1. 引言

　　1.1 文檔建設說明

　　此方案目的是讓集成商、工程商及使用方了解物聯網RFID技術在校訊通、家校通及校園安全管理領域的設計理念、原則、整體規劃及如何發揮其巨大作用的并詳細闡述相關物聯網設備工作原理、安裝位置等信息，以便集成商、工程商、使用方正確認識物聯網在智能交通領域帶來的革命性變革，樹立物聯網在軍政事業單位安保槍支管理領域正確的認識。

　　1.2 術語與縮寫解釋

　　術語解釋

　　術語 解釋

　　RFID射頻識別 一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸

　　RFID有源、半有源射頻卡 由嵌入式處理器及其軟件、卡內發射和接收天線、收發電路和高能電池組成，特殊編號預存儲于微控制器中，并間斷發射唯一的加密識別碼無線電信號。卡內高能電池為有源卡正常工作提供能量，卡內電池可更換。

　　工業級全向讀寫器 由信息采集、處理、信息傳輸、嵌入式軟件組成，其主要功能是完成對有源電子標簽或者半有源電子標簽識別編碼輸出信號的實時采集、處理。

　　低頻激活定位器、低頻激活門禁器 用于對半有源電子標簽進行觸發喚醒的設備。在喚醒的過程中可以借助于其特性，可以用于各種類型的定位和各種類型的門禁統計

　　聲光報警器 通過利用開關通電來用于系統終端發出報警信息的裝置

　　2. 項目背景

　　2.1 系統概述

　　系統介紹

　　警用槍支是一種震懾犯罪的特殊工具，因此警用槍支的管理工作則顯得尤為重要。警用槍支管理是指在管用槍支的存放、出入庫、運送、使用、攜帶、歸還等各個環節中對其有效監控與管理。如果監管工作不到位，將會給國家和社會帶來重大安全隱患。

　　本系統使用RFID技術應用于武警槍支管理，使用RFID槍支監控柜實時監控柜中槍支數量、編號等信息。確實管理到警員在槍支領用前、領用中、使用中和歸還各個環節，實時將槍支的異動狀況報備到系統監控中心。

　　本系統是一種自動識別技術，是一種能有效對槍支出入進行聯網監管的科技手段，是進行跟蹤管理統計管理的有效工具。

　　本系統能解決的問題

　　1. 崗哨執勤槍支離位報警;

　　2. 崗哨執勤人員離位報警;

　　3. 被管理槍支管理人員交接;

　　4. 月人員上崗統計報表等

　　2.2 系統設計的思想

　　監獄獄警槍支智能化管理系統涉及嵌入式技術、移動計算技術、無線射頻識別、計算機軟件、數據庫、數字通訊等方面。因此，在設計方案時，除了考慮其功能外，在穩定性、可靠性、抗干擾能力、容錯能力及異常保護等方面也進行了充分考慮。系統利用現有成熟的工業TCP/IP通訊網絡作為主傳輸平臺，相應的無線識別基站、RFID識別標簽等設備與系統掛接，通過監獄獄警槍支智能化管理專用軟件與主系統以標準的專用數據庫進行后臺數據交換從而實現區域目標的跟蹤定位和安全管理。系統總體設計主要體現在：

　　1) 實現布控區域目標進出的有效識別和監測監控，使管理系統充分體現“人性化、信息化和高度自動化”;

　　2) 為管理人員提供人員進出限制、跨區報警、安全監控、求助報警、合理調度等多方面的管理信息，一旦有突發事件，通過該系統立刻可以知道和回溯所有受控目標的位置和運動歷史情況，保證安全管理工作的高效運作;

　　3) 系統設計的安全性、可擴容性、易維護性和易操作性;

　　4) 輕松聯網，BS 結構，輕松實現更廣闊地域聯網監控;

　　2.3 系統設計特點

　　1) 高度自動化。系統能自動檢測受控目標經過受控區域的時間、地點信息，并自動實現對受控目標的偵測、統計及安全管理;

　　2) 成熟可靠的網絡通信系統。安裝在布控區域的無線識別基站，實時將采集到的信息通過TCP/IP通訊網絡傳送到中心集控系統，整個過程無需人為干預;

　　3) 完備的數據統計與信息查詢軟件。系統軟件具備專用數據庫管理系統，包括受控目標的信息采集和統計分析系統，考勤作業的統計與管理分析系統，顯示并打印各種統計報表資料，為獄警及監獄高層管理人員的查詢與管理提供全方位的服務;

　　4) 系統的安全、穩定、可靠性設計。系統產品完全采用室外環境下全天候連續可靠工作設計;

　　5) 完善的異常情況(包括無效卡、失效卡、未授權卡進入)報警呼叫系統配置;

　　2.4 系統實現的主要功能

　　1) 受控獄警、槍支實時跟蹤監測及突發事件獄警按鈕求助，位置自動顯示;

　　2) 實時查詢、打印當前及某時間段受控獄警、槍支數量、 活動軌跡及分布情況;

　　3) 受控槍支、獄警未經允許或因其它因素強行離位系統自動報警，同時視頻系統自動彈出視頻框，管理人員借助監控軟件可清晰在線察看出事現場情況;

　　4) 系統監控中心站及網絡終端可以局域網方式聯網運行, 使網上所有終端在使用權限范圍內都能共享監測信息和系統綜合分析信息、查詢各類數據報表;

　　5) 監控軟件具有很強的作圖能力, 并提供有相應的圖形庫, 操作員可在不間斷監測的

　　同時,容易地實現聯機并完成圖形編輯、繪制和修改;

　　整個系統將盡最大可能，保持用戶現有網絡系統與應用系統，并預留接口，可與現有應用系統或將來的應用系統結合，實現多方統一管理功能，減少或避免用戶重復投資。

　　2.5 系統建設的原則

　　系統建設包括軟、硬件兩方面。在軟、硬件的開發、采購、集成時，本公司保證遵循了以下原則：

　　1) 先進性

　　監獄獄警槍支智能化管理主要構建思想是利用射頻自動識別技術、嵌入式移動計算技術和軟件技術，構造一個覆蓋大范圍區域的產品智能追蹤系統，具備技術先進、產品成熟、性價比高等特點優勢。

　　2) 經濟性

　　在保證滿足技術要求的前提下，系統設計盡量采用性能價格比最佳的產品。系統的建設最大限度發揮原有部分設備的作用，如計算機網絡，設備、軟件等，最大限度上為用戶節省投資，保護已有的用戶投資。

　　3) 實用性

　　系統的建設完全符合本項目的應用需求和實際情況，突出實用性強，界面友好，操作簡單。

　　4) 擴展性

　　在系統方案中按照系統分析、統籌規劃的觀點對系統容量及網絡發展設想進行方案設計，既考慮到當前使用的易用性，更具有適當的超前性。

　　3. 系統方案總體介紹

　　根據系統總體功能，監獄獄警槍支智能化管理系統總體設計方案包括二部分，第一：崗哨執勤槍支 、人員離位報警子系統;第二：槍支管理人員交接、上崗人員月報表統計子系統。兩系統相輔相成、相容相依共同組成了完善的監獄獄警槍支智能化管理體系。以下將分別介紹兩個子系統的系統網絡搭建拓撲圖、工作原理、系統功能、系統組成、系統設備安裝拓撲圖

　　3.1 崗哨獄警槍支智能化監控子系統

　　3.1.1 系統網絡搭建拓撲圖

　　系統網絡搭建拓撲圖

　　讀寫器采用RJ45網絡接口，讀寫器收到數據后通過TCP/IP網絡接口傳遞給Hub或者無線路由器，讀寫器讀取的數據通過Hub或者無線路的中轉傳遞給局域網，鏈接在局域網上的PC終端就可以解析讀寫器傳輸數據的格式，數據解析后PC服務器根據事先設定的程序執行命令，如：啟動報警器報警、記錄離位時間等信息。

　　3.1.2 系統工作原理

　　1) 給崗哨執勤的槍支上面安裝一只防拆卸的電子標簽，該標簽是半有源電子標簽，平時休眠，只有在低頻激活器的喚醒下，才向外界發出信號，并且該標簽具有電子防拆功能，當人員將其在槍支上取下，則電子防拆功能啟動，標簽和相關報警裝置會發出報警信號;

　　2) 在崗哨執勤的位置安裝一臺低頻激活器，該低頻激活器擁有一支天線，觸發標簽的距離為3米左右，只有標簽處于低頻激活器的激活范圍，則標簽被激活，發出正常的信號，被附近的讀寫器接收到;

　　3) 在崗哨執勤位置附近安裝一臺2.4G工業級全向讀寫器，該讀寫器為全向遠距離識別裝置，當附近的標簽被激活器激活后，接收標簽的信息，而當標簽離開激活區域處于休眠后，沒有信息發出讀寫器接收不到數據，則讀寫器內部的繼電器裝置動作，驅動鏈接的聲光報警器發出報警信號;

　　4) 人員離位報警裝置和槍支離位報警具有相同的原理。

　　示意圖

　　3.1.3 系統功能

　　1) 實時偵測巡檢，管理人員點擊頁面刷新選項，接收器在幾秒鐘內會將所有哨崗獄警在位情況、哨崗值班人員信息、哨崗值班人員槍支信息等調出，并上傳之系統管理軟件告知管理人員

　　2) 區域定位，通過安裝在不同哨崗的接收器可以實現區域非精確定位。因安裝在不同哨崗的接收器都有不同的IP地址，接收器無線接收到電子標簽信息進行加密，并將自身的IP地址一同發給上位機，上位機根據不同的IP地址、信號強度值、讀取的次數作出位置判斷;

　　3) 槍支、獄警離位報警。獄警、槍支都安裝有主動式電子標簽，電子標簽具有防拆功能，一旦標簽被強行從槍支上取下，電子標簽即時發送一個特殊的ID給接收器，接收器收到信號輸出5V的開關量信號驅動報警器報警;對于未經領導授權的獄警及槍械，被強行帶出哨崗監控區域，將會立刻觸發報警器進行報警;

　　4) 視頻聯動，現場實時在線;每個哨崗安裝監控探頭，探頭全天候工作，信息實時存儲在硬盤存儲器內。當接收器接收到特殊ID時，發一條指令給后臺服務管理器，從而在軟件上彈出視頻框，管理人員可即時查詢發生異常情況位置及現場情形，避免險情出現;

　　5) 報警求助。獄警人員受到犯人攻擊或者遇到特殊情況時，可按下標簽按鈕，啟動報警裝置進行報警。

　　3.1.4 系統組成

　　1) 遠距離固定式全向讀寫器(一體機);

　　2) 遠距離主動式防拆卸電子標簽，懸掛或者粘貼在槍支表面;

　　3) 低頻激活器;

　　4) PC顯示屏、服務器、計算機;

　　5) 報警控制器、報警器;

　　6) 監獄獄警槍支智能化管理系統軟件，用于獄警/槍支授權、位置顯示、槍支新增及報廢、哨崗獄警調崗更換等等;

　　7) 發卡器，將獄警、槍支相關信息錄入計算機;

　　3.2 周界獄警巡查實時跟蹤定位管理子系統

　　3.2.1 系統功能

　　1) 區域定位，通過安裝在圍墻的接收器可以實現區域非精確定位。因安裝在不同路段的接收器都有不同的IP地址，接收器無線接收到電子標簽信息進行加密，并將自身的IP地址一同發給上位機，上位機根據不同的IP地址、信號強度值、讀取的次數作出位置判斷;

　　2) 槍支、獄警離位報警。獄警、槍支都安裝有主動式電子標簽，電子標簽具有防拆功能，一旦標簽被強行從槍支上取下，電子標簽即時發送一個特殊的ID給接收器，接收器收到信號輸出5V的開關量信號驅動報警器報警;對于未經領導授權的獄警及槍械，被強行遠離監控區域，將會立刻觸發報警器進行報警;

　　3) 槍支、獄警越界報警。獄警需按事先設定線路巡查，未經許可進入未授權區域，報警器即刻報警;

　　4) 視頻聯動，現場實時在線;圍墻周邊安裝監控探頭，探頭全天候工作，當接收器接收到特殊ID時，發一條指令給后臺服務管理器，從而在軟件上彈出視頻框，管理人員可即時查詢發生異常情況位置及現場情形，避免險情出現;

　　5) 報警求助。獄警人員受到犯人攻擊或者遇到特殊情況時，可在監控范圍內按下標簽按鈕，啟動報警裝置進行報警。

　　6)獄警、槍支軌跡回放。監獄高層管理人員可以查詢一個的任何時段內獄警的行動軌跡。

　　3.2.2 系統組成

　　1) 遠距離固定式周界讀寫器;

　　2) 遠距離主動式防拆卸電子標簽，懸掛或者粘貼在槍支表面;

　　3) 遠距離主動式按鈕電子標簽，獄警隨身攜帶;

　　4) 電子圍墻專用天線;

　　5) PC顯示屏、服務器、計算機;

　　6) 報警控制器、報警器;

　　7) 監獄獄警槍支智能化管理系統軟件，用于獄警/槍支授權、位置顯示、槍支新增及報廢、哨崗獄警調崗更換等等;

　　8) 發卡器，將獄警、槍支相關信息錄入計算機;

　　4. 系統硬件介紹

　　RW-R 801工業級全向讀寫器

　　RW-R800桌面型發卡器

　　RW-R750(門禁式/周界式)低頻激活器

　　RW-T737型 雙頻防盜電子標簽

　　RW-T812型 鑰匙扣電子標簽

　　工作方式

　　標簽采用“主動或被動方式“進行工作，標簽主動發射信號或由讀寫器(或低頻激活器)的指令觸發后發射信號。發射頻次可調。

　　分布在各區域或門禁內外的激活器一直在主動近距離發射125KHz低頻信號，經過任一激活器信號范圍內的雙頻電子標簽都能夠被順利激活，并獲取到該激活器發射的數字編號、計算出RSSI場強值。標簽隨后將 “標簽ID+標簽狀態信息+激活器編號+RSSI值” 等數據以2.4GHz頻率無線發射出去。

　　鄰近的2.4GHz讀寫器在接收到該無線數據后將會以RJ45、RS485等多種標準接口上傳給上位機。

　　進出識別

　　門禁內外可各布設一臺125KHz低頻激活器(可通過天線位置、發射功率、天線形狀和尺寸來調整有效激活距離)。通過該門禁的雙頻標簽將依次被門內外的激活器激活，依據此先后順序可準確實現大小門禁的進出識別判斷。也可進行精確的樓層判定。

　　實時定位

　　依據125KHz低頻的一些特性(如場強RSSI值、穿透力強、邊界較清晰、信號范圍易調節等)，利用多臺激活器可進行較精確的RTLS區域實時定位。

　　通訊安全

　　有源電子標簽與配套的讀寫器進行通訊時，使用特殊通訊協議，對設備的合法性進行校驗，為防數據破解而研發了縝密的加密算法，確保通訊過程數據安全。

　　可靠工作

　　產品滿足防水、防塵、防沖擊等工業環境應用要求;

　　接口標準

　　符合ISO18000-4標準規范

　　典型應用

　　各行業人員、資產、車輛的門禁進出管理

　　各行業人員、資產、車輛的RTLS實時區域定位

　　人員、資產的房間識別定位、庫位和貨架管理

　　電子圍欄、邊界控制線監控管理

　　車輛稱重自動識別系統

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