基於無線射頻的監獄智能監控系統的製作方法
2023-05-10 13:41:11
本實用新型涉及監獄監控領域，尤其涉及一種基於無線射頻的監獄智能監控系統。
背景技術：
無線射頻是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象，可快速地進行物品追蹤和數據交換。識別工作無須人工幹預，可工作於各種惡劣環境。無線射頻技術可識別高速運動物體並可同時識別多個標籤，操作快捷方便。無線射頻 技術誕生於第二次世界大戰期間，它是傳統條碼技術的繼承者，又稱為"電子標籤"。
無線射頻技術的基本工作原理並不複雜：標籤進入磁場後，接收解讀器發出的射頻信號，憑藉感應電流所獲得的能量發送出存儲在晶片中的產品信息（無源標籤或被動標籤），或者由標籤主動發送某一頻率的信號（Active Tag，有源標籤或主動標籤），解讀器讀取信息並解碼後，送至中央信息系統進行有關數據處理。
一套完整的無線射頻系統，是由閱讀器與電子標籤也就是所謂的應答器及應用軟體系統三個部份所組成，其工作原理是Reader發射一特定頻率的無線電波能量，用以驅動電路將內部的數據送出，此時Reader便依序接收解讀數據，送給應用程式做相應的處理。
以無線射頻 卡片閱讀器及電子標籤之間的通訊及能量感應方式來看大致上可以分成：感應耦合及後向散射耦合兩種。一般低頻的無線射頻大都採用第一種式，而較高頻大多採用第二種方式。
閱讀器根據使用的結構和技術不同可以是讀或讀/寫裝置，是無線射頻系統信息控制和處理中心。閱讀器通常由耦合模塊、收發模塊、控制模塊和接口單元組成。閱讀器和應答器之間一般採用半雙工通信方式進行信息交換，同時閱讀器通過耦合給無源應答器提供能量和時序。在實際應用中，可進一步通過Ethernet或WLAN等實現對物體識別信息的採集、處理及遠程傳送等管理功能。應答器是無線射頻系統的信息載體，應答器大多是由耦合原件（線圈、微帶天線等）和微晶片組成無源單元。
無線射頻有以下性能特性：
1.快速掃描，無線射頻辨識器可同時辨識讀取數個無線射頻標籤。
2.體積小型化、形狀多樣化，無線射頻在讀取上並不受尺寸大小與形狀限制，不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質。此外，無線射頻標籤更可往小型化與多樣形態發展，以應用於不同產品。
3.抗汙染能力和耐久性，傳統條形碼的載體是紙張，因此容易受到汙染，但無線射頻對水、油和化學藥品等物質具有很強抵抗性。此外，由於條形碼是附於塑膠袋或外包裝紙箱上，所以特別容易受到折損；無線射頻卷標是將數據存在晶片中，因此可以免受汙損。
4.可重複使用，現今的條形碼印刷上去之後就無法更改，無線射頻標籤則可以重複地新增、修改、刪除無線射頻卷標內儲存的數據，方便信息的更新。
5.穿透性和無屏障閱讀，在被覆蓋的情況下，無線射頻能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質，並能夠進行穿透性通信。而條形碼掃描機必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可以辨讀條形碼。
6.數據的記憶容量大，一維條形碼的容量是50Bytes，二維條形碼最大的容量可儲存2至3000字符，無線射頻最大的容量則有數 MegaBytes.隨著記憶載體的發展，數據容量也有不斷擴大的趨勢。未來物品所需攜帶的資料量會越來越大，對卷標所能擴充容量的需求也相應增加。
7.安全性，由於無線射頻承載的是電子式信息，其數據內容可經由密碼保護，使其內容不易被偽造及變造。無線射頻因其所具備的遠距離讀取、高儲存量等特性而備受矚目。它不僅可以幫助一個企業大幅提高貨物、信息管理的效率，還可以讓銷售企業和製造企業互聯，從而更加準確地接收反饋信息，控制需求信息，優化整個供應鏈。
現有的監獄監控系統一般依靠傳統的電子警戒系統如視頻監控系統、報警系統、門禁系統，這在錯綜複雜的現場顯得獨立難支，即使是多個系統同時應用，在很多功能的聯動結合上不能做到無縫接合，因為監控鏡頭過多，有限的警力無法同時監控每一個服刑人員的即時狀態，監獄管理人員面對的信息量過大，無法實時掌握監獄內各個受控區域監獄犯人的詳細信息及數目，致使一些安全隱患凸顯出來。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及到的缺陷，提供一種基於無線射頻的監獄智能監控系統。
本實用新型為解決上述技術問題採用以下技術方案：
基於無線射頻的監獄智能監控系統，包含無線射頻標籤模塊、無線射頻讀取模塊、無線射頻定位模塊、顯示模塊、存儲模塊、控制模塊和報警模塊，所述控制模塊分別和無線射頻讀取模塊、無線射頻定位模塊、顯示模塊、存儲模塊、報警模塊電氣相連，所述無線射頻讀取模塊還和所述無線射頻定位模塊電氣相連；
所述無線射頻標籤模塊包含若干與監獄中犯人一一對應的無線射頻標籤；
所述無線射頻標籤中存儲有其對應犯人的標籤信息，採用防止拆卸的設備設置在其對應犯人的身上；
所述標籤信息包含ID、姓名、年齡、身高、國籍、性別、危險級別和允許活動範圍；
所述無線射頻讀取模塊包含若干設置在監獄內的無線射頻讀取器，用於採集各個犯人無線射頻標籤中的標籤信息，並將所述標籤信息分別傳遞給所述無線射頻定位模塊和所述控制模塊；
所述無線射頻定位模塊用於根據接收到的標籤信息計算出各個犯人在監獄內的三維坐標，並將各個犯人的三維坐標傳遞給所述控制模塊；
所述存儲模塊用於存儲監獄的三維立體地圖；
所述控制模塊用於將各個犯人的位置在監獄的三維立體地圖上標記出來後控制顯示模塊顯示標記後的地圖；同時用於在犯人的三維坐標不在其對應無線射頻標籤中標籤信息的允許活動的範圍內時，將犯人在監獄的三維立體地圖上進行突出顯示，控制報警模塊進行報警。
作為本實用新型基於無線射頻的監獄智能監控系統進一步的優化方案，所述控制模塊的處理器採用ARM系列單片機。
作為本實用新型基於無線射頻的監獄智能監控系統進一步的優化方案，所述控制模塊的處理器採用SAA7750單片機。
作為本實用新型基於無線射頻的監獄智能監控系統進一步的優化方案，所述存儲模塊採用SDRAM。
作為本實用新型基於無線射頻的監獄智能監控系統進一步的優化方案，所述存儲模塊的型號為K4S561632。
作為本實用新型基於無線射頻的監獄智能監控系統進一步的優化方案，所述無線射頻讀取模塊採用YW602系列無線射頻讀取模塊。
本實用新型還公開了一種基於該監控系統的監控方法，包含以下步驟：
步驟1），控制模塊控制無線射頻讀取模塊讀取各個犯人的無線射頻標籤中的標籤信息，並將所述標籤信息分別傳遞給所述無線射頻定位模塊和所述控制模塊；
步驟2），無線射頻定位模塊根據接收到的標籤信息計算出各個犯人在監獄內的三維坐標，並將各個犯人的三維坐標傳遞給控制模塊；
步驟3），控制模塊根據接受到的各個犯人的三維坐標，將各個犯人的位置在監獄的三維立體地圖上標記出來；
步驟4），控制模塊控制顯示模塊顯示標記過後的監獄三維立體地圖；
步驟5），控制模塊將各個犯人的三維坐標與其對應無線射頻標籤中標籤信息的允許活動的範圍進行比較；
步驟5.1），當犯人的三維坐標不在其對應無線射頻標籤中標籤信息的允許活動的範圍內時；
步驟5.1.1），將當前時間、犯人的ID、犯人的三維坐標記錄為異常數據；
步驟5.1.2），將接受到的異常數據中的犯人在監獄的三維立體地圖上進行突出顯示；
步驟5.1.3），控制報警模塊進行報警。
本實用新型採用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：
1. 結構簡單，使用方便；
2. 無需布線，改造成本低；
3. 直接將犯人的活動狀況在三維地圖中顯示出來，一目了然，幫助了解犯人的活動情況；
4. 當犯人超出其允許的活動範圍時，能夠主動提醒守衛。
附圖說明
圖1是本實用新型的模塊示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步的詳細說明：
如圖1所示，本實用新型公開了一種基於無線射頻的監獄智能監控系統，包含無線射頻標籤模塊、無線射頻讀取模塊、無線射頻定位模塊、顯示模塊、存儲模塊、控制模塊和報警模塊，所述控制模塊分別和無線射頻讀取模塊、無線射頻定位模塊、顯示模塊、存儲模塊、報警模塊電氣相連，所述無線射頻讀取模塊還和所述無線射頻定位模塊電氣相連；
所述無線射頻標籤模塊包含若干與監獄中犯人一一對應的無線射頻標籤；
所述無線射頻標籤中存儲有其對應犯人的標籤信息，採用防止拆卸的設備設置在其對應犯人的身上；
所述標籤信息包含ID、姓名、年齡、身高、國籍、性別、危險級別和允許活動範圍；
所述無線射頻讀取模塊包含若干設置在監獄內的無線射頻讀取器，用於採集各個犯人無線射頻標籤中的標籤信息，並將所述標籤信息分別傳遞給所述無線射頻定位模塊和所述控制模塊；
所述無線射頻定位模塊用於根據接收到的標籤信息計算出各個犯人在監獄內的三維坐標，並將各個犯人的三維坐標傳遞給所述控制模塊；
所述存儲模塊用於存儲監獄的三維立體地圖；
所述控制模塊用於將各個犯人的位置在監獄的三維立體地圖上標記出來後控制顯示模塊顯示標記後的地圖；同時用於在犯人的三維坐標不在其對應無線射頻標籤中標籤信息的允許活動的範圍內時，將犯人在監獄的三維立體地圖上進行突出顯示，控制報警模塊進行報警。
所述控制模塊的處理器採用ARM系列單片機，優先採用SAA7750單片機。
所述存儲模塊採用SDRAM，型號為K4S561632。
所述無線射頻讀取模塊採用YW602系列無線射頻讀取模塊。
本實用新型還公開了一種基於該監控系統的監控方法，包含以下步驟：
步驟1），控制模塊控制無線射頻讀取模塊讀取各個犯人的無線射頻標籤中的標籤信息，並將所述標籤信息分別傳遞給所述無線射頻定位模塊和所述控制模塊；
步驟2），無線射頻定位模塊根據接收到的標籤信息計算出各個犯人在監獄內的三維坐標，並將各個犯人的三維坐標傳遞給控制模塊；
步驟3），控制模塊根據接受到的各個犯人的三維坐標，將各個犯人的位置在監獄的三維立體地圖上標記出來；
步驟4），控制模塊控制顯示模塊顯示標記過後的監獄三維立體地圖；
步驟5），控制模塊將各個犯人的三維坐標與其對應無線射頻標籤中標籤信息的允許活動的範圍進行比較；
步驟5.1），當犯人的三維坐標不在其對應無線射頻標籤中標籤信息的允許活動的範圍內時；
步驟5.1.1），將當前時間、犯人的ID、犯人的三維坐標記錄為異常數據；
步驟5.1.2），將接受到的異常數據中的犯人在監獄的三維立體地圖上進行突出顯示；
步驟5.1.3），控制報警模塊進行報警。
本技術領域技術人員可以理解的是，除非另外定義，這裡使用的所有術語（包括技術術語和科學術語）具有與本實用新型所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，並且除非像這裡一樣定義，不會用理想化或過於正式的含義來解釋。
以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，並不用於限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。