CN104991500A - 基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统，其包括：中心处理器，其设置于监控室，其与主ZigBee模块相连；有源识别卡，其包括标签模块、防拆卸模块、蜂鸣器及第一ZigBee模块；基站，其分别设置于需监控区域、重点监控区域及边界警告区域，所述基站包括读卡模块和第二ZigBee模块，所述第二ZigBee模块与所述主ZigBee模块相连，所述中心处理器还分别连接有黄色警报灯、红色警报灯及输入设备。本发明能够实时监控服刑人员的位置，同时系统会记录每个服刑人员的历史轨迹，便于统计查询，且当服刑人员擅自进入边界警告区域或在重点监控区域内滞留时间过长，系统可报警通知。

Description

基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统

技术领域

本发明涉及一种基于RFID的定位安全管理系统。更具体地说，本发明涉及一种基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统。

背景技术

随着司法机关维护社会秩序和打击刑事犯罪的任务日益严重，对犯罪人员在各种监管场所的拘押、收教、劳动改造等数量持续不减。我国目前的监狱人员管理现状，多数还停留在以预警巡查及人工监视摄像机视频信息进行监视报警阶段，信息化程度低，且信息采集仍然只单纯依靠手工输入，无法将信息系统和在押人员真正的关联起来。

为改变目前在监狱管理过程存在的问题和挑战，基于RFID的定位技术已逐步应用到监狱的管理工作中。RFID是一种通信技术，有源电子标签可主动向外发射电磁波，设在所述有源电子标签周围的定位阅读器可时时接收所述电磁波，根据每个定位阅读器所处的物理位置不同及读取标签信号的强弱，进行有源电子标签的区域定位。但RFID定位技术受传输距离影响大，要想获得较高精度的定位需要布设高密度的参考点，但高密度的参考点的布设又会加剧信号之间的碰撞，另外RFID定位技术受电磁干扰、金属环境、潮湿环境等工作环境影响大，因此标签发送的信号相当一部分是冗余的，损耗了标签很多能量，使用效率低，且当一个阅读器的识别方位有几个标签时，就有可能同一时间有多个标签向阅读器返回信息产生冲突，导致阅读器识读精度下降。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统，其能够实时监控服刑人员的位置，同时系统会记录每个服刑人员的历史轨迹，便于统计查询，且当服刑人员擅自进入边界警告区域或在重点监控区域内滞留时间过长，系统可报警通知，有效规范了对服刑人员的监控和管理工作。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统，其包括：

中心处理器，其设置于监控室，其与主ZigBee模块相连；

有源识别卡，其包括标签模块、防拆卸模块、蜂鸣器及第一ZigBee模块，所述蜂鸣器及所述防拆卸模块均连接于所述标签模块，所述第一ZigBee模块一端连接于所述标签模块，一端与所述主ZigBee模块相连，其中所述标签模块自动发射具有唯一识别码的无线电信号，当所述有源识别卡被拆卸，所述蜂鸣器鸣叫；

基站，其分别设置于需监控区域、重点监控区域及边界警告区域，所述基站包括读卡模块和连接于所述读卡模块的第二ZigBee模块，所述第二ZigBee模块与所述主ZigBee模块相连，

其中，所述读卡模块自动接收所述识别码并转送给所述中心处理器，所述中心处理器参考所述读卡模块的位置，获得犯人的大致范围，同时所述读卡模块将自身的坐标值和接收到的识别码信号的强弱值经所述第二ZigBee模块发送到所述有源识别卡，所述有源识别卡进行计算得到自己的坐标值后发送到所述中心处理器；

ZigBee技术是基于IEEE 802.15.4标准的低功耗局域网协议，其可跨越很大的物理空间，适合距离较远比较分散的结构，且可保证信息传输的可靠性。且在同一环境内RFID射频识别过程与ZigBee通讯技术之间相互的电磁波干扰较小，RFID区域定位技术与ZigBee点定位技术的相结合可有效提高定位的精确性；

其中，所述中心处理器还分别连接有黄色警报灯、红色警报灯及输入设备，所述输入设备用以输入设定各种上限参数，当犯人在所述重点监控区域的滞留时间持续超过设定上限值，所述黄色警报灯启动，当犯人靠近所述边界警告区域，所述红色警报灯启动。

优选的是，其中，还包括视频监控模块，其包括视频采集设备、视频服务器及第三ZigBee模块，所述视频服务器一端连接于所述视频采集设备，另一端连接于所述第三ZigBee模块，所述第三ZigBee模块通过所述主ZigBee模块与所述中心处理器相连，当所述黄色或红色警报灯启动时，所述中心处理器会自动调出引起警报灯报警区域的视频信息，并自动弹窗显示。

优选的是，其中，所述视频采集设备为球形云台摄像机，保证整个视野的扫描，防止监控盲区的存在。

优选的是，其中，所述有源识别卡为腕带式有源标示卡，佩戴在服刑人员的手腕或脚腕上。

优选的是，其中，设置于所述边界警告区域的基站还连接报警器，当犯人靠近所述边界警告区域，所述报警器启动，及时通知周围的管理人员。

优选的是，其中，所述标签模块还连接一振动传感器，用以防止服刑人员之间的打架斗殴行为。

本发明至少包括以下有益效果：

(1)本发明采用ZigBee和RFID技术相结合，不但可记录服刑人员移动的历史轨迹，还可对实现对服刑人员的精确区域定位，降低了单独使用RFID时冗余能量的消耗，有效提高了RFID的定位精确性和使用效率；

(2)监狱的需监控区域、重点监控区域及重点监控区域均设置有基站，当服刑人员在重点监控区域滞留过久会进行告警，当服刑人员靠近重点监控区域时，基站和监控中心系统均会发出报警信息；

(3)当所述黄色或红色警报灯启动时，所述中心处理器会自动调出引起警报灯报警区域的视频信息，并自动弹窗显示，视频联动的设置进一步提高了监狱的自动信息化水平。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统的定位框图；

图2为本发明的另一个实施例中基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统的结构框图。

图中：1、中心处理器，2、有源识别卡，3、基站，4、视频监控模块，11、主ZigBee模块，12、黄色警报灯，13、红色警报灯，14，输入设备，21、标签模块，22、防拆卸模块，23、蜂鸣器，24、第一ZigBee模块，25、振动传感器，31、读卡模块，32、第二ZigBee模块，41、视频采集设备，42、视频服务器，43、第三ZigBee模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1和图2示出了根据本发明的一种实现形式，其中包括：

中心处理器1，其设置于监控室，其与主ZigBee模块11相连；

有源识别卡2，其包括标签模块21、防拆卸模块22、蜂鸣器23及第一ZigBee模块24，所述蜂鸣器23及所述防拆卸模块22均连接于所述标签模块21，所述第一ZigBee模块24一端连接于所述标签模块21，一端与所述主ZigBee模块11相连，其中所述标签模块21自动发射具有唯一识别码的无线电信号，当所述有源识别卡2被拆卸，所述蜂鸣器23鸣叫；

基站3，其分别设置于需监控区域、重点监控区域及边界警告区域，所述基站包括读卡模块31和连接于所述读卡模块31的第二ZigBee模块32，所述第二ZigBee模块32与所述主ZigBee模块11相连，

其中，所述读卡模块31自动接收所述识别码并转送给所述中心处理器1，所述中心处理器1参考所述读卡模块31的位置，获得犯人的大致范围，同时所述读卡模块31将自身的坐标值和接收到的识别码信号的强弱值经所述第二ZigBee模块32发送到所述有源识别卡2，所述有源识别卡2进行计算得到自己的坐标值后发送到所述中心处理器1；

ZigBee技术是基于IEEE 802.15.4标准的低功耗局域网协议，其可跨越很大的物理空间，适合距离较远比较分散的结构，且可保证信息传输的可靠性。且在同一环境内RFID射频识别过程与ZigBee通讯技术之间相互的电磁波干扰较小，RFID区域定位技术与ZigBee点定位技术的相结合可有效提高定位的精确性；

其中，所述中心处理器1还分别连接有黄色警报灯12、红色警报灯13及输入设备14，所述输入设备14用以输入设定各种上限参数，当犯人在所述重点监控区域的滞留时间持续超过设定上限值，所述黄色警报灯12启动，当犯人靠近所述边界警告区域，所述红色警报灯13启动。

在另一实例中，还包括视频监控模块4，其包括视频采集设备41、视频服务器42及第三ZigBee模块43，所述视频服务器42一端连接于所述视频采集设备41，另一端连接于所述第三ZigBee模块43，所述第三ZigBee模块43通过所述主ZigBee模块11与所述中心处理器1相连，当所述黄色或红色警报灯启动时，所述中心处理器1会自动调出引起警报灯报警区域的视频信息，并自动弹窗显示。

上述方案中，所述视频采集设备41的一种实现方式为球形云台摄像机，保证整个视野的扫描，防止监控盲区的存在。

上述方案中，所述有源识别卡2的一种实现方式为腕带式有源标示卡，佩戴在服刑人员的手腕或脚腕上。

在另一实例中，设置于所述边界警告区域的基站还连接报警器，当犯人靠近所述边界警告区域，所述报警器启动，及时通知周围的管理人员。

在另一实例中，所述标签模块还连接一振动传感器25，用以防止服刑人员之间的打架斗殴行为。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

如上所述，根据本发明，由于采用ZigBee和RFID技术相结合，不但可记录服刑人员移动的历史轨迹，还可对实现对服刑人员的精确区域定位，降低了单独使用RFID时冗余能量的消耗，有效提高了RFID的定位精确性和使用效率；

此外，监狱内需监控区域、重点监控区域及重点监控区域均设置有基站，当服刑人员在重点监控区域滞留过久会进行告警，当服刑人员靠近重点监控区域时，基站和监控中心系统均会发出报警信息；

此外，当所述黄色或红色警报灯启动时，所述中心处理器会自动调出引起警报灯报警区域的视频信息，并自动弹窗显示，视频联动的设置进一步提高了监狱的自动信息化水平。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统，其特征在于，包括：

中心处理器，其设置于监控室，其与主ZigBee模块相连；

有源识别卡，其包括标签模块、防拆卸模块、蜂鸣器及第一ZigBee模块，所述蜂鸣器及所述防拆卸模块均连接于所述标签模块，所述第一ZigBee模块一端连接于所述标签模块，一端与所述主ZigBee模块相连，其中所述标签模块自动发射具有唯一识别码的无线电信号，当所述有源识别卡被拆卸，所述蜂鸣器鸣叫；

基站，其分别设置于需监控区域、重点监控区域及边界警告区域，所述基站包括读卡模块和连接于所述读卡模块的第二ZigBee模块，所述第二ZigBee模块与所述主ZigBee模块相连，

其中，所述读卡模块自动接收所述识别码并传送给所述中心处理器，所述中心处理器参考所述读卡模块的位置，获得犯人的大致范围，同时所述读卡模块将自身的坐标值和接收到的识别码信号的强弱值经所述第二ZigBee模块发送到所述有源识别卡，所述有源识别卡进行计算得到自己的坐标值后发送到所述中心处理器；

其中，所述中心处理器还分别连接有黄色警报灯、红色警报灯及输入设备，所述输入设备用以输入设定各种上限参数，当犯人在所述重点监控区域的滞留时间持续超过设定上限值，所述黄色警报灯启动，当犯人靠近所述边界警告区域，所述红色警报灯启动。

2.如权利要求1所述的基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统，其特征在于，还包括视频监控模块，其包括视频采集设备、视频服务器及第三ZigBee模块，所述视频服务器一端连接于所述视频采集设备，另一端连接于所述第三ZigBee模块，所述第三ZigBee模块通过所述主ZigBee模块与所述中心处理器相连，当所述黄色或红色警报灯启动时，所述中心处理器会自动调出引起警报灯报警区域的视频信息，并自动弹窗显示。

3.如权利要求2所述的基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统，其特征在于，所述视频采集设备为球形云台摄像机。

4.如权利要求1所述的基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统，其特征在于，所述有源识别卡为腕带式有源标示卡。

5.如权利要求1所述的基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统，其特征在于，设置于所述边界警告区域的基站还连接报警器，当犯人靠近所述边界警告区域，所述报警器启动，及时通知周围的管理人员。

6.如权利要求1所述的基于ZigBee和RFID的监狱定位安全管理系统，其特征在于，所述标签模块还连接一振动传感器。