CN104320763A - 一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，无线网关与定位节点无线连接；无线路由器和定位节点均为多个，多个无线路由器与定位节点无线相连；定位节点包括MCU处理器和与MCU处理器连接的存储器、通讯模块、加速度传感器、重力传感器、电池管理单元、扬声器、麦克风、液晶触摸显示屏和摄像头，电池管理单元与可充电电池连接。本发明的监狱定位节点系统采用基于ZigBee通信技术的网络定位监控节点，具有成本低、功耗低、安全性较高、工作距离远、功能丰富等优点，在监狱的监控活动中取得了良好的效果。

Description

一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统
技术领域
本发明涉及监狱无线定位监控技术领域，尤其是涉及一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统。
背景技术
随着监狱管理制度的逐步完善和监控设施的不断更新，看守所防范和控制各种安全事件的能力大大增强。但是随着犯罪类型和在押人员成分的日趋复杂，在押人的报复性、凶残性和狡诈性增强，稍有不慎他们就会铤而走险，伺机劫持人质、脱逃、自杀、凶杀、团伙勾结，给警察的人身安全和看守所的稳定管理带来极其不利的影响。目前，国内罪犯监管场所所采取的电子门禁、摄像监控、报警系统等方式在复杂的现场情况显得效力不足，有限的警力无法实时通过镜头监控每一个服刑人员的情况，监管人员无法实时掌握各个受控区域的在押人员数目和详细信息，致使一些安全隐患凸现出来。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，本发明的监狱定位节点系统采用基于ZigBee通信技术的网络定位监控节点，具有成本低、功耗低、节点续航时间长、自组网方便灵活、便于快速部署、网络通信稳定、安全性较高、工作距离远、功能丰富等优点，在监狱的预警监控、取保候审、监视居住等监控活动中取得了良好的效果。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，包括设置在监控室的服务器、用于监控定位数据管理协调的无线网关、用于监控定位数据无线传输的无线路由器和设置在服刑人员身上的定位节点，所述服务器与无线网关连接，所述无线网关与定位节点无线连接；所述无线路由器和定位节点均为多个，所述多个无线路由器与定位节点无线相连；所述定位节点包括MCU处理器和与MCU处理器连接的存储器、通讯模块、加速度传感器、重力传感器、电池管理单元、扬声器、麦克风、液晶触摸显示屏和摄像头，所述电池管理单元与可充电电池连接。
上述的一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，其特征在于：所述定位节点为腕带结构。
上述的一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，其特征在于：所述腕带结构为防摔防水材料制成。
上述的一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，其特征在于：所述存储器为SD卡、TF卡、CF卡和XD卡任意一种。
上述的一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，其特征在于：所述通讯模块为型号为CC2530的无线通信芯片。
上述的一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，其特征在于：所述电池管理单元为TI公司的型号为TPS63001的升降压转化器。
本发明的有益效果在于：
本发明的监狱定位节点系统采用基于ZigBee通信技术的网络定位监控节点，具有成本低、功耗低、节点续航时间长、自组网方便灵活、便于快速部署、网络通信稳定、安全性较高、工作距离远、功能丰富等优点，在监狱的预警监控、取保候审、监视居住等监控活动中取得了良好的效果。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明所述监狱定位节点系统拓扑结构示意图；
图2是本发明所述监狱定位节点系统定位节点单元电路组成框图；
图3是本发明所述监狱定位节点系统定位节点通讯模块电路原理图；
图4是本发明所述监狱定位节点系统定位节点电池管理单元电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，其特征在于：包括设置在监控室的服务器1、用于监控定位数据管理协调的无线网关2、用于监控定位数据无线传输的无线路由器3和设置在服刑人员身上的定位节点4，所述服务器1与无线网关2连接，所述无线网关2与定位节点4无线连接；所述无线路由器3和定位节点4均为多个，所述多个无线路由器3与定位节点4无线相连；所述定位节点4包括MCU处理器41和与MCU处理器41连接的存储器42、通讯模块43、加速度传感器44、重力传感器45、电池管理单元47、扬声器48、麦克风49、液晶触摸显示屏410和摄像头411，所述电池管理单元47与可充电电池46连接。
本实施例中，所述定位节点4为腕带结构。
本实施例中，所述腕带结构为防摔防水材料制成。
本实施例中，所述存储器42为SD卡、TF卡、CF卡和XD卡任意一种。
本实施例中，所述通讯模块43为型号为CC2530的无线通信芯片。CC2530是一款低成本、低功耗、高集成度的ZigBee协议SoC解决方案，工作在2.4GHzISM频段。CC2530内部集成有射频收发器、增强型8051核MCU、丰富的片上存储器和外围接口资源，能够为ZigBee协议栈及应用软件提供有力的支持。CC2530功耗低，在以1dBm功率发射时，电流消耗为29mA；接收时，电流为24mA。CC2530支持多种低功率工作模式(空闲模式和休眠模式等)，休眠模式切换到主动模式的超短时间特性使节能设计更方便，特别适合要求电池寿命长的应用。
如图4所示，本实施例中，所述电池管理单元47为TI公司的型号为TPS63001的升降压转化器。输入电压范围为1.8～5.5V，输出电压3.3V，最大输出电流800mA，采用3mm×3mm微型封装，效率可高达96％。适用于普通碱性电池、充电电池、锂电池等多种供电模式，具有适应范围宽、效率高、体积小等优点，能够满足电源设计的需求。
本发明的工作原理是：摄像头411预录服刑人员的图像信息，麦克风49录制服刑人员的语音信息，存储器42存储服刑人员语音信息或图像信息，并通过MCU处理器41的语音识别后，再由MCU处理器41控制通讯模块43通过ZigBee网络广播发送到无线网关2，经过无线网关2的汇总管理处理后，再发送到监控室的服务器1由警务人员实现队服刑人员活动远程监控。同时，服刑人员在监狱内的动作信息可通过加速度传感器44、重力传感器45测得，并将动作数据记录以上述方式上传到监控室的服务器1。
本发明采用基于ZigBee通信技术的网络定位监控节点，利用了ZigBee技术的低复杂度、低功耗、低成本的优点，具有自组网、低延迟、可实现128位的AES加密和组网方式灵活等特性，非常适合用于室内定位技术的应用需求。基于ZigBee技术的室内定位系统，具有成本低、节点续航时间长、自组网方便灵活、便于快速部署和安全性较高等优点。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，其特征在于：包括设置在监控室的服务器(1)、用于监控定位数据管理协调的无线网关(2)、用于监控定位数据无线传输的无线路由器(3)和设置在服刑人员身上的定位节点(4)，所述服务器(1)与无线网关(2)连接，所述无线网关(2)与定位节点(4)无线连接；所述无线路由器(3)和定位节点(4)均为多个，所述多个无线路由器(3)与定位节点(4)无线相连；所述定位节点(4)包括MCU处理器(41)和与MCU处理器(41)连接的存储器(42)、通讯模块(43)、加速度传感器(44)、重力传感器(45)、电池管理单元(47)、扬声器(48)、麦克风(49)、液晶触摸显示屏(410)和摄像头(411)，所述电池管理单元(47)与可充电电池(46)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，其特征在于：所述定位节点(4)为腕带结构。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，其特征在于：所述腕带结构为防摔防水材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，其特征在于：所述存储器(42)为SD卡、TF卡、CF卡和XD卡任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，其特征在于：所述通讯模块(43)为型号为CC2530的无线通信芯片。
6.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的监狱定位节点系统，其特征在于：所述电池管理单元(47)为TI公司的型号为TPS63001的升降压转化器。
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