逖偲高zigbee技术用于监狱人员定位解决方案

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逖偲高zigbee技术用于监狱人员定位解决方案

(一)
方案概述

利用现代化的高科技技术手段监控管理在押犯人，保护警务人员的安全，紧急情况下的报警求助、和掌握控制犯罪现场，充分发挥监管系统的作用。通过智能实时监管系统解决方案可以实现对监狱在押人员、警务人的定位、跟踪、和移动路线回放。不仅能在第一时间对诸如袭警或违规等事件做出快速反应，还能及时提供事件发生时的准确位置、被袭警员以及在场人员，和袭击后的现场人员的移动去向等资料，大大提高意外情况下的处理效率和管理水平。为监狱的管理工作提供更加高效的监管手段。

传统手工输入的方法采集在押人员信息是一项比较繁琐的工作，也无法将信息系统和在押人员本人真正的关联起来。在监管场所这样特殊的环境里，非常需要一种安全、可靠的信息采集系统来区分、识别在押人员。将信息系统中每个人的信息和现实中每个在押人员的活动信息真正的关联起来，才能充分发挥监管场所信息系统的作用，从而实现真正意义上的监狱管理信息化、智能化。

尤为重要的是，该系统主动性提示和报警的优势是目前视频监控系统及其他被动式监控系统所不能实现的，从根本上将被动式防范转变为主动式管理，不仅从心理上给予罪犯极大的威慑，同时在科技化数字化管理的应用上也为监狱干警最大化地降低了身心负担。

(二)
系统介绍

监狱在押人员管理系统是为监狱、看守所而开发的一整套运用zigbee技术的监狱监控及报警系统，主要用于对监狱在押人员进行智能化管理。该系统主要包含了标签管理、用户管理、在押人员管理、电子点名以及历史记录查询等功能，从而在降低监狱管理人员工作强度的同时，大幅度的提升监狱内部的安全性和管理效率。监
狱
可
视
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zigbee技术
–
通过2.4G信号自动识别目标并获取数据的非接触式自动识别技术。该技术有许多突出的优点：不需要人工干预，不需要直接接触，不需要其它传感器即可完成信息的输入和处理，可工作于各种恶劣环境。同时其操作快捷方便，可直接对最终用户开放物理接口，无机械磨损，使用寿命长等特点使得该技术被广泛地应用于生产、物流、交通、运输、军事、防伪、跟踪等需要收集和处理数据的应用领域。

本系统中使用电子标签是有源标签，发射距离较远可达100m 左右范围

(三)
总体设计

　通过开发监狱人员定位管理系统，运用这种“电子跟踪”技术手段，将监狱狱政业务与现代物联网技术结合起来。结合后可以起到以下作用：一是使干警能够实时掌握狱内服刑人员的具体位置和运动轨迹；二是使监狱领导能够随时掌握狱内警力分布，以便随时查看与调用；三是使干警了解外来人员的活动位置，是否与服刑人员交谈等情况。此外，能够规范监狱监管工作，提升监管水平，增强应对突发事件的处置能力。

　　由于zigbee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，具有低功耗、低成本、低速率、时延短、网络容量大、可靠性高、安全性高等特点，因此，选择zigbee技术来设计监狱人员定位管理系统，组成一个短距离、多跳的、自组织无线定位网络。

　　无线定位网络主要由基站、标签、网关（协调器）节点、主机、数据库和应用软件组成。其中，标签与基站通信距离可达80ｍ，基站与网关节点最高可视通信距离最高可达1.2公里，可以实现一点对多点的快速组网；所有定位信息通过网关传输至以ＩＰ地址为中心的有线以太网络，完成了两种网络模式的信息融合，体现了有线以太网络的“无线延伸”，也可以说是物联网技术在监狱行业的实际应用。

　　系统实现基本过程：一是在监狱或监区内人员活动空间场所的合适位置，布置若干无线定位网络的基站，采用cc2430模块，作用是提供数据转发和路由功能，是网络的路由节点。另外，通过选择少量建筑物内设置网关，用于收集zigbee无线信号，并将收集到的信号通过以太网传输到监控终端ＰＣ上，起网关节点的作用，网关与基站的区别是增加了网络扩展模块。二是让服刑人员配带腕带标签，值班干警和外来人员配带胸卡标签，作为身份识别的定位节点，采用ccc2430模块内置定位引擎，并具有唯一ＩＤ地址用来识别身份和位置信息；在终端数据库中，记录服刑人员（或干警）的相关信息。三是监狱内服刑人员活动至基站附近时，标签将启动内置定位引擎进行识别；然后，定位信息和ＩＤ号等并经若干路由基站多跳传至网关节点，通过以太网传至终端数据库，实现人员定位的功能。

　　最终，通过系统不间断、定时的获取服刑人员的位置信息，用电子地图描绘其活动轨迹，定时清点特定区域人数，实现监狱人员跟踪功能；通过设置区域、时间权限，限定区域人数，实现违规报警功能；一旦出现突发事件，立即启动应急预案，紧急调动警力，实现紧急处置的功能。

(四)
系统优势

ZigBee技术是一种新兴的短距离、低速率(250kB/s)、低功耗、低成本、自组网、低复杂度、安全可靠、高扩展性的双向无线通信技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。ZigBee 的基础是IEEE 802.15.4，这是IEEE无线个人区域网（Personal AreaNetwork，PAN ）工作组的一项标准，被称作IEEE802.15.4ZigBee ）技术标准，主要适用于自动控制和远程控制领域，支持地理定位功能。作为一种无线通信技术，ZigBee技术具有以下特点：

(1) 低功耗: 由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee设备非常省电。据估算,ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间,这是其它无线设备望尘莫及的。

(2) 成本低: ZigBee模块的初始成本在6美元左右,估计很快就能降到1.5—2.5美元, 并且ZigBee协议是免专利费的。低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。

(3) 时延短: 通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms, 活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。

(4) 网络容量大: 一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备, 一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络, 而且网络组成灵活。

(5) 可靠: 采取了碰撞避免策略,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式, 每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。

(6) 安全: ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证, 采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。

目前实现人员定位的技术很多，如GPS定位、手机基站定位、RFID定位、WIFI定位等。GPS定位与手机基站定位因需要类似手机终端，不便于管理，虽然定位功能不错，但并不适合监狱这一个管理严格的场所。RFID、WIFI、ZigBee技术都能很好的完成监狱人员定位功能，

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