 ；
(2) 大部分监狱监控设备落后，管理现状停留在以狱警 巡查加摄像机监视报警的阶段，人工作业仍占绝大比重，信 息采集仍然只是单纯依靠手工输入，信息化程度比较低，无法 将信息系统和在押人员真正地关联起来 ；
Abstract: In order to improve the informatization management technology of prison and achieve the guideline of "choosing police power from technology", IOT technology is combined with prison construction, and intelligent prison system is developed and realized with RFID tags, sensors and cameras based on identification perception, location perception, image perception and state perception to improve the prison supervision technology and prevention level. The system has been applied in some prisons, and achieved good results.
全面感知 Comprehensive Perception
智慧监狱物联网解决方案
徐曼
(北京时代凌宇科技有限公司，北京 100096)
摘 要：为了提高监狱信息化管理技术，实现“向科技要警力”的方针，文章将物联网技术与监狱建设相结合，运用
Fra Baidu bibliotek
RFID标签、传感器、摄像头，分别从身份感知、位置感知、图像感知和状态感知等来实现监狱的智能化建设，从而提高了监
[2] European Commission. European technology platform smartgrids: vision and strategy for Europe's electricity networks of the future[EB/OL]. [2012-09-20]. http://ec.europa.eu/research/energy/ pdf/smartgrids_en.pdf.
[5] IBM 论 坛 2009. 点 亮 智 慧 的 地 球 [EB/OL]. [2012-09-25]. http:// www-900.ibm.com/cn/forum2009/wisdom.shtml.
[6] IBM. 智能电网成熟度模型 [EB/OL]. [2012-09-12].http://www.ibm. com /smar ter planet /global /files/cn _cn _zh _energ y _solution3_112kb. pdf.
[3] FARHANGI Hassan. The path of the smart grid [J]. IEEE Power and Energy Magazine, 2010, 8(1): 18-28.
[4] CARVALLO Andres, COOPER John. The advanced smart grid: edge power driving sustainability [M]. Boston: Artech House Publishers, 2011.
可靠传输 Reliable Transmission
人的活动逐渐从电网运行中淡出，这将使人的思维劳动强度 得以极大的减轻。
以智能电网建设为标志的技术创新为电力产业提升运行 管理水平，开发新产品和服务，以及延伸整个产业链奠定了坚 实的技术基础。随着技术手段的革新与经营管理模式的转变， 电力产业尤其是电网企业的供给可能性边界将极大扩展，不 仅能够满足目前存在的潜在需求，而且还能在未来引领和创 造新的需求，在供需双方良性互动的作用下，电力产业将不断 优化升级，产业整体影响力和竞争力都会获得显著的提升。 5结语
(3) 现有的监狱监控系统各成体系，没有统一的标准和接 口，一旦出现紧急事件，各系统之间无法及时联动，监控图像 和其他安防资源不能共享，安全隐患不能凸显，无法快速高
———————————————— 收稿日期：2012-11-06
30 物联网技术 2013年 / 第1期
效地发挥预警和防范的作用 ； (4) 恶性事件发生后，追查溯源效果差，难以核对和查
在监狱管理中，对矫正人员和罪犯人员定位比较适宜使 用 RFID 定位方法。采用 RFID 腕带标签，使得人机不可分 离，配备人员必须随身携带，一旦与身体分离便即时报警 ；而 且 RFID 标签定位准确，价格较低，可反复使用 ；携带 RFID 腕带的人员可以通过腕带进行主动报警，也可以在紧急情况时
被动报警。
ḷḜ䌈ᷛ
ᅝܼẔ⌟
ḷḜ׳䖬
ᖿ䗳Ⲭ⚍
图 3 档案管理示意图 1.3 枪支管理
对于监狱狱警的枪支管理，可在狱警枪支上安装主动式 电子金属标签，并在狱警枪支所存放的柜子或仓库都安装电 子锁。该电子标签具有防拆功能，一旦标签被强行从枪支上 取下，电子标签将即时发送一个特殊的 ID 给接收器，接收器 收到信号后会输出 5 V 的开关量信号来驱动报警器报警。对 于未经领导授权的枪械，被强行带出哨岗监控区域时，将会 立刻触发报警器进行报警；同时，视频系统会自动弹出视频框， 管理人员借助监控软件可清晰在线察看出事现场情况。另外， 在仓库安装的电子锁的开关量也需要手持机或者刷卡机进行 授权才能打开。图 4 所示是本智慧监狱的枪支管理示意图。
Keywords: Internet of Things; RFID tags; sensor; camera
0引言 尽管我国监狱信息化建设已取得了不小的进步，但是从
横向比较，其总体水平还比较低，与国际上监狱管理先进技术 水平还有较大差距，尤其是越狱事件还屡有发生。如何利用 信息智能化产品，防止越狱、狱内斗殴等恶性事件的发生，保 障监狱人员安全及和谐社会的建设，已成为摆在我们面前的 重大课题。我国大多数监狱管理技术存在的问题主要表现在 ：
⬉ᄤ䫕
RFID ᷛㅒ
䮼Ḛ㺙᳝ RFID䯙䇏఼
RFIDᵾᬃ⬉ᄤᷛㅒ ᶰ䮼㺙᳝⬉ᄤ䫕
ᓔਃᵾᑧ䮼
ঠ䞡ֱ䱰
㺙℺఼ⱘᶰᄤ
䄺ਬ᭄+ᵾẄ᭄ϞӴ
图 4 枪支管理示意图 1.4 劳动工具资产管理
给监狱的劳动工具贴上 RFID 标签，工具的发放和收回 ( 下转第 36 页 )
2013年 / 第1期 物联网技术 31
找信息之间的相关性。 1 智慧监狱物联网解决方案
智慧监狱整体解决方案是在一种安全可靠的情况下区分 识别监狱犯人、管理人员，并将现实中的每个人和每件物与 管理系统中的每个人和每件资产的信息一一对应的智能化管理 系统。图 1 所示是一种智慧监狱解决方案的系统整体架构图。 从图中可以看到，智能化监狱的前端感知层主要由各种频段 的 RFID 标签或腕带组成，通过阅读器的接收和网络的传送， 将信息传到后台进行处理，从而监控管理在押犯人和各项资 产。当有紧急事件发生时，视频主动联动，图像感知将同时记 录事件发生过程，并在事后追查溯源。 1.1 人员定位
全面感知 Comprehensive Perception
就可以实现档案的借阅、归还、查找、盘点工作过程的信息 化管理。同时，系统在档案存放间出入口处安装通道式智能 安全检测门和视频监控设备，然后通过远距离与 RFID 认证， 就可以实现自动录像功能和防盗功能。
图 3 所示是一种基于物联网技术的档案管理示意图。该 系统为每一份档案 ( 或每一个档案袋 ) 安装一个电子标签，这 样，通过电子标签的微小芯片和天线，就可以方便地跟踪和 记录档案在流动过程中所经过的每一个地点，从而使系统用 户可以很方便地知道档案目前的位置和存放地点，确认档案的 取出或者存入状态。
地埋泄漏电缆是一种立体的、依据地形铺设的传感器， 这种用体积测定、适应地形的探测器，能可靠地检测并精确 定位周界防范范围的步行、奔跑和爬行入侵者。泄漏电缆周 界报警系统由一个前端信号处理器单元和两根各 200 m 长的 传感器电缆组成，也就是说每个处理器的警界范围是 400 m。 泄漏电缆能够精确识别周界扰动，通过目标物体空间和时间
智能电网分代是一个全新的课题，但是分代研究在计算 机等其他领域并不鲜见，对这些领域进行分代的目的是通过研 究“上一代是什么”来推测“下一代是什么”，因此有必要通过 分代研究来预测和引导智能电网的发展方向。与其他领域分代 研究更注重“回头看”的方法不同，智能电网尚未大规模应用， 分代更注重“向前看”，正是人类智能与人工智能的发展规律， 奠定了我们“向前看”的基础。未来，伴随智能电网的深入推 进，实践应用总结出的成果和经验，将有助于深化对智能电 网本质的认识，理论的可行性与实践的迫切要求，也必将对智
采用先进的 RFID 技术和计算机软件技术来进行智能化 档案管理，是社会发展的未来趋势。以 RFID 电子标签作为信 息存储媒介并粘贴在档案 ( 档案袋 ) 上，可在芯片中存储该档 案的基本信息和领用归还状态。而利用档案工作站、台式读 写设备、手持式 RFID 设备，与后台数据库管理系统相配合，
( 上接第 31 页 )
就可以得到很好的控制，避免犯人私藏劳动工具制造不必要 的混乱。RFID 标签也具有防拆功能，一旦被强行拆卸，后台 控制中心就会收到前端返回的报警信号。另外，由于所有的劳 动工具都使用了电子标签进行标识，清点资产数据也将变得 方便快捷。 1.5 监舍管理
监狱的智能化建设也不能缺少监舍的智能化。由于前端 采用 RFID 技术和传感器，所以在监舍的建设中，每个出入口、 走廊和房间内都会安装一定数量的定位器、RFID 读写器、红 外摄像机和喇叭，针对正常时间内无进入权限的腕式标签携 带者进行识别，当出现异常进入时，摄像机开始拍摄并由中 央控制室人员向此区域人员对讲喊话。 1.6 周界管理
能电网分代研究起到促进作用。
参考文献
[1] US Department of Energy. Grid 2030: A national vision for electricity's second 100 years[R].USA: US Department of Energy Initiative, 2003.
[7] PIAGET Jean. Piaget's theory [M]// MUSSEN P H. Carmichael's manual of child psychology. New York: John Wiley & Sons Inc., 1970.
[8] 卢强，戚晓耀，何光宇 . 智能电网与智能广域机器人 [J]. 中国电机 工程学报，2011，31(10) ：1-5.
图 1 智慧监狱解决方案整体架构图 RFID 与短程通信设备组成的系统主要包含智能 RFID 以 及 RFID 的读写设备两部分，读写设备和 RFID 之间的无线通 信可实现信息管理系统与 RFID 之间的信息交流。 这里采用的电子腕带是一种综合了 2.4 GHz、125 kHz、 13.56 MHz 三个频段的射频芯片的多功能复合标签。这种电子 腕带可以实现人员定位、人员身份识别两大基础功能，从而 利用该特性进一步实现在押人员越界报警、跨区域报警、指 定路线监控、突发事件调查、接近报警、紧急呼叫和监区一卡 通管理等多种监狱管理功能。 图 2 所示是利用该系统实现人员定位的示意图。
狱监管技术和防范水平。
关键词：物联网；RFID标签；传感器；摄像头
中图分类号：TP393
文献标识码：A
文章编号：2095-1302(2013)01-0030-02
Wisdom prison IOT solutions
XU Man
(Beijing Timeloit Technology Co., Ltd., Beijing 100096, China)
(1) 目前监狱警力资源配置不合理，大多数监狱以人防为 主，警囚比例低，难以达到司法部规定的 18% 的要求，因而 增加了不稳定因素 ；
(2) 大部分监狱监控设备落后，管理现状停留在以狱警 巡查加摄像机监视报警的阶段，人工作业仍占绝大比重，信 息采集仍然只是单纯依靠手工输入，信息化程度比较低，无法 将信息系统和在押人员真正地关联起来 ；
Abstract: In order to improve the informatization management technology of prison and achieve the guideline of "choosing police power from technology", IOT technology is combined with prison construction, and intelligent prison system is developed and realized with RFID tags, sensors and cameras based on identification perception, location perception, image perception and state perception to improve the prison supervision technology and prevention level. The system has been applied in some prisons, and achieved good results.
全面感知 Comprehensive Perception
智慧监狱物联网解决方案
徐曼
(北京时代凌宇科技有限公司，北京 100096)
摘 要：为了提高监狱信息化管理技术，实现“向科技要警力”的方针，文章将物联网技术与监狱建设相结合，运用
Fra Baidu bibliotek
RFID标签、传感器、摄像头，分别从身份感知、位置感知、图像感知和状态感知等来实现监狱的智能化建设，从而提高了监
[2] European Commission. European technology platform smartgrids: vision and strategy for Europe's electricity networks of the future[EB/OL]. [2012-09-20]. http://ec.europa.eu/research/energy/ pdf/smartgrids_en.pdf.
[5] IBM 论 坛 2009. 点 亮 智 慧 的 地 球 [EB/OL]. [2012-09-25]. http:// www-900.ibm.com/cn/forum2009/wisdom.shtml.
[6] IBM. 智能电网成熟度模型 [EB/OL]. [2012-09-12].http://www.ibm. com /smar ter planet /global /files/cn _cn _zh _energ y _solution3_112kb. pdf.
[3] FARHANGI Hassan. The path of the smart grid [J]. IEEE Power and Energy Magazine, 2010, 8(1): 18-28.
[4] CARVALLO Andres, COOPER John. The advanced smart grid: edge power driving sustainability [M]. Boston: Artech House Publishers, 2011.
可靠传输 Reliable Transmission
人的活动逐渐从电网运行中淡出，这将使人的思维劳动强度 得以极大的减轻。
以智能电网建设为标志的技术创新为电力产业提升运行 管理水平，开发新产品和服务，以及延伸整个产业链奠定了坚 实的技术基础。随着技术手段的革新与经营管理模式的转变， 电力产业尤其是电网企业的供给可能性边界将极大扩展，不 仅能够满足目前存在的潜在需求，而且还能在未来引领和创 造新的需求，在供需双方良性互动的作用下，电力产业将不断 优化升级，产业整体影响力和竞争力都会获得显著的提升。 5结语
(3) 现有的监狱监控系统各成体系，没有统一的标准和接 口，一旦出现紧急事件，各系统之间无法及时联动，监控图像 和其他安防资源不能共享，安全隐患不能凸显，无法快速高
———————————————— 收稿日期：2012-11-06
30 物联网技术 2013年 / 第1期
效地发挥预警和防范的作用 ； (4) 恶性事件发生后，追查溯源效果差，难以核对和查
在监狱管理中，对矫正人员和罪犯人员定位比较适宜使 用 RFID 定位方法。采用 RFID 腕带标签，使得人机不可分 离，配备人员必须随身携带，一旦与身体分离便即时报警 ；而 且 RFID 标签定位准确，价格较低，可反复使用 ；携带 RFID 腕带的人员可以通过腕带进行主动报警，也可以在紧急情况时
被动报警。
ḷḜ䌈ᷛ
ᅝܼẔ⌟
ḷḜ׳䖬
ᖿ䗳Ⲭ⚍
图 3 档案管理示意图 1.3 枪支管理
对于监狱狱警的枪支管理，可在狱警枪支上安装主动式 电子金属标签，并在狱警枪支所存放的柜子或仓库都安装电 子锁。该电子标签具有防拆功能，一旦标签被强行从枪支上 取下，电子标签将即时发送一个特殊的 ID 给接收器，接收器 收到信号后会输出 5 V 的开关量信号来驱动报警器报警。对 于未经领导授权的枪械，被强行带出哨岗监控区域时，将会 立刻触发报警器进行报警；同时，视频系统会自动弹出视频框， 管理人员借助监控软件可清晰在线察看出事现场情况。另外， 在仓库安装的电子锁的开关量也需要手持机或者刷卡机进行 授权才能打开。图 4 所示是本智慧监狱的枪支管理示意图。
Keywords: Internet of Things; RFID tags; sensor; camera
0引言 尽管我国监狱信息化建设已取得了不小的进步，但是从
横向比较，其总体水平还比较低，与国际上监狱管理先进技术 水平还有较大差距，尤其是越狱事件还屡有发生。如何利用 信息智能化产品，防止越狱、狱内斗殴等恶性事件的发生，保 障监狱人员安全及和谐社会的建设，已成为摆在我们面前的 重大课题。我国大多数监狱管理技术存在的问题主要表现在 ：
⬉ᄤ䫕
RFID ᷛㅒ
䮼Ḛ㺙᳝ RFID䯙䇏఼
RFIDᵾᬃ⬉ᄤᷛㅒ ᶰ䮼㺙᳝⬉ᄤ䫕
ᓔਃᵾᑧ䮼
ঠ䞡ֱ䱰
㺙℺఼ⱘᶰᄤ
䄺ਬ᭄+ᵾẄ᭄ϞӴ
图 4 枪支管理示意图 1.4 劳动工具资产管理
给监狱的劳动工具贴上 RFID 标签，工具的发放和收回 ( 下转第 36 页 )
2013年 / 第1期 物联网技术 31
找信息之间的相关性。 1 智慧监狱物联网解决方案
智慧监狱整体解决方案是在一种安全可靠的情况下区分 识别监狱犯人、管理人员，并将现实中的每个人和每件物与 管理系统中的每个人和每件资产的信息一一对应的智能化管理 系统。图 1 所示是一种智慧监狱解决方案的系统整体架构图。 从图中可以看到，智能化监狱的前端感知层主要由各种频段 的 RFID 标签或腕带组成，通过阅读器的接收和网络的传送， 将信息传到后台进行处理，从而监控管理在押犯人和各项资 产。当有紧急事件发生时，视频主动联动，图像感知将同时记 录事件发生过程，并在事后追查溯源。 1.1 人员定位
全面感知 Comprehensive Perception
就可以实现档案的借阅、归还、查找、盘点工作过程的信息 化管理。同时，系统在档案存放间出入口处安装通道式智能 安全检测门和视频监控设备，然后通过远距离与 RFID 认证， 就可以实现自动录像功能和防盗功能。
图 3 所示是一种基于物联网技术的档案管理示意图。该 系统为每一份档案 ( 或每一个档案袋 ) 安装一个电子标签，这 样，通过电子标签的微小芯片和天线，就可以方便地跟踪和 记录档案在流动过程中所经过的每一个地点，从而使系统用 户可以很方便地知道档案目前的位置和存放地点，确认档案的 取出或者存入状态。
地埋泄漏电缆是一种立体的、依据地形铺设的传感器， 这种用体积测定、适应地形的探测器，能可靠地检测并精确 定位周界防范范围的步行、奔跑和爬行入侵者。泄漏电缆周 界报警系统由一个前端信号处理器单元和两根各 200 m 长的 传感器电缆组成，也就是说每个处理器的警界范围是 400 m。 泄漏电缆能够精确识别周界扰动，通过目标物体空间和时间
智能电网分代是一个全新的课题，但是分代研究在计算 机等其他领域并不鲜见，对这些领域进行分代的目的是通过研 究“上一代是什么”来推测“下一代是什么”，因此有必要通过 分代研究来预测和引导智能电网的发展方向。与其他领域分代 研究更注重“回头看”的方法不同，智能电网尚未大规模应用， 分代更注重“向前看”，正是人类智能与人工智能的发展规律， 奠定了我们“向前看”的基础。未来，伴随智能电网的深入推 进，实践应用总结出的成果和经验，将有助于深化对智能电 网本质的认识，理论的可行性与实践的迫切要求，也必将对智