一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，其特征在于：包括設(shè)置在監(jiān)獄室內(nèi)各個定位點的讀寫器和設(shè)置在服刑人員身上的標(biāo)簽，讀寫器與標(biāo)簽無線通信；讀寫器包括第一微處理器和與所述第一微處理器連接的第一射頻收發(fā)模塊、存儲器、顯示屏和接口電路，接口電路與計算機系統(tǒng)連接；標(biāo)簽包括第二微處理器和與所述第二微處理器連接的第二射頻收發(fā)模塊、無線喚醒電路；第一射頻收發(fā)模塊和第二射頻收發(fā)模塊互相無線通信。本實用新型的設(shè)計基于射頻識別技術(shù)，采用參考標(biāo)簽與待定位標(biāo)簽定位信息比較，實現(xiàn)對監(jiān)獄犯人進行無線定位引導(dǎo)。其電子系統(tǒng)復(fù)雜性低，容易實現(xiàn)，成本較低，定位精度高，抗干擾能力強，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
【專利說明】一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及監(jiān)獄無線定位【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]盡管我國監(jiān)獄信息化建設(shè)已取得了不小的進步，但是從橫向比較，其總體水平還比較低，與國際上監(jiān)獄管理先進技術(shù)水平還有較大差距，尤其是越獄事件還屢有發(fā)生。如何利用信息智能化產(chǎn)品對監(jiān)獄人員設(shè)備實現(xiàn)高效高精度定位監(jiān)控，防止越獄、獄內(nèi)斗毆等惡性事件的發(fā)生，保障監(jiān)獄人員安全及和諧社會的建設(shè)，已成為擺在我們面前的重大課題。目前，有很多定位技術(shù)都可以對監(jiān)獄人員設(shè)備進行定位，但在小區(qū)域(如室內(nèi))定位服務(wù)中，現(xiàn)有的定位技術(shù)存在著一定的缺陷，如GPS技術(shù)用于監(jiān)獄這種小區(qū)域的定位服務(wù)中，成本太高而且定位精度不高。其它技術(shù)如超聲波技術(shù)、射頻識別(RFID)技術(shù)、IEEE802.11、超寬帶(UWB)等，可應(yīng)用于監(jiān)獄室內(nèi)定位服務(wù)，也存在一定缺陷，具體如下:
[0003](I)超聲波技術(shù):這種技術(shù)有著自身不可避免的局限性，如超聲波信號遇到障礙物會丟失、反射形成虛假信號以及高頻噪聲的干擾等，另外，需要大量的基礎(chǔ)設(shè)施才能獲得很高的定位精度，成本昂貴。
[0004](2) IEEE802.11:RADAR是一個基于射頻的室內(nèi)定位和跟蹤系統(tǒng)，采用標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.11網(wǎng)絡(luò)適配器，在指定的區(qū)域，通過測試多個已定位的提供重疊覆蓋的基站的信號強度來進行定位。這種技術(shù)結(jié)合了經(jīng)驗測試和信號傳播模型，以決定用戶的位置，因此，它可以實現(xiàn)定位服務(wù)。但是，到目前為止，大部分使用802.11技術(shù)的系統(tǒng)的定位精度未能達(dá)到理想的尺度。
[0005](3)射頻識別(Rad1 Frequency Identificat1n, RFID)技術(shù):一個著名的采用RFID技術(shù)的定位系統(tǒng)是SpotON。SpotON根據(jù)無線信號強度分析，采用聚合算法進行三維定位。SpotON系統(tǒng)中硬件標(biāo)簽成網(wǎng)絡(luò)狀分布，無需中央控制單元，通過標(biāo)簽檢測到的信號強弱來估計交互標(biāo)簽的距離。然而，完整的SpotON系統(tǒng)到目前為止還沒有建成。
[0006](4)超寬帶UWB:使用非常寬的頻帶來收發(fā)數(shù)據(jù)的技術(shù)。它的最大數(shù)據(jù)傳輸速度可超過100Mbps。UWB在民用領(lǐng)域是一項新技術(shù)，F(xiàn)CC直到2002— 02—14才下令開放UWB的民用用途。但目前的使用范圍僅限制在3.1?10.6GHz。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，本實用新型的設(shè)計基于射頻識別技術(shù)，采用參考標(biāo)簽與待定位標(biāo)簽定位信息比較，實現(xiàn)對監(jiān)獄犯人進行無線定位引導(dǎo)。其電子系統(tǒng)復(fù)雜性低，容易實現(xiàn)，成本較低，定位精度高，抗干擾能力強，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0008]本實用新型通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，其特征在于:包括設(shè)置在監(jiān)獄室內(nèi)各個定位點的讀寫器和設(shè)置在服刑人員身上的標(biāo)簽，所述讀寫器與標(biāo)簽無線通信；所述讀寫器包括第一微處理器和與所述第一微處理器連接的第一射頻收發(fā)模塊、存儲器、顯示屏和接口電路，所述接口電路與計算機系統(tǒng)連接；所述標(biāo)簽包括第二微處理器和與所述第二微處理器連接的第二射頻收發(fā)模塊、無線喚醒電路；所述第一射頻收發(fā)模塊和第二射頻收發(fā)模塊互相無線通信。
[0009]上述的一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)獄室內(nèi)至少布設(shè)三個讀寫器。
[0010]上述的一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)獄室內(nèi)還布設(shè)一個參考標(biāo)簽。
[0011]上述的一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，其特征在于:所述第一微處理器和第二微處理器均采用Microchip公司的PIC16F系列單片機。
[0012]上述的一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，其特征在于:所述第一射頻收發(fā)模塊和第二射頻收發(fā)模塊均采用低功耗ISM頻段收發(fā)器ADF7020。
[0013]上述的一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，其特征在于:所述無線喚醒電路包括喚醒天線和與喚醒天線串聯(lián)連接的電阻Rl、與喚醒天線并聯(lián)連接的電容Cl，所述電容Cl還與電容C2并聯(lián)，所述電容C2與變壓器Tl初級串聯(lián)，所述壓器Tl次級與二極管D和電容C3組成的檢波電路連接。
[0014]本實用新型的有益效果在于:
[0015]本實用新型的電子系統(tǒng)復(fù)雜性低，容易實現(xiàn)，成本較低，定位精度高，抗干擾能力強，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0016]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型所述監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2是本實用新型所述監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)無線喚醒電路原理圖；
[0019]圖3是本實用新型所述監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)讀寫器與標(biāo)簽分布示意圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0021]如圖1所示，一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，其特征在于:包括設(shè)置在監(jiān)獄室內(nèi)各個定位點的讀寫器I和設(shè)置在服刑人員身上的標(biāo)簽2，所述讀寫器I與標(biāo)簽2無線通信；所述讀寫器I包括第一微處理器11和與所述第一微處理器11連接的第一射頻收發(fā)模塊12、存儲器13、顯示屏14和接口電路15，所述接口電路15與計算機系統(tǒng)16連接；所述標(biāo)簽2包括第二微處理器21和與所述第二微處理器21連接的第二射頻收發(fā)模塊22、無線喚醒電路23 ;所述第一射頻收發(fā)模塊12和第二射頻收發(fā)模塊22互相無線通信。
[0022]本實施例中，所述第一微處理器11和第二微處理器21均采用Microchip公司的PIC16F系列單片機。所述第一射頻收發(fā)模塊12和第二射頻收發(fā)模塊22均采用低功耗ISM頻段收發(fā)器ADF7020。其特點是:(I)頻移鍵控調(diào)制，收發(fā)合一，工作在431?478MHz和862?956MHz的ISM頻段，工作速率最高可達(dá)200Kbit/s，電源電壓在2.3?3.6V內(nèi)均可正常工作；(2)接收模式的功耗為20mA，1dBm輸出的發(fā)送模式的功耗為30mA，關(guān)斷模式的電流小于I μ A ; (3)可編程配置載波頻率和數(shù)據(jù)率等內(nèi)容。其工作頻率采用跳頻機制，發(fā)射功率都預(yù)先確定并可調(diào)。
[0023]如圖2所示，本實施例中，所述無線喚醒電路23包括喚醒天線和與喚醒天線串聯(lián)連接的電阻Rl、與喚醒天線并聯(lián)連接的電容Cl，所述電容Cl還與電容C2并聯(lián)，所述電容C2與變壓器Tl初級串聯(lián)，所述壓器Tl次級與二極管D和電容C3組成的檢波電路連接。
[0024]本無線定位系統(tǒng)的犯人定位標(biāo)簽采用電池供電，而電池是一種消耗性的電源，工作時間短。為了延長定位標(biāo)簽的工作時間，需要進行電源管理，以降低功耗。當(dāng)前大多數(shù)的電源管理方法采用一種周密設(shè)計的喚醒、休眠方法。但大多數(shù)情況下，喚醒周期的大部分時間是徒勞無用的，消耗能量。本系統(tǒng)中采用一種無線觸發(fā)喚醒的電源管理方法。在這種方法中，定位標(biāo)簽進人休眠模式后就會一直保持睡眠狀態(tài)，在讀寫器沒有發(fā)送出特定頻率的無線信號時，它是不會被喚醒的。當(dāng)然，這個特定頻率的無線信號會立即地喚醒休眠的定位標(biāo)簽。這樣，就節(jié)省了在喚醒前和監(jiān)測期間的電源消耗。喚醒脈沖通過特定頻率傳送，而數(shù)據(jù)通信采用另外的無線頻率傳送。一旦讀寫器與標(biāo)簽建立通信連接后，雙方便跳到由讀寫器指定的固定頻率上工作，這樣，即使監(jiān)獄中其它標(biāo)簽在無線通信范圍內(nèi)也不會被喚醒，避免了同頻干擾。無線觸發(fā)喚醒電路主要由無源元件構(gòu)成，其基本電路圖如圖2所示。
[0025]對犯人進行定位前，首先根據(jù)監(jiān)獄的實際情況規(guī)劃出監(jiān)獄的犯人位置分布圖，存入計算機系統(tǒng)信息處理的數(shù)據(jù)庫；然后根據(jù)監(jiān)獄的情況布置讀寫器，最少需要布置3個讀寫器。同時，在監(jiān)獄中還布置一個位置固定的參考標(biāo)簽，作為一個測量基準(zhǔn)點來幫助測量犯人位置的校準(zhǔn)，布設(shè)的讀寫器數(shù)量依據(jù)監(jiān)獄環(huán)境而定。讀寫器與標(biāo)簽分布示意圖如圖3所
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[0026]讀寫器和標(biāo)簽都有工作及休眠二種工作模式。讀寫器的工作模式由接口控制模塊控制，而標(biāo)簽的工作模式由讀寫器控制。計算機系統(tǒng)負(fù)責(zé)后臺數(shù)據(jù)存儲和管理，發(fā)出定位控制請求，將定位出的犯人位置信息與監(jiān)獄的位置地圖比較后，從而確定犯人的位置并在顯示屏上顯示結(jié)果。
[0027]上述實施例只是本實用新型的較佳實施例，并不是對本實用新型技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動即可在上述實施例的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本實用新型專利的權(quán)利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，其特征在于:包括設(shè)置在監(jiān)獄室內(nèi)各個定位點的讀寫器(1)和設(shè)置在服刑人員身上的標(biāo)簽(2),所述讀寫器(1)與標(biāo)簽(2)無線通信；所述讀寫器(1)包括第一微處理器(11)和與所述第一微處理器(11)連接的第一射頻收發(fā)模塊(12)、存儲器(13)、顯示屏(14)和接口電路(15),所述接口電路(15)與計算機系統(tǒng)(16)連接；所述標(biāo)簽(2)包括第二微處理器(21)和與所述第二微處理器(21)連接的第二射頻收發(fā)模塊(22)、無線喚醒電路(23)；所述第一射頻收發(fā)模塊(12)和第二射頻收發(fā)模塊(22)互相無線通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)獄室內(nèi)至少布設(shè)三個讀寫器(丄)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)獄室內(nèi)還布設(shè)一個參考標(biāo)簽(2).
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，其特征在于:所述第一微處理器(11)和第二微處理器(21)均采用公司的？1016？系列單片機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，其特征在于:所述第一射頻收發(fā)模塊(12)和第二射頻收發(fā)模塊(22)均采用低功耗131頻段收發(fā)器八0？7020。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于射頻識別技術(shù)的監(jiān)獄無線定位系統(tǒng)，其特征在于:所述無線喚醒電路(23)包括喚醒天線和與喚醒天線串聯(lián)連接的電阻町、與喚醒天線并聯(lián)連接的電容01，所述電容還與電容02并聯(lián)，所述電容02與變壓器II初級串聯(lián)，所述壓器II次級與二極管0和電容03組成的檢波電路連接。
【文檔編號】G06K17/00GK204242205SQ201420657242
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】鄧鵬
申請人:成都盛世普益科技有限公司