CN102110222A - 基于rfid的监狱人员实时定位系统及实施方法 - Google Patents

基于rfid的监狱人员实时定位系统及实施方法 Download PDF

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赵晴
杨凯文
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Abstract

本发明涉及基于RFID的监狱人员实时定位系统及实施方法。本发明的系统包括RFID基站、人员腕式标签、通信总线、定位管理中心。RFID基站与人员腕式标签之间通过射频信号进行无线通信,RFID基站与定位管理中心之间通过通信总线连接。实施方法包括:(1)基于人员腕式标签处于RFID基站内的信号强度值的分布式人员实时定位方案;(2)RFID基站的布设方法;(3)根据多个RFID基站读取人员腕式标签的先后次序、信号强度值与时间差来绘制人员移动方向轨迹与计算移动速度;(4)根据特别的RFID基站读取到人员腕式标签来判断是否有特殊事件发生。采用上述的基于RFID的人员实时定位系统及实施方法,能够有效的对监狱人员进行实时定位监控。

Description

基于RFID的监狱人员实时定位系统及实施方法
技术领域
本发明涉及RFID射频技术领域,特别涉及一种基于RFID的监狱人员实时定位系统及其实施方法。
背景技术
监狱是关押和改造犯罪人员的场所,监狱监控的目的不仅要保障社会的安全,也要保障狱警人员的安全、在押人员的安全。目前,国内监狱多采用视频监控系统,主要通过对各个主要安全点进行摄像头视频覆盖。这种数字化的视频监控系统有着工程成本较高、易受环境影响的缺点。并且由于视频监控系统需要人力对控制中心的监控画面进行全天候监控,直接增加了管理人员的工作强度。在监狱发生诸如犯人袭警、斗殴、越狱等异常事件时,用现有的视频监控技术不能及时、主动的告知管理人员,存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的是克服上述技术中存在的缺点,提供一种用于监狱的能够对狱警、犯人进行实时定位、成本较低、系统性能稳定可靠的基于RFID的监狱人员实时定位系统及实施方法。系统实时监控所有人员腕式标签,并且实时存储位置、状态信息。当发生诸如犯人袭警、斗殴、越狱等异常事件时,系统迅速将异常信息告知管理人员,并提供事件相关标签的实时位置与移动方向轨迹,为管理人员解决异常提供便利以降低损失。
为实现上述目的,本发明的基于RFID的监狱人员实时定位系统及实施方法如下:
该基于RFID的监狱人员实时定位系统,其主要特点是若干RFID基站依特殊规则布置于监狱内,RFID基站之间通过通信总线连接至定位管理中心;RFID人员标签通过射频信号与RFID基站进行无线通信。
该基于RFID的监狱人员实时定位系统能够用不同的定位算法对不同类型的人员腕式标签进行精确定位;
该基于RFID的监狱人员实时定位系统的定位精度能够达到3m;
该基于RFID的监狱人员实时定位系统中的RFID基站单个可同时读取300个人员腕式标签。
该基于RFID的监狱人员实时定位系统中人员腕式标签的频率为433MHz。
该针对上述系统所设计的监狱人员实时定位工程的实施方法,其主要特点是,所述方法包括以下步骤:(1)系统对监狱进行RFID基站覆盖范围划分,建立RFID基站星形图;(2)系统通过监狱环境确定RFID基站的安装方式与位置;(3)系统对每个人员腕式标签进行编号,建立人员腕式标签权限表;(4)系统通过控制定位管理中心持续对每个RFID基站所覆盖范围内的人员腕式标签进行读取;(5)系统根据若干个相邻的RFID基站所读取的人员腕式标签的信号强度值来计算区域内的人员的数据及分布位置;(6)系统根据若干个相邻的RFID基站所读取人员腕式标签的先后次序、信息强度值与时间差来绘制人员移动方向轨迹与计算移动速度。
该针对上述系统所设计的监狱人员实时定位工程实施的方法中的根据若干个相邻的RFID基站所读取人员腕式标签的先后次序、信号强度值与时间差来绘制人员移动方向轨迹与计算移动速度,包括以下步骤:
(1)系统根据RFID基站对人员腕式标签读取时间与无法读取的时间进行绘制人员的移动轨迹;
(2)系统根据RFID基站对人员腕式标签读取时间与信号强度值计算移动速度;
应用该发明的基于RFID的监狱人员实时定位系统及实施方法,由于很好的利用了监狱的地理环境进行不同的实施方法,并针对区域大小采用不同的定位算法,所以取得较为准确的位置结果,同时也为其它的射频技术应用提供了一定的理论与实践基础。该发明可以广泛应用与各种监狱的犯人或重要物资的定位,能提高监狱的管理水平,在有异常事件发生时,提供历史轨迹以供处理参考,大大简化了监狱管理人员的工作。
附图说明
图1为本发明的基于RFID的监狱人员实时定位系统的整体示意图。
图2为本发明的RFID基站警戒区域安装示意图。
图3为本发明的RFID基站监区内部小区域安装示意图。
具体实施方式
下面将结合附图描述本发明的一个优选实施例。
参见图1,该基于RFID的监狱人员实时定位系统,包括依规则安装于监区内的RFID基站1、处于监区内的人员腕式标签2、定位管理中心4、将RFID基站1与定位管理中心4相连接的通信总线3,所述的人员腕式标签2的频率为433MHz。
其中,所述的RFID基站1防暴力破坏、防水,且单个RFID基站1可同时读取300个人员腕式标签2。
同时,所述的基于RFID的监狱人员实时定位系统能够用不同的定位算法对不同类型的人员腕式标签2进行精确定位,其定位精度能够达到3m。
参见图2,该针对上述系统所设计的监狱人员实时定位工程的实施方法,包括以下步骤:
(1)系统对监狱进行RFID基站1覆盖范围划分,建立RFID基站星形图;
(2)系统通过监狱环境确定RFID基站1的安装方式与位置;
(3)系统对每个人员腕式标签2进行编号,建立人员腕式标签权限表;
(4)系统通过控制定位管理中心4持续对每个RFID基站所覆盖范围内的人员腕式标签进行读取;
(5)系统根据若干个相邻的RFID基站1所读取的人员腕式标签2的信号强度值来计算区域内的人员的数据及分布位置;
(6)系统根据若干个相邻的RFID基站1所读取人员腕式标签2的先后次序、信息强度值与时间差来绘制人员移动方向轨迹与计算移动速度,包括以下步骤:
(a)系统根据RFID基站1对人员腕式标签2读取时间与无法读取的时间进行绘制人员的移动轨迹;
(b)系统根据RFID基站1对人员腕式标签读2取时间与信号强度值计算移动速度;
在实际使用中,为了实现本发明的定位系统,需要在不同的位置采取不同的安置方式来设计RFID基站,利用多个RFID基站的交义判断的效果,可以实时监测区域内的人员数量、位置、移动轨迹、移动速度。
该发明的结构图如图1所示,其工作原理如下:
把监狱按一定的权限规则划分成若干个监控区域,在每个监控区域按规则布置若干个RFID基站1,RFID基站1持续处于接收状态,当有配带人员腕式标签2的人出现在受监控区域时,RFID基站1将接收到的该标签信息通过通信总线3传到定位管理中心4。定位管理中心4解析与计算所有经RFID基站1传送过来的数据可知每个监控区域同人员数量及具体信息。利用每一个人员腕式标签2被读取时间与无法被读取的时间可进行绘制人员的移动轨迹,根据实时数据换算出当前人员腕式标签2所在的准确位置。
参见图2,对于监狱中的特殊区域警戒区的监控方法,根据RFID基站1对人员腕式标签2的读取情况,合理利用多个RFID基站1交叉监控的方式覆盖警戒区,当处在警戒区的RFID基站1接收到人员腕式标签2信息时,判断此标签的权限设置,可通过警戒区内每个RFID基站1读取该标签的时间与无法读取该标签的时间进行绘制人员的移动轨迹,根据实时数据换算出当前人员腕式标签所在的准确位置。
参见图3,对于监狱中单个区域的监控方法,根据区域内RFID基站1对人员腕式标签2的读取情况,合理利用一个或多个RFID基站1对区域内进行覆盖,当处在区域内的RFID基站2接收到人员腕式标签1信息时,判读此标签的权限设置,告知定位处理中心,由定位处理中心采取相应措施或不采取措施。根据区域内RFID基站1及区域出入口处RFID基站读取该标签的时间与无法读取该标签的时间进行绘制人员的移动轨迹,根据实时数据换算出当前人员腕式标签2所在的准确位置。

Claims (7)

1.一种基于RFID的监狱人员实时定位系统,其特征在于包括多个RFID基站、人员腕式标签、通信总线、定位管理中心,所述RFID基站布置于监狱内,RFID基站之间通过通信总线连接至定位管理中心,人员腕式标签通过射频信号与RFID基站进行无线通信。
2.根据权利要求1所述的基于RFID的监狱人员实时定位系统,其特征在于所述的实时定位系统能够用不同的定位算法对不同类型的人员腕式标签进行精确定位。
3.根据权利要求1所述的基于RFID的监狱人员实时定位系统,其特征在于所述的实时定位系统的定位精度能够达到3m。
4.根据权利要求1、2、3所述的基于RFID的监狱人员实时定位系统,其特征在于所述的RFID基站单个能够同时读取300个人员腕式标签。
5.根据权利要求1、2、3、4所述的基于RFID的监狱人员实时定位系统,其特征在于所述的人员腕式标签的频率为433MHz。
6.一种对监狱人员实时定位的方法,根据权利要求1所述的基于RFID的监狱人员实时定位系统进行实施,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
1)对监狱进行RFID基站覆盖范围划分,建立RFID基站星形图;
2)根据监狱环境确定RFID基站的安装方式与位置;
3)对每个人员腕式标签进行编号,建立人员腕式标签权限表;
4)通过控制定位管理中心持续对每个RFID基站所覆盖范围内的RFID人员腕式标签进行读取;
5)根据若干个相邻的RFID基站所读取的人员腕式标签的信号强度值来计算区域内的人员的数据及分布位置; 
6)根据若干个相邻的RFID基站所读取人员腕式标签的先后次序、信息强度值与时间差来绘制人员移动方向轨迹与计算移动速度。
7.根据权利要求6所述的对监狱人员实时定位的方法,其特征在于,所述步骤6)包括以下步骤:
7)根据RFID基站对人员腕式标签读取时间与无法读取的时间进行绘制人员的移动轨迹;
8)根据RFID基站对人员腕式标签读取时间与信号强度值计算移动速度。 
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