CN104122842B - 一种监狱事件的智能化监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种监狱事件的智能化监控方法及系统，该方法包括：步骤1，在监狱的监控区域安装固定式RFID定位基站，该RFID定位基站与后台监控系统连接；步骤2，为管理人员和服刑人员分配具有唯一标识编码的RFID标签，并对所述监控区域进行建模，建立其相应的坐标系；步骤3，RFID定位基站实时捕获进入监控区域人员佩戴的RFID标签发出的射频信号，所述后台监控系统结合所述监控区域的模型和坐标系对所述射频信号进行分析，获得进入监控区域人员的行为特性。本发明实现了监狱事件的智能化监控和管理，当服刑人员发生非法聚集、禁区入侵、脱离看管以及非授权离位等事件时，系统自动启动报警预案，有效的防止了突发事件的发生，提高了监狱的监控能力和管理效率。

Description

一种监狱事件的智能化监控方法及系统

技术领域

本发明涉及智能化监控技术，特别是涉及一种监狱事件的智能化监控方法及系统。

背景技术

监狱是强制管理违法犯罪人员的场所，是为了实现对罪犯的劳动改造。对服刑人员的管理，既要保障预警人员，也要保障服刑人员的安全。对于监区内的各种异常情况要能及时捕捉并预警，以防止突发事件的发生。监狱管的好不好关键看监控，但是如果监控不能很好地与其它子系统兼容及联动，则实际上对于监狱管理所起的作用非常有限。目前，虽然各监狱都已建立起自己的安全防范系统，在一定程度上实现了安防信息化，但监狱安防系统主要以视频监控和周界防护为主，也就是以人看、物防为基础，这些系统都不能对服刑人员进行有效的定位和监控，更不能与其他信息系统自动实现智能联动，这与实现监狱的精确管理需要相比还存在一定差距。

近年来国内多个监狱发生的越狱事件集中体现了现有监狱安防系统中存在的致命缺陷，即：没有从根本上抓住“人头”这个关键因素。只有对每一服刑人员以及监区内管理人员的活动情况24小时监控，通过对服刑人员监区内定位管理、越界管理、行为识别管理、工作人员的在岗在位管理以及异常报警管理才能实时全面掌握整个监狱系统的运行状态，既要确保服刑人员和狱警的人身安全，又要避免服刑人员越狱事件的发生。

RFID，即射频识别技术，可惟一标识每一监控对象，可实现非视距自动识别，具有识读距离远、识读速度快、多标签识读及适用各种恶劣环境等优点，为实现智能化监狱管理提供了先进的技术手段。已有的RFID监狱管理系统存在定位精度不高、异常事件报警误报和漏报率高等问题。

申请号为200710118865.8、公开号为101325694、公开日为2008.12.17的中国发明专利公开了一种结合无线射频识别技术的智能视频监控系统及其方法，该发明根据监控现场的数据采集单元捕获的视频信息和电子标签信息，通过网络不断向上传输至应用单元来实现对被监控对象的监控。该发明缩短了对含特定对象的视频流检索所需时间，集成无线射频识别高速批量识别物体的优势，适用于网络应用、便捷的智能监控系统。但是对于一些常见的监狱事件，例如自动查房点名的监狱事件，需要标签定位、调用视频监控等一系列程序才能完成，浪费了大量资源和时间，而对于非法聚集的监狱事件由于需要一定时间确定，会延误时机，不能很好的预防非法聚集带来的后续影响。

因此，现代化的监狱管理急需一种精确的、智能化的事件监控系统，本发明正是基于目前监狱管理的实际需求和新技术的支持而产生的。

发明内容

本发明的目的是：实现监狱事件的智能化监控和管理，当服刑人员发生非法聚集、禁区入侵、脱离看管以及非授权离位等规则事件时，系统自动启动报警预案，有效的防止了突发事件的发生，提高了监狱的监控能力和管理效率。

为实现上述目的，本发明提出了一种监狱事件的智能化监控方法，包括：

步骤1，在监狱的监控区域安装固定式RFID定位基站，该RFID定位基站与后台监控系统连接；

步骤2，为管理人员和服刑人员分配具有唯一标识编码的RFID标签，并对所述监控区域进行建模，建立其相应的坐标系；

步骤3，RFID定位基站实时捕获进入监控区域人员佩戴的RFID标签发出的射频信号，所述后台监控系统结合所述监控区域的模型和坐标系对所述射频信号进行分析，获得进入监控区域人员的行为特性。

所述步骤2中监控对象佩戴防拆卸的腕带电子标签，管理人员佩戴卡式电子标签。

所述步骤3包括：

步骤31，启动后台监控系统，该后台监控系统包括：实时定位引擎系统、区域定位子系统、事件管理子系统、RFID信息共享服务中间件和事件信息应用系统；

步骤32，将监控区域模型导入所述实时定位引擎系统；

步骤33，所述RFID定位基站分析所述射频信号，获取RFID标签的标识编码及其定位数据，并发送给所述实时定位引擎系统；

步骤34，所述实时定位引擎系统接收所述RFID标签的标识编码及其定位信息，计算出每一标签在所述坐标系中的原始坐标值；

步骤35，区域定位子系统读取所述原始坐标值，并对其进行过滤和清理噪音数据，然后将每一标签的位置信息映射到相应的区域模型内，生成一个标签事件；

步骤36，事件管理子系统对所有标签事件进行管理，完成事件规则定义、事件订阅和事件发布；

步骤37，RFID信息共享服务中间件存储所述标签事件并通过统一接口向事件信息应用系统提供所有事件信息的查询；

步骤38，事件信息应用系统通过事件管理子系统获取标签实时事件，通过RFID信息共享服务中间件获取历史事件信息，以完成事件信息应用系统中相应功能；

步骤39，通过客户端以图形化界面进行交互，完成相应的监控管理功能。

所述步骤35中，每一标签事件由一个五元组来描述,该五元组包括：监控区域的标识号，电子标签的标识编码，标签数据采集的时间，RFID标签在监控区域的X坐标值和Y坐标值。

所述步骤36中，对人员的监控对应于某一事件，该事件通过规则来定义，事件的发生通过事件规则的满足来判定，而该事件规则通过多元谓词来描述。

所述步骤37中，所述RFID信息共享服务中间件通过电子地图实现监控怒表的历史轨迹查询，并以图形化方式显示监控事件查询统计结果。

所述步骤38中，上层应用子系统中的相应功能为人员监控管理、系统报警管理、监控区域出入管理、行为识别管理、自动点名管理和查询统计管理。

为实现上述目的，本发明还提供了一种监狱事件的智能化监控系统，包括：

标签识别与定位模块，用于标识和定位监控目标，RFID定位基站获取RFID标签的标识编码及其定位信息，并且该RFID定位基站模块与后台监控系统通信连接；

区域建模模块，用于对所述监控区域进行建模，建立其相应的坐标系；

监控结果获得模块，用于根据RFID定位基站实时捕获进入监控区域人员佩戴的RFID标签发出的射频信号，所述后台监控系统结合所述监控区域的模型和坐标系对所述射频信号进行分析，获得进入监控区域人员的行为特性。

所述监控结果获得模块包括：

启动模块，启动后台监控系统，该后台监控系统包括：实时定位引擎系统、区域定位子系统、事件管理子系统、RFID信息共享服务中间件和事件信息应用系统；

导入模块，将监控区域模型导入所述实时定位引擎系统；

通信和计算模块，所述实时定位引擎系统接收所述RFID定位基站发送的所述RFID标签的标识编码及其定位信息，计算出每一标签在所述坐标系中的原始坐标值；

标签事件生成模块，区域定位子系统读取所述原始坐标值，并对其进行过滤和清理噪音数据，然后将每一标签的位置信息映射到相应的区域模型内，生成一个标签事件；

标签事件处理模块，事件管理子系统对所有标签事件进行管理，完成事件规则定义、事件订阅和事件发布；

查询模块，RFID信息共享服务中间件存储所述标签事件并通过统一接口向事件信息应用系统提供所有事件信息的查询；

事件信息处理模块，事件信息应用系统通过事件管理子系统获取标签实时事件，通过RFID信息共享服务中间件获取历史事件信息，以完成事件信息应用系统中相应功能；

交互处理模块，通过客户端以图形化界面进行交互，完成相应的监控管理功能。

所述事件信息处理模块包括：

人员监控管理模块，用于人员信息采集、人员识别、人员位置实时查看和动态显示。

系统报警管理模块，用于系统监控报警管理，定义要监控的报警事件与事件规则的关联，当事件规则满足时，按预定方式实时报警，该模块可通过视频监控API接口实现与视频监控系统的联动。

监区出入管理模块，用于监狱内部人员和探访人员的管理和监控设置。

行为识别管理模块，通过分析监控人员的活动轨迹，对其行为进行判断，及时发现监控人员的异常行为。

自动查房点名模块，用于统计某一监控区域在设定时间段内的目标人数，并识别每一监控目标，实现查房点名功能。

查询统计展示模块，用于建立各种高级查询条件，以图形化的方式展示查询和统计结果。

本发明的有益效果在于：本发明将先进的RFID技术、软件架构技术、网络技术、通信技术相结合，通过监狱监控系统，从“目标”出发，为监狱服刑人员和狱警人员配戴不同形式的RFID标签，在监狱的监控区域安装固定式RFID定位基站，实时获取监控区域内RFID标签的ID和定位信息，对每一服刑人员以及监区内管理人员的活动情况24小时监控，通过对服刑人员监区内定位管理、越界管理、行为识别管理、工作人员的在岗在位管理以及异常报警管理实时全面掌握整个监狱系统的运行状态，既确保服刑人员和狱警的人身安全，又避免服刑人员越狱事件的发生。本发明将对实现我国监狱监控管理的智能化，提高我国监狱监控和管理效能起到积极的推动作用。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是本发明的监狱事件的智能化监控方法流程图；

图2是本发明的监狱事件的智能化监控系统示意图；

图3a是本发明的低功耗防拆报警装置第一实施例的示意图；

图3b是本发明的低功耗防拆报警装置第二实施例的示意图；

图4是本发明的腕带式防拆报警装置结构分解图.

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

图1是本发明的监狱事件的智能化监控方法流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤1，在监狱的监控区域安装固定式RFID定位基站，该RFID定位基站与后台监控系统连接。

监狱的监控区域、场所包括：监舍、厂房、走廊、卫生间、道路、出入口或哨岗、管理人员办公室、围墙等位置，在这些位置处安放相应数量的固定式RFID定位基站，每个基站的有效监控范围最大是30米，每一监控区域最少需要四个RFID定位基站。

步骤2，为管理人员和服刑人员分配具有唯一标识编码的RFID标签，并对所述监控区域进行建模，建立其相应的坐标系。

所述步骤2中监控区域建模步骤包括：首先选择一个所述RFID定位基站，将其坐标设定为原点（0,0），然后根据其它所述RFID定位基站与原点的相对位置分别设定其相对于原点的坐标值（x,y）。

所述步骤2中监控对象佩戴防拆卸的腕带电子标签，管理人员佩戴卡式电子标签。所述的RFID标签的频率为2.45GHz。效果较佳地，该腕带式电子标签和佩戴卡式电子标签均可以作成一种低功耗防拆报警装置，该装置的目的是：提供一种低功耗防拆报警装置，所述低功耗防拆报警装置包括：

磁铁，包括第一磁铁和第二磁铁，该第一磁铁S极朝下，该第二磁铁N极朝下；

霍尔开关，包括第一霍尔开关和第二霍尔开关，该第一霍尔开关与第一线性霍尔元件固定于所述印制板上，且共同放置于所述第一磁铁的正下方，该第二霍尔开关同样固定于所述印制板上，且放置于在第一磁铁和第二磁铁的磁场强度下不会导通的位置；

线性霍尔元件，包括第一线性霍尔元件和第二线性霍尔元件，该第二线性霍尔元件，固定于所述印制板上，且放置于所述第二磁铁的正下方；

开关管固定在所述印制板上，分别与第一线性霍尔元件、第二线性霍尔元件、第二霍尔开关电路连接。

微处理器，带AD转换器，分别与所述第一霍尔开关、所述第二霍尔开关、所述第一线性霍尔元件、所述第二线性霍尔元件电路连接，用于处理各种信号，产生报警信号。

所述第一线性霍尔元件和所述第二线性霍尔元件是不可编程的线性霍尔。

所述第一霍尔开关和所述第二霍尔开关、所述第一线性霍尔元件和所述第二线性霍尔元件、所述开关管、所述微处理器均是通过注塑的方式固定在印制板上，所述印制板、第一磁铁和第二磁铁也是通过注塑的方式固定在所述低功耗防拆报警装置上的。

所述第一磁铁和所述第二磁铁采用直径4mm、高度1mm的圆柱形。

如前面所述的低功耗防拆报警装置的工作方法，包括：

在无外界磁场干扰的情况下，当所述低功耗防拆报警装置被破坏时，所述第一霍尔开关检测到所述第一磁铁的磁场强度发生改变，其电平状态也发生改变，向所述微处理器发送中断信号，所述微处理器收到所述中断信号进行处理后产生报警信号。

如前面所述的低功耗防拆报警装置的工作方法，还包括：

在有外界磁场干扰的情况下，所述第二霍尔开关输出电平发生改变并导致所述开关管导通，使所述第一线性霍尔元件和所述第二线性霍尔元件获得供电并分别输出稳定的电压，所述微处理器采集所述电压并通过A\D转换器将其转化为两个数字量，同时所述开关管使所述第二霍尔开关向所述微处理器发送第二中断信号，所述微处理器处理所述中断信号，判断受到外来磁场的干扰，此时若所述低功耗防拆报警装置被破坏，所述两个数字量会发生变化，所述微处理器对变化的两个数字量进行处理后产生报警信号。

所述低功耗防拆报警装置还包括腕带，该腕带由第一腕带和第二腕带组成，且所述印制板固定于所述第二腕带上，所述第一磁铁和所述第二磁铁固定于第一腕带上。

所述第一磁铁和所述第二磁铁是通过注塑固定在所述第一腕带上的，所述印制板也是通过注塑固定在所述第二腕带上的。

包括腕带的低功耗防拆报警装置的工作方法，所述工作方法包括：

在无外界磁场干扰的情况下，当所述第一腕带和所述第二腕带分开时，所述第一霍尔开关检测到所述第一磁铁的磁场强度发生改变，其电平状态发生改变，发送中断信号，所述微处理器收到所述中断信号进行处理后产生报警信号。

包括腕带的低功耗防拆报警装置的工作方法，所述工作方法还包括：

在有外界磁场干扰的情况下，所述第二霍尔开关输出电平发生改变并导致所述开关管导通，使所述第一线性霍尔元件和所述第二线性霍尔元件获得供电并分别输出稳定的电压，所述微处理器采集所述电压并通过A\D转换器将其转化为两个数字量，同时所述开关管使所述第二霍尔开关向所述微处理器发送第二中断信号，所述微处理器处理所述中断信号，判断受到外来磁场的干扰，此时若所述第一腕带和所述第二腕带分开，则所述两个数字量会发生变化，所述微处理器对变化的两个数字量进行处理后产生报警信号。

图3a是本发明的低功耗防拆报警装置第一实施例的示意图。如图3a所示，该低功耗防拆报警装置包括：（霍尔开关型号为A3212、线性霍尔元件型号为OH49E、开关管型号为6401、微处理器型号为STM8L151G6U6）

磁铁，包括第一磁铁7和第二磁铁8，该第一磁铁7S极朝下，该第二磁铁8N极朝下；

霍尔开关，包括第一霍尔开关1和第二霍尔开关2，该第一霍尔开关1与第一线性霍尔元件3固定于所述印制板上，且共同放置于所述第一磁铁7的正下方，该第二霍尔开关2同样固定于所述印制板上，且放置于在第一磁铁7和第二磁铁8的磁场强度下不会导通的位置；

线性霍尔元件，包括第一线性霍尔元件3和第二线性霍尔元件4，该第二线性霍尔元件4固定于所述印制板上，且放置于所述第二磁铁8的正下方；

开关管5固定在所述印制板上，分别与第一线性霍尔元件3、第二线性霍尔元件4、第二霍尔开关2电路连接。

微处理器6，带AD转换器，分别与第一霍尔开关1、第二霍尔开关2、第一线性霍尔元件3、第二线性霍尔元件4电路连接，用于处理各种信号，产生报警信号。

所述第一霍尔开关1和第二霍尔开关2、第一线性霍尔元件3和第二线性霍尔元件4、开关管5、微处理器6、第一磁铁7和第二磁铁8均是是通过注塑的方式固定于所述低功耗防拆报警装置上。

所述第一线性霍尔元件3和第二线性霍尔元件4是不可编程的的线性霍尔。

线性霍尔可以分为两种：一种为不可编程的线性霍尔，需要AD转换以后，微处理器才可以采集到其数字量，在本实施例中使用的是第一种不可编程的线性霍尔，通过微处理器的AD转换器转换后获得相应数字量。当然也可以采用另一种线性霍尔，即是可编程的线性霍尔，其内部有A/D转换模块，微处理器可以直接获取其值，不需要自身的AD转换器进行转换就能获得相应数字量。这两种都可以在本发明中使用，但是可编程线性霍尔的A/D转换相对较慢。所以使用不可编程的线性霍尔元件效果较佳。

所述印制板是通过注塑固定在所述低功耗防拆报警装置上的。

所述第一磁铁7和第二磁铁8采用直径4mm、高度1mm的圆柱形。

作为本实施例的变形，所述低功耗防拆报警装置还包括腕带，该腕带由第一腕带9和第二腕带10组成，且所述印制板固定于所述第二腕带10上，所述第一磁铁7和所述第二磁铁8固定于第一腕带9上，所述腕带均由橡胶等防水、可弯曲的柔性材料制成。如图3b所示，图3b是本发明的低功耗防拆报警装置第二实施例的示意图。

所述第一磁铁7和第二磁铁8是通过注塑固定在所述第一腕带9上的。

一种所述的低功耗防拆报警装置的工作方法，包括：

在无外界磁场干扰的情况下，当所述低功耗防拆报警装置被破坏时，所述第一霍尔开关1检测到所述第一磁铁7的磁场强度发生改变，其电平状态也发生改变，向所述微处理器6发送中断信号，所述微处理器6收到所述中断信号进行处理后产生报警信号。

一种所述的低功耗防拆报警装置的工作方法，还包括：

在有外界磁场干扰的情况下，第二霍尔开关2输出电平发生改变并导致所述开关管5导通，使第一线性霍尔元件3和第二线性霍尔元件4获得供电并分别输出稳定的电压，微处理器6采集所述电压并通过A\D转换器将其转化为两个数字量，同时所述开关管5使第二霍尔开关2向微处理器6发送第二中断信号，微处理器6处理所述中断信号，判断受到外来磁场的干扰，此时若所述低功耗防拆报警装置被破坏，所述两个数字量会发生变化，所述微处理器6对变化的两个数字量进行处理后产生报警信号。

一种所述的低功耗防拆报警装置的工作方法，所述工作方法包括：

在无外界磁场干扰的情况下，当第一腕带9和第二腕带10分开时，第一霍尔开关1检测到第一磁铁7的磁场强度发生改变，其电平状态发生改变，发送中断信号，所述微处理器6收到所述中断信号进行处理后产生报警信号。

一种所述的低功耗防拆报警装置的工作方法，所述工作方法还包括：

在有外界磁场干扰的情况下，第二霍尔开关2输出电平发生改变并导致所述开关管5导通，使第一线性霍尔元件3和第二线性霍尔元件4获得供电并分别输出稳定的电压，微处理器6采集所述电压并通过A\D转换器将其转化为两个数字量，同时所述开关管5使第二霍尔开关2向微处理器6发送第二中断信号，微处理器6处理所述中断信号，判断受到外来磁场的干扰，此时若所述第一腕带9和第二腕带10分开，则所述两个数字量会发生变化，所述微处理器6对变化的两个数字量进行处理后产生报警信号。

效果较佳的，该腕带式电子标签还可以作成一种防拆可靠性强、适应性强、具有主动报警和防水功能的佩戴式防拆报警装置，解决现有技术中的可调范围较短、拆卸时会破坏材料和不可复原、防水技能差、误报以及佩戴不美观等问题。

该一种佩戴式防拆报警装置包括：

表头，该表头内部安装有PCB板，且以该PCB板作为电子标签；

电子标签，安装在所述表头内部，主要进行短距离无线通信；

顶盖，该顶盖上安装有顶盖PCB板，该顶盖PCB板与所述电子标签相连接，该顶盖上装有主动报警装置；

表带，包括长表带和短表带，均与表头连接；

长柔性电路板，注塑在长表带之中，并与所述电子标签连接，并且装有防拆报警电路；

短柔性电路板，注塑在短表带之中，并与所述电子标签连接，并且装有感应式防拆报警电路；

表扣，包括上表扣和下表扣，当所述上表扣和下表扣闭合时，所述表扣与表带配合形成防拆报警回路；

所述佩戴式防拆报警装置的工作状态为：

当启动所述主动报警装置时，会产生报警信号；

当所述长表带被破坏时，所述防拆报警电路被断开，会产生报警信号；

当所述短表带被破坏时，所述感应式防拆报警电路被断开，会产生报警信号；

当非授权的情况下打开所述上表扣、所述下表扣或顶盖时，所述感应式防拆报警电路会产生报警信号。

所述短柔性电路板采取涂覆技术保护其上焊接的元器件。

所述表头采用PC材料，所述短表带和所述长表带均采用TPU材料，该长表带和该短表带与该表头之间采取一体化注塑的连接方式。

所述主动报警装置采用双触报警开关，具有相应的两个报警按钮，只有同时按下该两个报警按钮时，才能发出主动报警指令。

所述报警按钮上装有按键垫，且该按键垫与所述表盖实现一体注塑。

所述电子标签采用塑料螺钉紧固，所述顶盖PCB采用热熔柱工艺固定。

所述顶盖PCB通过2-pin连接器（弹簧柱）与电子标签相连接。

所述长柔性电路板、所述短柔性电路板均通过所述表头的外壁与所述电子标签相连。

图4是本发明的腕带式防拆报警装置结构分解图。如图4所示，该腕带式防拆报警装置，包括：

表头3，该表头内部安装有PCB板，且以该PCB板作为电子标签4。

顶盖6，顶盖上装有顶盖PCB板5，该顶盖PCB板5与所述电子标签4相连，且该顶盖上装有主动报警装置，主要起主动报警和防开盖报警作用。

该顶盖PCB板5还可以作为其他的功能装置，例如可以设计成与银行卡挂钩，产生普通银行卡的刷卡消费等功能；还可以设计成与单位的员工身份认证卡挂钩，产生身份识别、考勤等功能；同样可以设计成与公交卡等装置，为其提供各种各样的便利。

电子标签4，安装在表头3内部，该电子标签用于进行短距离无线通信。

表带，包括长表带1、短表带7，均与表头3连接，且表带设计成可调的形式，最大可能的适应不同的人群；表带采用独特的造型设计，配合一定深度的沟槽和内凹，使表带外形更加美观，同时易于弯曲，符合人体工程学，佩戴舒适、小巧方便。腕带长度可灵活调节。表扣可在授权的情况下多次打开，不会破坏材料，可重复使用，环保、节约资源。

长柔性电路板2，注塑在长表带1之中，并通过表头3的外壁与所述电子标签4相连，其上装有防拆报警电路。

短柔性电路板8，注塑在短表带7之中，并通过表头3的外壁与所述电子标签4相连，其上装有感应式防拆报警电路。当顶盖6在非授权的情况下被打开时，该感应式防拆报警电路会产生报警信号。

表扣包括上表扣9、下表扣10，当所述上表扣和下表扣闭合时，所述表扣与表带配合形成防拆报警回路。

当启动报警装置、长表带1和短表带7至少一个被破坏，非授权的情况下打开上表扣9、下表扣10或顶盖6时，均会产生报警信号，并通过天线发送到后台系统。所述佩戴式防拆报警装置的工作状态为：

当启动所述主动报警装置时，会产生报警信号；

当所述长表带1被破坏时，所述防拆报警电路被断开，会产生报警信号；

当所述短表带7被破坏时，所述感应式防拆报警电路被断开，会产生报警信号；

当非授权的情况下打开所述上表扣9、所述下表扣10或顶盖6时，所述感应式防拆报警电路会产生报警信号。所述短柔性电路板8采取涂覆技术焊接元器件。该短柔性电路板具有耐高温特性，同时对其上焊接的元器件采取特殊的涂覆技术，从而可以避免注塑温度对电路造成损坏。另外，由于柔性电路板厚度很薄，并不会影响表带的造型和弯折。

由于各部分材料不同，且表带与表头间有柔性电路板相通，传统的表带栓的连接方式在防水方面有较大的困难，因此，采取一体化注塑的方法。

表头3采用PC材料，具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性，较高的强度、耐热性和耐寒性；短表带7和长表带1采用TPU材料，具有强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性。二者一体化注塑，保证了防水效果，同时采用腕带方式配带，任何携带者都将感到十分舒适。

所述报警装置采用双触报警开关，具有相应的两个报警按钮，只有同时按下该两个报警按钮时，才能发出主动报警指令。监控中心点可及时收到报警信息，得知报警人所在位置，迅速进行支援。

对于报警装置，既要保证触发的方便性，又要避免误触发。因此，采用双触报警开关，只有在同时按下的时候才能发出报警指令，如图4中的表盖6所示。

当然，为了更好的防止误报，还可以采用三个报警按钮，设置成只有同时按下该三个报警按钮时，才能发出主动报警指令。

所述报警按钮上装有按键垫，为了保证防水等级，该按键垫与所述表盖实现软硬材料一体注塑。

当然该按键垫也可以采用PC材料或TPU材料，更好的保护报警按钮。

为了最大程度地避免对天线的干扰，电子标签4采用塑料螺钉紧固，甚至可以直接安装在表头3内，顶盖PCB5采用热熔柱工艺固定，也极大地减小了注塑的难度。

表带内注塑有柔性电路板，当被管理者戴上腕带并连接好表扣时，电子标签开始工作。如果在没有被授权的情况下，出现表带的断裂或表扣被打开，均会发出防拆报警信号，进而通过天线发送到后台系统。采取不同材料的表头和表带采用一体化注塑，既保证了表头的强度来保护内部装置，也保证了表带的柔软而使佩戴舒适。同时，为了应付突发情况，被管理者可以通过双触按钮进行主动报警，既保证了触发的方便性，也降低了误触发的可能。

步骤3，RFID定位基站实时捕获进入监控区域人员佩戴的RFID标签发出的射频信号，所述后台监控系统结合所述监控区域的模型和坐标系对所述RFID标签的标签ID和位置进行分析，获得进入监控区域人员的行为特性。

所述步骤3包括：

步骤31，启动后台监控系统，该后台监控系统包括：实时定位引擎系统、区域定位子系统、事件管理子系统、RFID信息共享服务中间件和事件信息应用系统。

步骤32，将监控区域坐标模型导入所述实时定位引擎系统，所述的实时定位引擎其定位精度可以达到1m。

步骤33，所述RFID定位基站分析所述射频信号，获取RFID标签的标识编码及其定位数据，并发送给所述实时定位引擎系统。

步骤34，所述实时定位引擎系统接收所述RFID标签的标识编码及其定位信息，计算出每一标签在所述坐标系中的原始坐标值。

步骤35，区域定位子系统读取所述原始坐标值，并对其进行过滤和清理噪音数据，然后将每一标签的位置信息映射到相应的区域模型内，生成一个标签事件。

所述步骤35中，每一电子标签的区域坐标计算完成后，系统生成一个标签事件，每一标签事件由一个五元组（AreaID,TagID,Time,X,Y）来描述,其中：AreaID是监控区域的标识号，TagID是电子标签的ID号，Time是标签数据采集的时间，X和Y分别是电子标签在监控区域的X坐标值和Y坐标值。

所述的区域定位子系统通过防“穿墙”算法实现监控区域内部相邻区域的精确定位。所述防“穿墙”算法包括：

步骤1，在射频识别定位系统中建立应用场景的二维平面模型；步骤2，将二维平面模型用网格表示，并预先为网格中的每个点分配一个表示其所在区域的灰度值；步骤3，从射频识别定位系统获取目标对象的坐标后，将坐标换算到网格点上，根据网格上相应点的灰度值得到目标对象所在的初步位置；步骤4，利用初步位置和目标对象前一时刻的最终位置，计算目标对象在此时刻所在的最终区域、最终网格坐标和最终场景坐标。

步骤36，事件管理子系统对所有标签事件进行管理，完成事件规则定义、事件订阅和事件发布。

所述步骤36中，对人员的监控对应于某一事件，该事件通过规则来定义，事件的发生通过事件规则的满足来判定，而该事件规则通过多元谓词来描述，例如：Include（AreaID,Dur,TagID,Num）,非法入侵报警事件规则Rule01：Include(001,1800-0600,*,>1)。所述的事件管理子系统可对监狱的监控事件进行定义，通过事件规则把标签的位置信息和监狱事件相关联。

步骤37，RFID信息共享服务中间件存储所述标签事件并通过统一接口向事件信息应用系统提供所有事件信息的查询。

所述步骤37中，所述RFID信息共享服务中间件通过电子地图实现监控目标的历史轨迹查询，并以图形化方式显示监控事件查询统计结果。

步骤38，事件信息应用系统通过事件管理子系统获取标签实时事件，通过RFID信息共享服务中间件获取历史事件信息，以完成事件信息应用系统中相应功能。

所述步骤38中，上层应用子系统中的相应功能为人员监控管理、系统报警管理、监控区域出入管理、行为识别管理、自动点名管理和查询统计管理。所述人员监控管理通过向事件管理子系统订阅监控人员的标签事件，通过监控特定时间、特定地点、特定ID标签的出现与否来判定监控人员的活动是否正常；所述系统报警管理是通过事件管理子系统定义报警事件后，在报警管理子系统订阅相关的报警事件，当所订阅的报警事件发生时,发送到报警管理系统，然后系统按预定方式进行报警以及采取其它应急措施；所述行为识别管理首先在事件管理子系统订阅所关注目标（如某被监控人员）的所有标签事件，然后通过事件序列（事件的时空关系）来识别目标的异常行为；所述自动点名管理通过监控人员在特定时间段应出现在特定区域的特点，按时间，分区域统计所有标签ID，即可完成区域自动点名，因为区域定位子系统给出了每一标签的区域坐标。

步骤39，监狱管理应用服务器通过客户端以图形化界面进行交互，完成相应的监控管理功能。

所述的监狱管理应用服务器可通过网络信号与事件管理子系统实时通信，完成人员位置信息的实时显示和异常事件的实时报警。

其中，RFID定位基站，用于获取RFID标签的标识编码及其定位信息，并与网络交换机信号连接；

RFID标签，用于标识和定位监控目标，与RFID定位基站通过射频信号建立通信；

实时定位引擎系统，通过第一计算机运行，该第一计算机与网络交换机连接；

区域定位子系统，通过第二计算机运行，该第二计算机与网络交换机连接；

事件管理子系统，通过第三计算机运行，该第三计算机与网络交换机连接；

RFID信息共享服务中间件，通过中间件服务器运行，为事件信息应用系统提供统一的查询访问接口，该RFID信息共享服务中间件与网络交换机连接，；

事件信息应用系统，通过监狱管理应用服务器运行，该监狱管理应用服务器与网络交换机连接；

登录客户端软件或浏览器软件，通过第四计算机运行，该第四计算机与网络交换机连接；

网络交换机，用于连接RFID定位基站和第一计算机、第二计算机、第三计算机、中间件服务器、监狱管理应用服务器和第四计算机，并向RFID定位基站供电。

本发明的实现监狱事件的智能化监控方法的装置包括：RFID标签、RFID定位基站、网络交换机、第一计算机、第二计算机、第三计算机、中间件服务器、监狱管理应用服务器和第四计算机。

RFID标签，是工作频率2.45GHz、符合ISO/IEC24730标准的射频器，例如，德国Nanotron公司的WD3000T标签。

RFID定位基站，是工作频率2.45GHz、符合ISO/IEC24730标准的读写器，例如，德国Nanotron公司的WD3000E读写器。

网络交换机，是支持POE供电的网络交换机。例如，Cisco公司的POE交换机。

第一计算机，可以是任意品牌的个人计算机，要求CPU主频在2GHz以上、内存2GB以上、硬盘160GB以上，要求采用Microsoft Windows XP操作系统。

第二计算机，可以是任意品牌的个人计算机，要求CPU主频在2GHz以上、内存2GB以上、硬盘160GB以上，要求采用Microsoft Windows XP操作系统。

第三计算机，可以是任意品牌的个人计算机，要求CPU主频在2GHz以上、内存2GB以上、硬盘160GB以上，要求采用Microsoft Windows XP操作系统。

中间件服务器，可以是任意品牌的服务器计算机，要求Xeon双核CPU、主频在2GHz以上，内存8GB以上，硬盘800GB以上、支持RAID,要求采用Microsoft Windows2003Server操作系统。

监狱管理应用服务器，可以是任意品牌的服务器计算机，要求Xeon四核CPU主频在2GHz以上，内存16GB以上，硬盘800GB以上、支持RAID,要求采用MicrosoftWindows2003Server操作系统。

第四计算机，可以是任意品牌的个人计算机，要求CPU主频在2GHz以上、内存2GB以上、硬盘160GB以上，要求采用Microsoft Windows XP操作系统。

RFID标签，用于标识和定位监控目标，与RFID定位基站通过射频信号建立通信。

RFID定位基站，用于获取RFID标签的ID及其定位信息，并与网络交换机信号连接。

网络交换机，用于连接RFID定位基站和第一计算机、第二计算机、第三计算机、中间件服务器、监狱管理应用服务器和第四计算机，并向RFID定位基站供电。

第一计算机，用于运行软件实时定位引擎，并与网络交换机连接。

第二计算机，用于运行软件区域定位子系统，并与网络交换机连接。

第三计算机，用于运行软件事件管理子系统，并与网络交换机连接。

中间件服务器，用于运行软件RFID信息共享服务中间件，为上层应用系统提供统一的查询访问接口，并与网络交换机连接。

监狱管理应用服务器，用于运行监狱管理系统应用系统软件服务模块，并与网络交换机连接。

第四计算机，用于运行登录客户端软件或浏览器软件，并与网络交换机连接。

图2是本发明的监狱事件的智能化监控系统示意图。如图2所示，该系统包括：

标签识别与定位模块100，用于标识和定位监控目标，RFID定位基站获取RFID标签的标识编码及其定位信息，并且该RFID定位基站模块与后台监控系统通信连接；

区域建模模块200，用于对所述监控区域进行建模，建立其相应的坐标系；

监控结果获得模块300，用于根据RFID定位基站实时捕获进入监控区域人员佩戴的RFID标签发出的射频信号，所述后台监控系统结合所述监控区域的模型和坐标系对所述射频信号进行分析，获得进入监控区域人员的行为特性。

所述监控结果获得模块300包括：

启动模块，启动后台监控系统，该后台监控系统包括：实时定位引擎系统、区域定位子系统、事件管理子系统、RFID信息共享服务中间件和事件信息应用系统；

导入模块，将监控区域模型导入所述实时定位引擎系统；

通信和计算模块，所述实时定位引擎系统接收所述RFID定位基站发送的所述RFID标签的标识编码及其定位信息，计算出每一标签在所述坐标系中的原始坐标值；

标签事件生成模块，区域定位子系统读取所述原始坐标值，并对其进行过滤和清理噪音数据，然后将每一标签的位置信息映射到相应的区域模型内，生成一个标签事件；

标签事件处理模块，事件管理子系统对所有标签事件进行管理，完成事件规则定义、事件订阅和事件发布；

查询模块，RFID信息共享服务中间件存储所述标签事件并通过统一接口向事件信息应用系统提供所有事件信息的查询；

事件信息处理模块，事件信息应用系统通过事件管理子系统获取标签实时事件，通过RFID信息共享服务中间件获取历史事件信息，以完成事件信息应用系统中相应功能；

交互处理模块，通过客户端以图形化界面进行交互，完成相应的监控管理功能。

所述事件信息处理模块包括：

人员监控管理模块，用于人员信息采集、人员识别、人员位置实时查看和动态显示。

系统报警管理模块，用于系统监控报警管理，定义要监控的报警事件与事件规则的关联，当事件规则满足时，按预定方式实时报警，该模块可通过视频监控API接口实现与视频监控系统的联动。

监区出入管理模块，用于监狱内部人员和探访人员的管理和监控设置。

行为识别管理模块，通过分析监控人员的活动轨迹，对其行为进行判断，及时发现监控人员的异常行为。

自动查房点名模块，用于统计某一监控区域在设定时间段内的目标人数，并识别每一监控目标，实现查房点名功能。

查询统计展示模块，用于建立各种高级查询条件，以图形化的方式展示查询和统计结果。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种监狱事件的智能化监控方法，其特征在于，包括:

步骤1，在监狱的监控区域安装固定式RFID定位基站，该RFID定位基站与后台监控系统连接；

步骤2，为管理人员和服刑人员分配具有唯一标识编码的RFID标签，并对所述监控区域进行建模，建立其相应的坐标系；

步骤3，所述RFID定位基站实时捕获进入监控区域人员佩戴的RFID标签发出的射频信号，所述后台监控系统结合所述监控区域的模型和坐标系对所述射频信号进行分析，获得进入监控区域人员的行为特性；

其中，所述步骤3包括：

步骤31，启动后台监控系统，该后台监控系统包括：实时定位引擎系统、区域定位子系统、事件管理子系统、RFID信息共享服务中间件和事件信息应用系统；

步骤32，在监控区域的模型导入所述实时定位引擎系统；

步骤33，所述RFID定位基站分析所述射频信号，获取RFID标签的标识编码及其定位信息，并发送给所述实时定位引擎系统；

步骤34，所述实时定位引擎系统接收所述RFID标签的标识编码及其定位信息，计算出每一标签在所述坐标系中的原始坐标值；

步骤35，区域定位子系统读取所述原始坐标值，并对其进行过滤和清理噪音数据，然后将每一标签的位置信息映射到相应的模型内，生成一个标签事件；

步骤36，事件管理子系统对所有标签事件进行管理，完成事件规则定义、事件订阅和事件发布；

步骤37，RFID信息共享服务中间件存储所述标签事件并通过统一接口向事件信息应用系统提供所有事件信息的查询；

步骤38，事件信息应用系统通过事件管理子系统获取标签实时事件，通过RFID信息共享服务中间件获取历史事件信息，以完成事件信息应用系统中相应功能；

步骤39，通过客户端以图形化界面进行交互，完成相应的监控管理功能。

2.如权利要求1所述的智能化监控方法，其特征在于，所述步骤2中服刑人员佩戴防拆卸的腕带电子标签，管理人员佩戴卡式电子标签。

3.如权利要求2所述的智能化监控方法，其特征在于，所述步骤35中，每一标签事件由一个五元组来描述,该五元组包括：监控区域的标识号，电子标签的标识编码，标签数据采集的时间，RFID标签在监控区域的X坐标值和Y坐标值。

4.如权利要求2所述的智能化监控方法，其特征在于，所述步骤36中，对人员的监控对应于某一事件，该事件通过规则来定义，事件的发生通过事件规则的满足来判定，而该事件规则通过多元谓词来描述。

5.如权利要求2所述的智能化监控方法，其特征在于，所述步骤37中，所述RFID信息共享服务中间件通过电子地图实现监控目标的历史轨迹查询，并以图形化方式显示监控事件查询统计结果。

6.如权利要求2所述的智能化监控方法，其特征在于，所述步骤38中，上层应用子系统中的相应功能为人员监控管理、系统报警管理、监控区域出入管理、行为识别管理、自动点名管理和查询统计管理。

7.一种监狱事件的智能化监控系统，其特征在于，包括:

标签识别与定位模块，用于标识和定位监控目标，RFID定位基站获取RFID标签的标识编码及其定位信息，并且该RFID定位基站与后台监控系统通信连接；

区域建模模块，用于对监控区域进行建模，建立其相应的坐标系；

监控结果获得模块，用于根据RFID定位基站实时捕获进入监控区域人员佩戴的RFID标签发出的射频信号，所述后台监控系统结合所述监控区域的模型和坐标系对所述射频信号进行分析，获得进入监控区域人员的行为特性；

其中，所述监控结果获得模块包括：

启动模块，启动后台监控系统，该后台监控系统包括：实时定位引擎系统、区域定位子系统、事件管理子系统、RFID信息共享服务中间件和事件信息应用系统；

导入模块，将监控区域的模型导入所述实时定位引擎系统；

通信和计算模块，所述实时定位引擎系统接收所述RFID定位基站发送的所述RFID标签的标识编码及其定位信息，计算出每一标签在所述坐标系中的原始坐标值；

标签事件生成模块，区域定位子系统读取所述原始坐标值，并对其进行过滤和清理噪音数据，然后将每一标签的位置信息映射到相应的模型内，生成一个标签事件；

标签事件处理模块，用于使得事件管理子系统对所有标签事件进行管理，完成事件规则定义、事件订阅和事件发布；

查询模块，RFID信息共享服务中间件存储所述标签事件并通过统一接口向事件信息应用系统提供所有事件信息的查询；

事件信息处理模块，事件信息应用系统通过事件管理子系统获取标签实时事件，通过RFID信息共享服务中间件获取历史事件信息，以完成事件信息应用系统中相应功能；

交互处理模块，通过客户端以图形化界面进行交互，完成相应的监控管理功能。

8.如权利要求7所述的智能化监控系统，其特征在于，所述事件信息处理模块包括：

人员监控管理模块，用于人员信息采集、人员识别、人员位置实时查看和动态显示；

系统报警管理模块，用于系统监控报警管理，定义要监控的报警事件与事件规则的关联，当事件规则满足时，按预定方式实时报警，该模块可通过视频监控API接口实现与视频监控系统的联动；

监区出入管理模块，用于监狱内部人员和探访人员的管理和监控设置；

行为识别管理模块，通过分析监控人员的活动轨迹，对其行为进行判断，及时发现监控人员的异常行为；

自动查房点名模块，用于统计某一监控区域在设定时间段内的目标人数，并识别每一监控目标，实现查房点名功能；

查询统计展示模块，用于建立各种高级查询条件，以图形化的方式展示查询和统计结果。