智慧监狱物联网解决方案

摘要：为了提高监狱信息化管理技术，实现“向科技要警力”的方针，文章将物联网技术与监狱建设相结合，运用RFID标签、传感器、摄像头，分别从身份感知、位置感知、图像感知和状态感知等来实现监狱的智能化建设，从而提高了监狱监管技术和防范水平。
关键词：物联网；RFID标签；传感器；摄像头

0 引言
    尽管我国监狱信息化建设已取得了不小的进步，但是从横向比较，其总体水平还比较低，与国际上监狱管理先进技术水平还有较大差距，尤其是越狱事件还屡有发生。如何利用信息智能化产品，防止越狱、狱内斗殴等恶性事件的发生，保障监狱人员安全及和谐社会的建设，已成为摆在我们面前的重大课题。我国大多数监狱管理技术存在的问题主要表现在：
    (1)目前监狱警力资源配置不合理，大多数监狱以人防为主，警囚比例低，难以达到司法部规定的18％的要求，因而增加了不稳定因素；
    (2)大部分监狱监控设备落后，管理现状停留在以狱警巡查加摄像机监视报警的阶段，人工作业仍占绝大比重，信息采集仍然只是单纯依靠手工输入，信息化程度比较低，无法将信息系统和在押人员真正地关联起来；
    (3)现有的监狱监控系统各成体系，没有统一的标准和接口，一旦出现紧急事件，各系统之间无法及时联动，监控图像和其他安防资源不能共享，安全隐患不能凸显，无法快速高效地发挥预警和防范的作用；
    (4)恶性事件发生后，追查溯源效果差，难以核对和查找信息之间的相关性。

1 智慧监狱物联网解决方案
    智慧监狱整体解决方案是在一种安全可靠的情况下区分识别监狱犯人、管理人员，并将现实中的每个人和每件物与管理系统中的每个人和每件资产的信息一—对应的智能化管理系统。图1所示是一种智慧监狱解决方案的系统整体架构图。从图中可以看到，智能化监狱的前端感知层主要由各种频段的RFID标签或腕带组成，通过阅读器的接收和网络的传送，将信息传到后台进行处理，从而监控管理在押犯人和各项资产。当有紧急事件发生时，视频主动联动，图像感知将同时记录事件发生过程，并在事后追查溯源。

1．1 人员定位
    在监狱管理中，对矫正人员和罪犯人员定位比较适宜使用RFID定位方法。采用RFID腕带标签，使得人机不可分离，配备人员必须随身携带，一旦与身体分离便即时报警；而且RFID标签定位准确，价格较低，可反复使用；携带RFID腕带的人员可以通过腕带进行主动报警，也可以在紧急情况时被动报警。
    RFID与短程通信设备组成的系统主要包含智能RFID以及RFID的读写设备两部分，读写设备和RFID之间的无线通信可实现信息管理系统与RFID之间的信息交流。
    这里采用的电子腕带是一种综合了2．4 GHz、125 kHz、13．56 MHz三个频段的射频芯片的多功能复合标签。这种电子腕带可以实现人员定位、人员身份识别两大基础功能，从而利用该特性进一步实现在押人员越界报警、跨区域报警、指定路线监控、突发事件调查、接近报警、紧急呼叫和监区一卡通管理等多种监狱管理功能。
    图2所示是利用该系统实现人员定位的示意图。

1．2 档案管理
    采用先进的RFID技术和计算机软件技术来进行智能化档案管理，是社会发展的未来趋势。以RFID电子标签作为信息存储媒介并粘贴在档案(档案袋)上，可在芯片中存储该档案的基本信息和领用归还状态。而利用档案工作站、台式读写设备、手持式RFID设备，与后台数据库管理系统相配合，就可以实现档案的借阅、归还、查找、盘点工作过程的信息化管理。同时，系统在档案存放间出入口处安装通道式智能安全检测门和视频监控设备，然后通过远距离与RFID认证，就可以实现自动录像功能和防盗功能。

    图3所示是一种基于物联网技术的档案管理示意图。该系统为每一份档案(或每一个档案袋)安装一个电子标签，这样，通过电子标签的微小芯片和天线，就可以方便地跟踪和记录档案在流动过程中所经过的每一个地点，从而使系统用户可以很方便地知道档案目前的位置和存放地点，确认档案的取出或者存入状态。
1．3 枪支管理
    对于监狱狱警的枪支管理，可在狱警枪支上安装主动式电子金属标签，并在狱警枪支所存放的柜子或仓库都安装电子锁。该电子标签具有防拆功能，一旦标签被强行从枪支上取下，电子标签将即时发送一个特殊的ID给接收器，接收器收到信号后会输出5 V的开关量信号来驱动报警器报警。对于未经领导授权的枪械，被强行带出哨岗监控区域时，将会立刻触发报警器进行报警；同时，视频系统会自动弹出视频框，管理人员借助监控软件可清晰在线察看出事现场情况。另外，在仓库安装的电子锁的开关量也需要手持机或者刷卡机进行授权才能打开。图4所示是本智慧监狱的枪支管理示意图。

1．4 劳动工具资产管理
    给监狱的劳动工具贴上RFID标签，工具的发放和收回就可以得到很好的控制，避免犯人私藏劳动工具制造不必要的混乱。RFID标签也具有防拆功能，一旦被强行拆卸，后台控制中心就会收到前端返回的报警信号。另外，由于所有的劳动工具都使用了电子标签进行标识，清点资产数据也将变得方便快捷。
1．5 监含管理
    监狱的智能化建设也不能缺少监合的智能化。由于前端采用RFID技术和传感器，所以在监合的建设中，每个出入口、走廊和房间内都会安装一定数量的定位器、RFID读写器、红外摄像机和喇叭，针对正常时间内无进入权限的腕式标签携带者进行识别，当出现异常进入时，摄像机开始拍摄并由中央控制室人员向此区域人员对讲喊话。
1．6 周界管理
    地埋泄漏电缆是一种立体的、依据地形铺设的传感器，这种用体积测定、适应地形的探测器，能可靠地检测并精确定位周界防范范围的步行、奔跑和爬行入侵者。泄漏电缆周界报警系统由一个前端信号处理器单元和两根各200 m长的传感器电缆组成，也就是说每个处理器的警界范围是400 m。
    泄漏电缆能够精确识别周界扰动，通过目标物体空间和时间标记，区分小动物或风、雨、雪等环境因素而引起的无害的合法入侵。系统高信噪比和准确的目标定位可带来无与伦比的可靠性和极低的误报率和漏报率。泄漏电缆防区可通过软件设置，因此，防区设定更加节省费用并可以完全满足现场的特殊要求。

2 结语
    通过智慧监狱系统，可为监区各方面的监管提供准确的信息，丰富监区实时高效的监管手段，有效提高监区管理工作的信息化水平，防止越狱等事件的发生。