RFID技術(shù)在智能監(jiān)獄管理中的應(yīng)用

【摘要】本文簡(jiǎn)單介紹了RFID技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，提出了基于RFID技術(shù)的智能監(jiān)獄管理系統(tǒng)，本系統(tǒng)能解決傳統(tǒng)監(jiān)獄管理模式中存在的問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)行監(jiān)獄安全管理具有極大的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】RFID；智能監(jiān)獄；安全管理

1.引言

隨著刑事犯罪增加，犯人數(shù)量激增的態(tài)勢(shì)，犯罪的類型和罪犯的成分也越來(lái)越復(fù)雜，罪犯也變得越來(lái)越陰險(xiǎn)狡詐，這給傳統(tǒng)的監(jiān)獄管理模式帶來(lái)了巨大壓力。犯人暴獄、逃跑、鬧事等安全隱患隨時(shí)都有可能發(fā)生，這對(duì)監(jiān)獄工作人員和執(zhí)勤人員人身安全以及秩序的穩(wěn)定造成巨大威脅。

本文提出的RFID智能監(jiān)獄管理系統(tǒng)可使管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)控犯人動(dòng)向，掌控各監(jiān)區(qū)在押犯人詳細(xì)信息及數(shù)目，能有效的防止在押犯人暴獄、脫逃、鬧事，減小安全隱患發(fā)生的幾率，秘密監(jiān)視高危犯人，實(shí)時(shí)跟蹤和追查鬧事事件的發(fā)生，最大限度的保障工作人員和犯人的人身安全。另外，系統(tǒng)還能實(shí)時(shí)清點(diǎn)指定區(qū)域犯人和掌握?qǐng)?zhí)勤干警信息，大大減輕監(jiān)獄管理人員負(fù)擔(dān)，在遇到突發(fā)事件時(shí)能夠迅速定位犯人及執(zhí)勤干警的所在位置，從而有效提高監(jiān)獄管理水平。

2.RFID技術(shù)概述

RFID技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)使用射頻電子設(shè)備發(fā)射射頻信號(hào)，射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合來(lái)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，并且可以將新的信息寫(xiě)入目標(biāo)對(duì)象的標(biāo)識(shí)設(shè)備。RFID的工作無(wú)需人工干預(yù)，可自動(dòng)工作于各種惡劣環(huán)境。

RFID電子標(biāo)簽具有多種特點(diǎn)，體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、可重復(fù)使用、支持多次讀寫(xiě)、唯一標(biāo)識(shí)號(hào)移動(dòng)識(shí)別，無(wú)線定位跟蹤管理。RFID技術(shù)通過(guò)結(jié)合通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)使用，可實(shí)現(xiàn)跟蹤全球范圍內(nèi)物品和信息共享。在交通物流、火車(chē)調(diào)度以及軍事、建筑等方面的應(yīng)用，可大幅度提高管理與運(yùn)作效率，降低成本。

2.1 RFID系統(tǒng)組成

典型的RFID應(yīng)用系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器和中間件組成：

電子標(biāo)簽：也稱作射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器或數(shù)據(jù)載體，組成包括耦合元件和芯片。每個(gè)電子標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，高容量電子標(biāo)簽有用戶可寫(xiě)入的存儲(chǔ)空間，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。讀寫(xiě)器向電子標(biāo)簽發(fā)射無(wú)線電射頻信號(hào)，電子標(biāo)簽獲得能量，然后將儲(chǔ)存的信息及數(shù)據(jù)發(fā)送給讀寫(xiě)器。

讀寫(xiě)器：也被稱為閱讀器、接收器。讀寫(xiě)器通過(guò)一個(gè)或多個(gè)天線傳送射頻能量，電子標(biāo)簽的天線接收這些能量，并返回?zé)o線電射頻信號(hào)，即電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)，經(jīng)相應(yīng)處理后獲取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息。

中間件：是在讀寫(xiě)器和主機(jī)之間運(yùn)行的一組軟件，它是在標(biāo)簽和讀寫(xiě)器上運(yùn)行的RFID系統(tǒng)軟件和在主機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用軟件之間的橋梁。

2.2 RFID技術(shù)特點(diǎn)

目前，RFID技術(shù)越來(lái)越廣泛的被應(yīng)用在日常生活中，并且朝著高效率、低成本的方向發(fā)展。和其他技術(shù)相比，RFID技術(shù)具有以下突出特點(diǎn)：

（1）安全性高：可對(duì)RFID系統(tǒng)中標(biāo)簽進(jìn)行反復(fù)擦寫(xiě)加密，并且可以防止信息的泄露；

（2）可無(wú)線識(shí)別：能夠遠(yuǎn)距離無(wú)線定位識(shí)別標(biāo)簽，并獲取相關(guān)信息數(shù)據(jù)，無(wú)需工作人員在惡劣環(huán)境中工作；

（3）存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量大：與傳統(tǒng)條形碼技術(shù)相比，RFID標(biāo)簽有良好的擴(kuò)展性，能提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，96位的RFID標(biāo)簽可以提供數(shù)十億個(gè)物品的識(shí)別能力；

（4）具有穿透性：標(biāo)簽若被紙張、木材和塑料等非金屬或半透明的材質(zhì)包裹

的話，也可以進(jìn)行穿透性通信。如果是金屬材質(zhì)，則需進(jìn)行特殊處理。

3.RFID智能監(jiān)獄管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 RFID智能監(jiān)獄管理系統(tǒng)工作原理

由于監(jiān)獄的環(huán)境特殊，因此本論文研究的RFID智能監(jiān)獄管理系統(tǒng)使用有源電子硬件設(shè)備，設(shè)備由三部分組成，包括讀寫(xiě)器、激活器和有源電子標(biāo)簽。這三部分相互作用，相互聯(lián)系，共同實(shí)現(xiàn)定位追蹤監(jiān)控功能。具體工作原理如圖1所示：

從圖中可以看到，激活器和讀寫(xiě)器分別被安裝在預(yù)定位置。讀寫(xiě)器讀寫(xiě)范圍比較大，激活器激活范圍比較小。當(dāng)帶有電子標(biāo)簽的犯人進(jìn)入激活器的激活范圍時(shí)，電子標(biāo)簽受到激活后向讀寫(xiě)器發(fā)送一個(gè)信號(hào)，讀寫(xiě)器經(jīng)過(guò)信號(hào)處理，就能識(shí)別出電子標(biāo)簽中所儲(chǔ)存的犯人信息和資料。

在實(shí)際使用過(guò)程中，每一個(gè)激活器和讀寫(xiě)器都分別含有一個(gè)固定的ID號(hào)和IP地址，激活器和讀寫(xiě)器根據(jù)監(jiān)獄具體環(huán)境安裝在各個(gè)地方。當(dāng)佩戴有電子標(biāo)簽的犯人或其它物件進(jìn)入激活器的激活范圍時(shí)，電子標(biāo)簽就會(huì)接收到能量被激活，并向讀寫(xiě)器發(fā)送信息，包括激活器的ID號(hào)。當(dāng)讀寫(xiě)器收到此信號(hào)后經(jīng)過(guò)中間件傳送到后臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，結(jié)合讀寫(xiě)器的IP地址、激活器ID號(hào)和電子標(biāo)簽ID號(hào)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，根據(jù)監(jiān)獄模擬電子地圖，就可以清楚的知道并掌握在某一時(shí)間犯人或物件在哪個(gè)地方，實(shí)現(xiàn)對(duì)犯人和物件的實(shí)時(shí)定位追蹤監(jiān)控。

3.2 RFID監(jiān)獄管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接圖

激活器含有收發(fā)天線，不需要與局域網(wǎng)相連接，接通電源就可以工作。電子標(biāo)簽佩戴在犯人或其它物件上，標(biāo)簽內(nèi)含有電池，也不需要連接網(wǎng)絡(luò)。接收器及讀寫(xiě)器，通過(guò)以太網(wǎng)及RFID中間件與后臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器相連接。

RFID智能監(jiān)獄管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接圖如圖2所示：

主要的追蹤定位監(jiān)控功能處理流程圖

接收器接收到電子標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)信息，并通過(guò)以太網(wǎng)和中間件傳輸?shù)胶笈_(tái)應(yīng)用服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的分析處理后，將記錄存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)服務(wù)器，并將分析處理結(jié)果發(fā)送給各個(gè)監(jiān)控工作站，工作人員就能對(duì)犯人和物件進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控。

3.3 RFID監(jiān)獄管理系統(tǒng)事件處理流程

RFID智能監(jiān)獄管理系統(tǒng)主要的追蹤定位監(jiān)控功能處理流程圖如圖3所示。

接收器收到電子標(biāo)簽中數(shù)據(jù)信息后，在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中查找相關(guān)人員記錄，如果沒(méi)有相關(guān)人員記錄，就發(fā)出警報(bào)，并開(kāi)啟現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控；如果有相關(guān)人員記錄，就查看是否有訪問(wèn)權(quán)限，若沒(méi)有權(quán)限就發(fā)出警報(bào)，并開(kāi)啟現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控，若有權(quán)限也可以在現(xiàn)場(chǎng)平面圖上顯示相關(guān)人員位置，并進(jìn)行視頻監(jiān)控。

3.4 RFID智能監(jiān)獄管理系統(tǒng)功能說(shuō)明

系統(tǒng)主要對(duì)相關(guān)人員和物件進(jìn)行實(shí)時(shí)定位和監(jiān)控，主要功能包括人員及物件的實(shí)時(shí)定位、資料管理、歷史記錄查詢、視頻監(jiān)控等。具體功能說(shuō)明如下：

（1）實(shí)時(shí)定位功能

①追蹤定位

根據(jù)接收到的IP地址和ID號(hào)，能夠追蹤定位到相關(guān)人員在哪個(gè)區(qū)域。并將定位信息顯示在監(jiān)獄模擬電子地圖上。不同的人和物件用不同的標(biāo)識(shí)顯示在地圖上，點(diǎn)擊顯示標(biāo)識(shí)就能查看相關(guān)信息和資料。

②出入控制

使用專門(mén)的讀寫(xiě)器控制監(jiān)獄大門(mén)，相關(guān)人員佩戴電子標(biāo)簽，只有被授權(quán)人員才能被識(shí)別并進(jìn)出入大門(mén)。

③非法進(jìn)入報(bào)警

不同的區(qū)域有不同的訪問(wèn)權(quán)限，只有獲得相關(guān)權(quán)限才能進(jìn)入相關(guān)的區(qū)域。如果未經(jīng)授權(quán)而進(jìn)入非法區(qū)域?qū)⒂|動(dòng)非法進(jìn)入警報(bào)，工作人員便能及時(shí)對(duì)事件進(jìn)行處理。

④防拆卸破壞報(bào)警腕表

有源電子標(biāo)簽做成腕表形式佩戴在犯人手腕，體積小、重量輕，當(dāng)電子標(biāo)簽腕表遭到非法破壞和拆卸時(shí)將發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

（2）資料管理功能

每一個(gè)電子標(biāo)簽都有唯一的標(biāo)識(shí)碼，電子標(biāo)簽中記載著相關(guān)人員的各種信息，包括人員的姓名，年齡等資料。如果是犯人，還會(huì)包括犯人的危險(xiǎn)程度，屬于哪個(gè)監(jiān)區(qū)以及犯罪類型等信息；如果是工作人員，就會(huì)含有人員工作職業(yè)，部門(mén)級(jí)別等信息。此外還可以為相關(guān)人員設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限，并且可以在后臺(tái)網(wǎng)絡(luò)顯示器上對(duì)人員資料信息進(jìn)行改寫(xiě)和統(tǒng)一操作管理。犯人的表現(xiàn)，身體狀況，以及消費(fèi)記錄等信息也可以寫(xiě)入標(biāo)簽進(jìn)行管理。

（3）歷史記錄查詢功能

通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和相關(guān)軟件，在終端輸入要查詢的信息，就可以查看相關(guān)人員和物件在以前某個(gè)時(shí)間的位置、狀態(tài)等信息，進(jìn)行歷史記錄的查詢。

（4）視頻監(jiān)控功能

視頻監(jiān)控采取觸發(fā)式和手動(dòng)相結(jié)合的方式。當(dāng)有突發(fā)事件發(fā)生或有未經(jīng)授權(quán)人員進(jìn)出非法監(jiān)控區(qū)域時(shí)，視頻監(jiān)控功能被觸發(fā)打開(kāi)。此外，如果想要查看某個(gè)犯人在哪個(gè)區(qū)域，以及在做什么，可以隨時(shí)調(diào)出監(jiān)控區(qū)域視頻進(jìn)行查看。手動(dòng)式和觸發(fā)式相結(jié)合的視頻監(jiān)控，既可以有效實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控功能，又可以提高突發(fā)事件處理效率。

（5）兼容其他技術(shù)

系統(tǒng)能夠與其它相關(guān)技術(shù)結(jié)合使用，如指紋識(shí)別，語(yǔ)音監(jiān)控及突發(fā)事件處理預(yù)案等。

4.結(jié)束語(yǔ)

隨著犯罪類型的的多樣化以及罪犯的激增，傳統(tǒng)監(jiān)獄管理模式的弊端越來(lái)越凸顯出來(lái)，研發(fā)RFID智能監(jiān)獄管理系統(tǒng)成必然趨勢(shì)。本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控管理、實(shí)時(shí)定位跟蹤、犯人資料管理、歷史記錄查詢、視頻監(jiān)控、越界報(bào)警等功能，對(duì)提高監(jiān)獄管理水平有著重大意義。它可以降低在押犯人逃跑，暴獄以及鬧事的幾率，大幅度提升監(jiān)獄內(nèi)部管理的安全性和管理效率，減輕監(jiān)獄管理人員負(fù)擔(dān)和執(zhí)勤人員壓力，最大限度的達(dá)到資源優(yōu)化配置。同時(shí)系統(tǒng)還可以與其它相關(guān)技術(shù)相接軌，比如與視頻語(yǔ)音監(jiān)控，臉型識(shí)別等技術(shù)相結(jié)合使用。另外，也可與指紋識(shí)別等安防監(jiān)控系統(tǒng)相整合，擴(kuò)展整個(gè)監(jiān)獄監(jiān)控管理系統(tǒng)功能，全面提高系統(tǒng)監(jiān)控安全性。雖然目前RFID技術(shù)成本比較高，在我國(guó)發(fā)展還不是很成熟，但隨著RFID技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用的不斷推廣，其應(yīng)用成本也越來(lái)越低，RFID智能監(jiān)獄管理系統(tǒng)也將會(huì)受到極大重視。

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