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1、物联网在监狱管理中的应用研究1物物联联网网在在监监狱狱管管理理中中的的应应用用研研究究周静风 姜华旺【摘 要】物联网作为一全新的概念，在科技日益发展的今天，其发展速度尤为迅速，世界各国都对其产生了浓厚的兴趣，作为从事监狱工作管理人员，应该怎样与时代同步，运用先进的理念，借助先进的技术服从和服务于监狱管理的实际工作，本文正是从这一理念出发，从物联网的概念入手，从监狱管理工作中的重点、难点的“人头”及周界问题着手，阐述怎样运用 RFID 短距离无线通信技术解决监狱的服刑人员的“人头”问题、怎样运用光纤传感技术解决监狱的围墙这一周界问题；文章力求把这些技术的概念、原理、系统结构、实现途径及在监狱管理
2、工作中的应用以较易接受和理解的方式清晰地展现在大家面前。【关键词】 物联网 RFID 光纤传感技术 光纤传感器 一一 引引言言监狱，是构建社会主义和谐社会的最重要环节之一，也是强制管理违法犯罪人员的场所，对服刑人员的管理，既要障预警人员、也要保障服刑人员的安全，虽然各监狱都建立起自己的安全防范系统，但，目前监狱安防系统主要是以人看、物防为基础，尽管与信息系统进行了关联，在一定程度上实现了安防信息化，但与监狱实际工作需要相比还存在一定的差距，这些系统不能对服刑人员进行有效的定位和管理，呼和浩特第二监狱越狱事件，湖南德山监狱犯人刘宏凿墙后物联网在监狱管理中的应用研究2脱逃事件，安徽界首越狱事件等等
3、，都集中体现了现在安防系统中存在的致命缺陷，没有从根本上抓住“人头”这个关键因素；随着信息技术的发展特别是物联网的日益成熟，对服刑人员的定位管理、越界管理、车辆进出管理、行为识别管理等成为可能，将各个安防系统进行有机整合。运用一种安全、可靠的信息采集系统来区分、识别服刑人员，将信息系统中每个人的信息和现实中的每一个人真正联系起来，有效地解决服刑人员的“人头”因素，从监狱内部管理到监狱周界管理，运用先进的物联网系统，使这些报警信息进行显示、存储和自动进行联动响应，极大地提高工作效率，安防系统将由被动到主动，人工到自动、非智能到智能的转变，为监狱实现真正意义上的安防管理智能化，为监狱的监管安全更上
4、一个新的台阶。这也正是写此文的目的，在此，引出了物联网这个概念。二二、什什么么是是物物联联网网物联网(The Internet of things)又称为传感网，其定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通物联网在监狱管理中的应用研究3讯。物联网概念自 19
5、99 年诞生以来世界各国都对其高度关注。目前我国的物联网技术研发水平已处于世界前列，成为物联网国际标准制定的主要国家之一，这也为物联网在监狱的实施打下了坚实的基础。三三、物物联联网网的的特特征征物联网的突出特征是通过传感器等方式获取物理世界的各种信息，采用多层协同计算技术对信息进行分析处理，结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互，从而提升对物质世界的感知能力，实现智能化的决策、控制和管理。 构建在物联网上的传感器，可探测包括电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、移动物体的，大小、振动、速度和方向等周边环境中众多的现象，将传感器产生的信号转换为计算机能够识别的信号，再通过对这些信号进行
6、分析和加工，使我们对被控制和管理对象的产生智能的感知。四四、物物联联网网的的优优势势与传统的安防网络相比，物联网组成的监狱安防网具有如下优势：1、 建设组网快捷物联网的建设可以利用已存在的有线或无线网络进行数据的传输，可以整合目前现有的设备进行快速组网，因而，建设周期短，见效快。物联网在监狱管理中的应用研究42、 安全预警及时现有的安防系统按照现有监控巡视模式无法保证及时发现异常情况，图像报警处理系统依然无法克服异常报警的滞后，并且受监狱特定结构限制无法做到准确报警，物联网作为一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的
7、指定范围内目标检测与跟踪。 3、 预警信息完善现有的安防系统，由于对信息无法有效量化关联，导致安防信息数据满足不了监狱管理的需要，如人员活动趋势，人员实时动态等。而物联网则避开了这一不足，和监狱管理工作紧密结合，有效提高安全防范能力和管理能力。五五、物物联联网网的的构构成成从物联网的系统构成来看，主要包括信息识别层、终端处理层及传输网络三大部分，其中信息识别层主要涉及RFID、二维码、传感技术及相关设备，终端处理层主要包括以手机、服务器为主的终端处理设备及相关的应用软件系统和数据库，而传输网络则以目前的通信网、互联网为主。六六、物物联联网网在在监监狱狱管管理理中中的的应应用用从以上的分析我们可
8、以得知，物联网主要是通过传感技术，把现实世界的人与人，人与物，物与物进行关联，通过网络进行信号传输，通过平台软件对这些关联的信号进行分析，最后得出我们所需要的信息，智能性的表现就是在整个过程中没有人的参与。物联网在监狱管理中的应用研究5从目前而言，应用在个体识别中的比较成熟且低廉的传感技术就是 RFID，在周界管理中的较为可靠且低廉的技术就是光纤传感技术，以下分别来阐述基于上术两种传感方式的物联网在监狱管理中的应用。1、利利用用 RFID 技技术术解解决决“人人头头”问问题题1.1 什么是 RFID 技术RFID 是 Radio Frequency Identification 的缩写，即射频
9、识别，俗称电子标签。 RFID 射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签， 操作快捷方便。 1.2 RFID 技术在监狱管理中的实现途径标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。在监狱管理中用于服刑人员“人头”识别的 RFID 技
10、术的媒介就是服刑人员佩带的腕式电子标签以下称“电子腕表或电子脚表”，在监狱的重要场所：生产区的劳动现场、监舍、卫生间、干警办公室、放风场所、监区医院、会见室、监狱门口、围墙周界等重要部位安放 RFID 读写器、配盒现有安防网络中的摄像机、喇叭、对讲等设备。当出现信号消失、私自物联网在监狱管理中的应用研究6跨区域行为、拆卸或剪断腕式标签等行为时，摄像机立即捕捉并记录现场情况，中央控制室声光报警提示，管理人员根据现场情况使用对讲，通过该区域的喇叭或对讲进行管理。服刑人员佩带电子腕表或电子脚表，通过接收器可以将佩带人员的移动速度、方位、高度、生命体征（温度、脉搏）等信息通过网络发送给计算机，通过对信
11、息整合、分析实现对服刑人员的有效管理，这种技术现已被欧美等各发达国家广泛应用于监狱管理，实践证明这是一种非常高效可靠的管理技术。1.3 安全预警管理131 劳动现场的安全预警管理服刑人员在车间劳动，可以对其进行位置固定，对车间信号进行监控，针对不可跨区域的特定人员进行自动识别，并通过对讲发出提示，并对跨区域人员采取相应的措施。对服刑人员的人头数的清点，可设定一定的时间间隔定期由系统向干警发出服刑人员人头数的多少，避免了由人去清点的麻烦。132 监舍、卫生间的安全预警管理对每个房间的信号进行监控。针对卫生间进行时间监控，防止犯人在里面的异常行为造成人员伤害，尤其是夜间警力减少时。在楼道中布设的
12、RFID 读写器和摄像机可对人员行走路径进行简单的路径描述，或对服刑人员的速度、高度进行限定，防止晚上出现聚众斗殴、或通过卫生间的漏水管进行上吊自杀，防止犯人借助下水道、楼房间的管道、电线、烟物联网在监狱管理中的应用研究7筒等方式逃脱。只要出现信号消失、不在设定的读写器读取范围（或被其他读写器读到）、剪断、拆卸等异常行为信号，总控制室可马上出现声光报警，并在监控屏幕显示该区域的监控画面。方便管理人员及时阻止事态的进一步发生。133 干警办公室的安全预警管理在干警的办公室安装 RFID 读卡器，并设置一定的时间规则，对在超出这个时间段进入干警办公室的服刑人员进行预警管理，通过现在安防网络中的视频
13、、喇叭或警号给以警示，并将实时图像联动到监控中心，并对此作出相应的的预警处理。134 放风场所的安全预警管理对放风场所范围内信号进行监控，当出现非法越界、信号消失、拆卸等异常信号时，总控制室可对信号特征立即做出反应，并采取相应的处置措施。135 监区医院的安全预警管理一是对服刑人员由于生病而对其生命体征（温度、脉搏）等信息的监控，可以使医护人员及时地处理生命休征处于不正常的人员，为有效地防止服刑人员在监狱死亡的后果。二是在医务室的门口内外和室内安放读写器、摄象机和喇叭，方便对犯人进出医院，进行门禁时间和行动范围管理。136会见室的安全预警管理在会见室的门口内外安装读写器、摄像机和喇叭，用于进出
14、门时的门禁时间管理。发现任何异常信号，中央控制室物联网在监狱管理中的应用研究8人员可马上通过对讲提醒现场人员。 137 监狱大门的安全预警管理当犯人试图化妆、隐蔽、强行通过监狱门口时，读写器读取到非法进入该区域的腕式标签信号，向后台中央控制室发出报警提示，同时摄像机主动拍摄现场情况。中央控制室通过对讲器对该区域实时喊话。138 围墙周界的安全预警管理在监狱围墙与隔离栏之间，加装 RFID 读写器、摄像机和喇叭。RFID 读写器会将企图靠近隔离栏的无接近权限人员腕式标签信号发送到总控制室，并发出警报提示，管理人员根据同时启动录像的现场情况做出反应。139 狱警遇袭的安全预警管理当犯人越狱挟持或伤
15、害狱警时，狱警可迅速按下腕式标签上的按键报警。当事态紧急来不及按腕式标签报警时，通过身体的跑动或激烈抖动促使携带在狱警身上的震动标签发出震动报警信号，该区域的读写器读取到震动或按键报警信号后，后台中央控制室发出声光报警，显示器同时自动弹出该区域摄像机拍摄的画面。 14 服刑人员的活动规律分析141 服刑人员的人际关系分析系统根据捕捉到的服刑人员的活动轨迹，利用系统平台软件对服刑人员的人际关系进分析，进行亲疏关系对比，由此可以掌握服刑人员经常与那些人在一起，是否是个人独处，从而为我们对服刑人员的管教具有针对性和目标性。因为人物联网在监狱管理中的应用研究9际关系健康与否，很大程度上影响服刑人员的身
16、心健康，分析服刑人员的人际交往,对培养服刑人员的健康人格、融洽人际关系、创造良好的改造氛围起到很大的作用。142 服刑人员的活动区域分析对服刑人员的活动区域进行分析，我们可以了解这个服刑人员的频繁出入的区域，及逗留的时间，我们就可以对此名服刑人员进行严密重点监控，以防止不利于监管安全的事情发生，同时，对严管级服刑人员，重点管理、重点监控、严格限制活动区域，如超出某一规定区域就发生报警动作。2、利利用用光光纤纤传传感感技技术术解解决决周周界界问问题题周界是指监狱的高围墙，是监狱与社会隔离的最后一道屏障，如何利用现代的科学技术管理好这道屏障，一值是摆在我们面前的一道课题，下面阐述基于光纤传感技术的周界防护应用。21 什么是光纤传感技术光纤传感技术是现代通信的产物，是随着光纤及通信技术的发展而逐步发展起来的一门利用光纤本身作为传感器崭新技术。22 光纤传感器的基本工作原理将光源的光经过光纤送入调制区，在调制区内，外界被测参量与进入调制区的光相互作用，由于光纤中的模态损耗和相位能够随着弯曲、微弯、压力、拉力、
