CN103413367B - 用于监狱人员管理的室内外定位防拆卸腕带装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于监狱人员管理的室内外定位防拆卸腕带装置，属一种监狱管理辅助装置，UWB电子标签、RFID电子标签、万向振动传感器、驱动电路及电源，UWB电子标签、RFID电子标签、万向振动传感器均分别接入驱动电路，通过将UWB定位与RFID识别定位的方式相结合，在管理端将两种定位装置进行整合后，使得同时集成UWB与RFID电子标签的腕带装置可在室内与室外定位进行任意的转换，从而有效提升定位精度，便于对监狱人员的定位管理；并且将电环路设置在腕带接线槽中，当其受到破坏即触发报警，保证了腕带装置使用的安全性，同时本发明的结构简单，尤其适宜于在各类监狱管理***中集成使用，应用范围广阔。

Description

用于监狱人员管理的室内外定位防拆卸腕带装置
技术领域
本发明涉及一种监狱管理辅助装置，更具体的说，本发明主要涉及一种用于监狱人员管理的室内外定位防拆卸腕带装置。
背景技术
无线技术在定位领域的应用最典型的就是基于卫星的定位***，譬如美国的GPS定位***、俄罗斯的GLONASS定位***、中国的北斗二代导航定位***，这些***在导航和室外定位应用十分广泛，但这些***在民用领域的定位精度在10-15米左右，不满足人们对室内或特殊区域高精度定位的需求，人们对室内定位、短距离定位及特殊区域定位等应用不甚成熟。基于无线网络的室内定位技术主要包括Wi-Fi、ZigBee、BlueTooth、有源RFID等技术，在办公室、家庭、工厂、公园等大众生活的方方面面得到了广泛应用，但是由于定位精度较低，通常在10米左右，仍不能满足高精度定位场景的需求，不适宜在煤矿、监狱、看守所、养老院、医院、幼儿园、博物馆、档案馆等特殊场所中使用，无法实现相应的精确定位需求，因此有必要针对前述场所，尤其是监狱中应用的定位技术做进一步的改进和研究。
发明内容
本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种用于监狱人员管理的室内外定位防拆卸腕带装置，以期望解决现有技术中采用无线网络及GPS卫星等定位方式无法实现精确定位，不适宜在部分需严格定位管理的场所中使用等技术问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
本发明所提供的一种用于监狱人员管理的室内外定位防拆卸腕带装置，所述腕带装置包括：
UWB电子标签，接入驱动电路，用于周期性的向UWB定位基站发送UWB脉冲，由UWB定位基站根据脉冲计算出UWB电子标签当前所在的三维位置信息，并将三维位置信息通过管理端存储至数据库***中；
RFID电子标签，接入驱动电路，用于周期性的向有源RFID读写器发送无线信号，由接收到无线信号的RFID读写器将RFID电子标签的唯一标识ID传输至管理端，管理端通过当前RFID读写器分布的位置信息得出RFID电子标签当前的位置信息，并存储至数据库***中；
万向振动传感器，接入驱动电路，用于检测任意方向瞬态正跳变或负跳变的振幅、加速度脉冲式突跳及瞬态位移数据当中的任意一项或多项，当检测值超过阈值时，则输出开关信号，通过UWB电子标签或RFID电子标签将信号数据发送至管理端；
驱动电路，用于支持UWB电子标签、RFID电子标签及万向振动传感器的电平转换、信号检测及信号放大，所述驱动电路分别接入UWB电子标签、RFID电子标签及万向振动传感器的信号线共同构成经过腕带接线槽的电环路，用于当装置电环路被破坏，导致UWB电子标签及RFID电子标签信号消失时，驱动电路触发管理端的定位跟踪应用软件报警；
电源模块，分别接入UWB电子标签、RFID电子标签、万向振动传感器及驱动电路，为腕带装置中的各个模块提供相应的电力支持。
作为优选，进一步的技术方案是：所述RFID电子标签中包括有源RFID电子标签与无源RFID电子标签，所述有源RFID电子标签主动向RFID读写器发送无线信号，用于使其唯一标识ID被识别，所述无源RFID电子标签的唯一标识ID用于被多个不同区域的门禁***被动识别。
更进一步的技术方案是：所述无源RFID电子标签的唯一标识ID在门禁***中均设有各不相同的权限。
更进一步的技术方案是：所述门禁***安装在室内区域与区域之间连通的门上。
更进一步的技术方案是：UWB电子标签用于与置于室外的UWB定位基站进行无线通信，所述RFID电子标签用于与置于室内的RFID读写器进行无线通信。
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：通过将UWB定位与RFID识别定位的方式相结合，在管理端将两种定位装置进行整合后，使得同时集成UWB与RFID电子标签的腕带装置可在室内与室外定位进行任意的转换，从而有效提升定位精度，便于对监狱人员的定位管理；并且将电环路设置在腕带接线槽中，当其受到破坏即触发报警，保证了腕带装置使用的安全性，同时本发明所提供的一种用于监狱人员管理的室内外定位防拆卸腕带装置结构简单，尤其适宜于在各类监狱管理***中集成使用，应用范围广阔。
附图说明
图1为用于说明本发明一个实施例的结构框图；
图2为用于说明本发明另一个实施例中的应用方式连接框图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
参考图1、图2所示，本发明的一个实施例是一种用于监狱人员管理的室内外定位防拆卸腕带装置，所述腕带装置包括：
UWB电子标签，接入驱动电路，用于周期性的向UWB定位基站发送UWB脉冲，由UWB定位基站根据脉冲计算出UWB电子标签当前所在的三维位置信息，并将三维位置信息通过管理端存储至数据库***中；
RFID电子标签，接入驱动电路，用于周期性的向有源RFID读写器发送无线信号，由接收到无线信号的RFID读写器将RFID电子标签的唯一标识ID传输至管理端，管理端通过当前RFID读写器分布的位置信息得出RFID电子标签当前的位置信息，并存储至数据库***中；
万向振动传感器，接入驱动电路，用于检测任意方向瞬态正跳变或负跳变的振幅、加速度脉冲式突跳及瞬态位移数据当中的任意一项或多项，当检测值超过阈值时，则输出开关信号，通过UWB电子标签或RFID电子标签将信号数据发送至管理端；
驱动电路，用于支持UWB电子标签、RFID电子标签及万向振动传感器的电平转换、信号检测及信号放大，所述驱动电路分别接入UWB电子标签、RFID电子标签及万向振动传感器的信号线共同构成经过腕带接线槽的电环路，用于当装置电环路被破坏，导致UWB电子标签及RFID电子标签信号消失时，驱动电路触发管理端的定位跟踪应用软件报警；
电源模块，分别接入UWB电子标签、RFID电子标签、万向振动传感器及驱动电路，为腕带装置中的各个模块提供相应的电力支持。在实际应用中，电源模块可直接采用纽扣电池。
在本实施例中，所采用的超宽带（UWB，Ultra Wide Band）技术具有功耗低、抗多径效果好、安全性高、***复杂度低、理论上可以达到厘米级定位精度等优点，可广泛应用于诸如煤矿、监狱、看守所、养老院、医院、幼儿园、博物馆、档案馆等对定位精度要求高、定位区域要求广的场所。另外，上述RFID电子标签，属于RFID***中的一个部件，而一个基本RFID***由电子标签（Tag）、读写器、天线三部分组成。其中，电子标签作为信息存储设备，每个标签具有唯一ID且不可更改；读写器可对标签发出读写命令；天线负责在读写器和电子标签间传输射频信号。
并且，腕带采用线圈环路设计，当出现信号消失、拆卸、剪断、按压、进入禁止进入的区域时，***自动报警，同时在管理端自动弹出监控录像现场场景并提示报警的相关位置。腕带标签采用IP67防护等级，防尘防水浸。
其中UWB电子标签用于实现监狱室外空旷区域的高精度定位，定位精度可到30cm。有源RFID天线通常部署在监舍室内、走廊、大门出入口等，RFID电子标签、有源RFID天线、有源RFID读写器组成有源RFID定位最小***，实现了监舍室内房间级别定位。
在本发明的另一实施例中，为增加上述RFID电子标签的应用方式，上述RFID电子标签中应当根据其不同的功用，同时腕带装置中设置有源RFID电子标签与无源RFID电子标签，所述有源RFID电子标签主动向RFID读写器发送无线信号，用于使其唯一标识ID被识别，所述无源RFID电子标签的唯一标识ID用于被多个不同区域的门禁***被动识别。
进一步的，为实现监狱管理中对不同人员进行分区域管理，还可在区域与区域之间连通的门上安装门禁***，可在每人佩戴的无源RFID电子标签的唯一标识ID在门禁***中均设置各不相同的权限，例如人员1可通过腕带装置中的无源RFID电子标签打开门禁***进入区域A，而人员2则不具有该权限，则不可通过其无源RFID电子标签打开门禁***进入区域A，当门禁***识别唯一标识ID发现其权限不符时，门禁***还可发出报警提示音。
防拆卸腕带与UWB定位基站、有源RFID天线、门禁***通过无线信号连接通信，UWB定位基站、有源RFID读写器、门禁***通过以太网与定位跟踪软件连接通信。UWB基站主要部署于监狱室外空旷区域，如操场、运动场、放风区域；有源RFID天线与有源RFID读写器通过有线馈线连接，有源RFID天线主要部署于监舍室内、走廊、大门处；门禁***主要部署于重要的关键大门。定位跟踪软件运行于管理端的普通电脑***，如PC机、工控机、服务器等。
除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (5)

1.一种用于监狱人员管理的室内外定位防拆卸腕带装置，其特征在于所述腕
带装置包括：
UWB电子标签，接入驱动电路，用于周期性的向UWB定位基站发送UWB脉冲，由UWB定位基站根据脉冲计算出UWB电子标签当前所在的三维位置信息，并将三维位置信息通过管理端存储至数据库***中；
RFID电子标签，接入驱动电路，用于周期性的向有源RFID读写器发送无线信号，由接收到无线信号的有源RFID读写器将RFID电子标签的唯一标识ID传输至管理端，管理端通过当前有源RFID读写器分布的位置信息得出RFID电子标签当前的位置信息，并存储至数据库***中；
万向振动传感器，接入驱动电路，用于检测任意方向瞬态正跳变或负跳变的振幅、加速度脉冲式突跳及瞬态位移数据当中的任意一项或多项，当检测值超过阈值时，则输出开关信号，通过UWB电子标签或RFID电子标签将信号数据发送至管理端；
驱动电路，用于支持UWB电子标签、RFID电子标签及万向振动传感器的电平转换、信号检测及信号放大，所述驱动电路分别接入UWB电子标签、RFID电子标签及万向振动传感器的信号线共同构成经过腕带接线槽的电环路，用于当装置电环路被破坏，导致UWB电子标签及RFID电子标签信号消失时，驱动电路触发管理端的定位跟踪应用软件报警；
电源模块，分别接入UWB电子标签、RFID电子标签、万向振动传感器及驱动电路，为腕带装置中的各个模块提供相应的电力支持。
2.根据权利要求1所述的用于监狱人员管理的室内外定位防拆卸腕带装置，其特征在于：所述RFID电子标签中包括有源RFID电子标签与无源RFID电子标签，所述有源RFID电子标签主动向有源RFID读写器发送无线信号，用于使其唯一标识ID被识别，所述无源RFID电子标签的唯一标识ID用于被多个不同区域的门禁***被动识别。
3.根据权利要求2所述的用于监狱人员管理的室内外定位防拆卸腕带装置，其特征在于：所述无源RFID电子标签的唯一标识ID在门禁***中均设有各不相同的权限。
4.根据权利要求2或3所述的用于监狱人员管理的室内外定位防拆卸腕带装置，其特征在于：所述门禁***安装在室内区域与区域之间连通的门上。
5.根据权利要求1所述的用于监狱人员管理的室内外定位防拆卸腕带装置，其特征在于：所述UWB电子标签用于与置于室外的UWB定位基站进行无线通信，所述RFID电子标签用于与置于室内的有源RFID读写器进行无线通信。
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