本實用新型涉及一種用于監(jiān)獄人員室內(nèi)識別和定位系統(tǒng)，屬于室內(nèi)定位的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

監(jiān)獄人員定位管理系統(tǒng)是監(jiān)獄信息化建設(shè)的重要體現(xiàn)。系統(tǒng)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用到罪犯點名、出入登記等執(zhí)法過程，可使監(jiān)獄管理人員實時掌握監(jiān)獄內(nèi)各個受控區(qū)域在押人員的詳細信息及數(shù)目，有效防止在押人員的出逃，減少罪犯結(jié)黨鬧事的幾率，秘密監(jiān)控高危在押人員，追查及跟進暴力事件的發(fā)生，最大限度的保障管理人員和在押人員的人身安全。

RFID(Radio Frequency Identification，射頻識別)是利用射頻信號通過空間融合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息到達自動識別目的的技術(shù)。射頻識別卡的優(yōu)點就在于它的非接觸性，因此它在完成識別工作時無須人工干預(yù)，適于實現(xiàn)自動化、可識別高速運動物體并可同時識別多個射頻卡，操作快捷方便。RFID技術(shù)是一個嶄新的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，它小僅涵蓋了射頻技術(shù)，還包含了射頻技術(shù)、密碼學(xué)、通信原理和半導(dǎo)體集成電路技術(shù)，是一個多學(xué)科綜合的新興學(xué)科。因此，對RFID技術(shù)的認(rèn)識和研究具有深遠的理論意義。

目前實現(xiàn)監(jiān)獄人員室內(nèi)定位主要有基于測距技術(shù)和非測距技術(shù)，基于測距的定位算法有AOA、TOA、TDOA、RSSI；基于非測距技術(shù)的定位算法主要有：DV-Hop定位算法、質(zhì)心算法、凸規(guī)劃定位算法等。基于測距的定位機制定位精度相對較高，在低功率無線設(shè)備組成的高密度網(wǎng)中，由于各設(shè)備之間的同步無法實現(xiàn)，利用AOA、TDOA估計具體難以實現(xiàn)。盡管可以通過測量TOA來估計距離，但是多徑和噪聲，以及參考時鐘的不精確性，都將使距離估計的效果變差；基于非測距的定位算法無需測量節(jié)點間的絕地信息和角度信息，是利用網(wǎng)絡(luò)連通性計算節(jié)點的位置，但是定位精度低。而基于RSSI的距離估計，可以由傳感器節(jié)點自身測量得到，不需要額外的硬什支持。與單純利用連通信息的算法相比，RSSI增添了額外的有價值的信息。

盡管監(jiān)獄人員室內(nèi)定位系統(tǒng)中，采用多種方式實現(xiàn)，但是其存在缺陷。如在申請?zhí)枺?01220466496.8 申請日：2012-09-11的文中，給出了”一種監(jiān)獄人員定位監(jiān)控腕表，包括表體和表帶，其特征在于：所述的表體內(nèi)置有一主板芯片，所述的主板芯片上集成有125K射頻模塊和2.45G射頻識別模塊，所述的表帶上設(shè)有導(dǎo)電膠帶，表帶一端設(shè)有導(dǎo)電鎖扣，所述的表帶通過導(dǎo)電膠帶與主板芯片連接。采用上述技術(shù)方案，本實用新型所述的監(jiān)獄人員定位監(jiān)控腕表，通過125K射頻模塊和2.45G射頻識別模塊可以實現(xiàn)對犯人的精確定位，具有下述優(yōu)點：外觀設(shè)計小巧緊湊，舒適，不影響犯人日常勞動和生活；集成了125K射頻技術(shù)，相對現(xiàn)有腕表技術(shù)比較，可以降低電池耗電量，并能實現(xiàn)1-3米的精確區(qū)域定位；導(dǎo)電腕帶，體征傳感器可在有效提升腕表防破壞性”.

而在另外一篇申請?zhí)枺?01410604262.9 申請日：2014-10-30的文中，公開了“本實用新型公開了一種基于WiFi的監(jiān)獄室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于：包括設(shè)置在警務(wù)監(jiān)控室的服務(wù)端和設(shè)置在監(jiān)獄的客戶端；服務(wù)端包括Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、定位服務(wù)器和路由器，服務(wù)端的Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、定位服務(wù)器和路由器通過局域網(wǎng)相互連接；客戶端為用于監(jiān)控定位犯人的移動終端；服務(wù)端的路由器和客戶端的移動終端通過無線WiFi網(wǎng)連接。本實用新型通過WiFi網(wǎng)絡(luò)進行定位，可以彌補GPS在建筑密集或者室內(nèi)應(yīng)用的限制，擴大定位服務(wù)的應(yīng)用行業(yè)和范圍，提高定位精度，降低部署成本，提高設(shè)備利用率，增強應(yīng)對突發(fā)事件的救援能力，在監(jiān)獄監(jiān)控管理中具有重要意義?！?/p>

盡管上述文獻對監(jiān)獄人員室內(nèi)定位系統(tǒng)做出改進，使其在監(jiān)控中具備更好的定位精度。但事實上，仍然存在不足?，F(xiàn)有的監(jiān)獄人員室內(nèi)定位系統(tǒng)無法對佩戴RFID腕帶的監(jiān)獄人員身份進行初步驗證，使得只要進入基站范圍內(nèi)的監(jiān)獄人員所佩戴的RFID腕帶都可以識別，而無法精確地獲知佩戴人員與RFID腕帶所對應(yīng)的監(jiān)獄人員是否符合，因此使得定位系統(tǒng)無法檢驗出RFID腕帶佩戴者的真是身份，降低系統(tǒng)的精準(zhǔn)性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于監(jiān)獄人員室內(nèi)識別和定位系統(tǒng)，解決現(xiàn)有的監(jiān)獄人員室內(nèi)定位系統(tǒng)無法對佩戴RFID腕帶的監(jiān)獄人員身份進行初步驗證，而無法精確地獲知佩戴人員與RFID腕帶所對應(yīng)的監(jiān)獄人員是否符合的問題。

本實用新型具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題：

一種用于監(jiān)獄人員室內(nèi)識別和定位系統(tǒng)，包括：RFID腕帶和基站，其中所述RFID腕帶包括供電電池、存儲器、處理器、天線、AC/DC轉(zhuǎn)換器、調(diào)節(jié)器、編碼器、解碼器、指紋錄入口及指紋識別器；其中天線的一端與調(diào)節(jié)器、編碼器、存儲器依次相連；所述存儲器分別與處理器、解碼器相連；所述天線的另一端與AC/DC轉(zhuǎn)換器、處理器依次相連；所述指紋錄入口與指紋識別器相連，且指紋識別器、供電電池分別與處理器相連；所述處理器與解碼器相連，且解碼器與天線相連；且所述基站包括TZBS-6019型讀寫器和控制器，所述RFID腕帶天線與TZBS-6019型讀寫器相連，且TZBS-6019型讀寫器與控制器相連。

進一步地，作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述RFID腕帶還包括聲光報警器，所述聲光報警器與處理器相連。

進一步地，作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述供電電池采用太陽能電池。

進一步地，作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述天線采用彎折型天線。

進一步地，作為本實用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述處理器采用單片機。

本實用新型采用上述技術(shù)方案，能產(chǎn)生如下技術(shù)效果：

本實用新型提供的用于監(jiān)獄人員室內(nèi)識別和定位系統(tǒng)，通過在RFID腕帶上設(shè)置指紋識別機構(gòu)，利用指紋識別機構(gòu)對佩戴者指紋進行錄入和識別，且在所述指紋信息與存儲的監(jiān)獄人員指紋信息匹配，并在匹配成功時控制將標(biāo)簽信息發(fā)送射頻信號，使得RFID腕帶的射頻信號根據(jù)指紋匹配結(jié)果來控制發(fā)送，而在進入基站后，只有指紋匹配成功的RFID腕帶才可發(fā)出射頻信號，基站才能讀取到該信號，并對該信號進行檢測射頻信號強度，計算獲得RFID腕帶距離基站的距離值，由距離值確定所佩戴RFID腕帶人員在室內(nèi)的位置坐標(biāo)，從而可以確保RFID腕帶即為正確的監(jiān)獄人員，且可以對其在基站的相對位置精準(zhǔn)定位，利用精簡的結(jié)構(gòu)，可以高效地識別驗證過程，從而實現(xiàn)基站對監(jiān)獄人員的實時統(tǒng)計、身份識別、定位跟蹤等功能，全面提高監(jiān)獄信息化建設(shè)安防管理水平。

可以解決現(xiàn)有的監(jiān)獄人員室內(nèi)定位系統(tǒng)無法對佩戴RFID腕帶的監(jiān)獄人員身份進行初步驗證，而無法精確地獲知佩戴人員與RFID腕帶所對應(yīng)的監(jiān)獄人員是否符合的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型的用于監(jiān)獄人員室內(nèi)識別和定位系統(tǒng)的模塊示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的實施方式進行描述。

如圖1所示，本實用新型設(shè)計了一種用于監(jiān)獄人員室內(nèi)識別和定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，通過使用RFID腕帶及基站等終端設(shè)備，利用RFID無線通信技術(shù)將信息傳輸?shù)讲杉?，實現(xiàn)對監(jiān)獄人員的定位監(jiān)控。具體地，系統(tǒng)包括：

RFID腕帶，所述RFID腕帶包括供電電池、存儲器、處理器、天線、AC/DC轉(zhuǎn)換器、調(diào)節(jié)器、編碼器、解碼器、指紋錄入口及指紋識別器；其中天線的一端與調(diào)節(jié)器、編碼器、存儲器依次相連；所述存儲器分別與處理器、解碼器相連；所述天線的另一端與AC/DC轉(zhuǎn)換器、處理器依次相連；所述指紋錄入口與指紋識別器相連，且指紋識別器、供電電池分別與處理器相連；所述處理器與解碼器相連，且解碼器與天線相連；且所述基站包括TZBS-6019型讀寫器和控制器，所述RFID腕帶天線與TZBS-6019型讀寫器相連，且TZBS-6019型讀寫器與控制器相連.其主要用于存儲由監(jiān)獄人員的身份信息和指紋信息構(gòu)成的標(biāo)簽信息；及用于錄入和采集當(dāng)前佩戴人員的指紋信息，及對所述指紋信息與存儲的監(jiān)獄人員指紋信息匹配，并在匹配成功時控制將標(biāo)簽信息作為射頻信號發(fā)送。

基站，用于的TZBS-6019型讀寫器主要接收來自RFID腕帶發(fā)送的射頻信號，從射頻信號中獲取標(biāo)簽信息；并由控制器檢測所接收RFID腕帶的射頻信號強度，計算獲得RFID腕帶距離基站的距離值，由距離值確定所佩戴RFID腕帶人員在室內(nèi)的位置坐標(biāo)。

所述RFID腕帶中，天線和處理器是核心，天線是RFID腕帶發(fā)射或接受射頻信號的部件。首先，天線經(jīng)AC/DC轉(zhuǎn)換器后輸入處理器，由處理器控制編碼器、解碼器和存儲器的工作。在天線接收到射頻信號時，通過調(diào)節(jié)器將信號調(diào)節(jié)后送入編碼器，由編碼器執(zhí)行編碼后送入存儲器中；處理器還控制解碼器對存儲器標(biāo)簽信息進行解碼，解碼之后經(jīng)天線發(fā)送出去。同時，指紋錄入口錄入當(dāng)前佩戴的人員指紋信息，并利用指紋識別器對所錄入的指紋信息與存儲的監(jiān)獄人員指紋信息匹配，在匹配成功時控制將標(biāo)簽信息發(fā)送射頻信號，并對該信號進行檢測射頻信號強度，計算獲得RFID腕帶距離基站的距離值，由距離值確定所佩戴RFID腕帶人員在室內(nèi)的位置坐標(biāo)，從而可以確保RFID腕帶即為正確的監(jiān)獄人員，且可以對其在基站的相對位置精準(zhǔn)定位。

而不成功時則不發(fā)送射頻信號，表明身份驗證失敗?；緞t在其匹配失敗時無法接受到射頻信號，即確定該監(jiān)獄人員缺席。所述RFID腕帶還包括聲光報警器，所述聲光報警器與處理器相連，可以在指紋匹配不成功時，通過處理器控制聲光報警器直接發(fā)出聲響，從而控制其直接進行該人員的明示。

進一步地，所述供電電池采用太陽能電池。利用太陽能電池可增設(shè)收集太陽能的功能，將其轉(zhuǎn)換成電能，課余使得佩戴的RFID腕帶的待電時間延長，減少能耗。

以及，在此基礎(chǔ)上，還可以所述天線采用彎折型天線。利用彎折型天線可以增強天線的輻射范圍，提高信號強度。

并且，系統(tǒng)的所述RFID基站，可以采用TZBS-6019型讀寫器。其工作頻率在2.4GHz，識別距離：全向天線100米，定向天線300米。工作溫度可在：-20℃～60℃。選配433M射頻功能，增益放大，實現(xiàn)更穩(wěn)定更好的繞射效果。

對于處理器可以采用單片機，利用AT90系列單片機，是增強RISC結(jié)構(gòu)、全靜態(tài)工作方式、內(nèi)載在線可編程Flash的單片機，具備高集成度、低成本、低功耗的特點?？梢愿糜糜谡麄€系統(tǒng)。

本實用新型中各部件均為現(xiàn)有的電子模塊，屬于硬件模塊，以及處理器和控制器的功能是運用現(xiàn)有的主控制器本身所具備的接收、簡單處理、發(fā)送的功能來實現(xiàn)，也未還有特定的方法流程。

本實用新型中涉及到的相關(guān)模塊及其實現(xiàn)的功能是在改進后的硬件及其構(gòu)成的裝置上搭載現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的計算機軟件程序或有關(guān)協(xié)議就可實現(xiàn)，并非是對現(xiàn)有技術(shù)中的計算機軟件程序或有關(guān)協(xié)議進行改進。本實用新型的創(chuàng)新之處在于對裝置整體的改進，包括各硬件模塊及其連接組合關(guān)系，而非是對各硬件模塊中為實現(xiàn)有關(guān)功能而搭載的軟件或協(xié)議的改進。

綜上，利用精簡的結(jié)構(gòu)，可以高效地識別驗證過程，從而實現(xiàn)基站對監(jiān)獄人員的實時統(tǒng)計、身份識別、定位跟蹤等功能，全面提高監(jiān)獄信息化建設(shè)安防管理水平。

上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。