一种基于时间反演技术的监狱人员定位管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于时间反演技术的监狱人员定位管理系统，包括一个主服务器、N个监狱分区服务器、一个监控中心、一个外部接口计算机、N个分控计算机和M个定位终端，M、N取值为自然数，所述管理系统将监狱分为N个区域进行定位、监控和管理，每个区域内都设置有一个监狱分区服务器，并且区域内的每个人员强制佩戴一个定位终端，每一个定位终端具有固定且唯一的编码，称为终端编码，系统在定位时，监狱分区服务器利用时间反演技术获得定位终端的位置信息和终端编码，进而利用主服务器中的数据库查得该终端对应的人员信息。

A prison personnel positioning management system based on time reversal Technology

The invention discloses a prison personnel positioning management system based on time inversion technology, which comprises a main server, N prison partition servers, a monitoring center, an external interface computer, N sub-control computers and M positioning terminals. M and N values are natural numbers. The management system divides prison into N regions. Each area is equipped with a prison partition server, and each person in the area is forced to wear a location terminal. Each location terminal has a fixed and unique code, called terminal code. When the system locates, the prison partition server uses time inversion technology. The location information and terminal coding of the location terminal are obtained, and then the corresponding personnel information of the terminal is obtained by using the database in the master server.

【技术实现步骤摘要】
一种基于时间反演技术的监狱人员定位管理系统
本专利技术涉及监狱人员的定位管理
，尤其涉及一种基于时间反演技术的监狱人员定位管理系统。
技术介绍
监狱是关押犯人的场所，担负着惩治和预防犯罪、教育和改造罪犯的重任。监狱内人员主要可分为三类：在押罪犯、监狱管理人员和探访人员。在押罪犯人员众多，心理状态波动较大。监狱管理人员需要维持监狱秩序，保护被监管人的生命安全和健康。为降低罪犯越狱、暴力犯罪、结党闹事的概率，监狱管理人员迫切地需要实时监控、掌握罪犯的位置和状态。探访人员主要有罪犯的亲属、监护人和受委托律师等。传统的监狱管理系统主要有门禁系统、视频监控系统。近年来也出现了基于射频识别技术(RadioFrequencyIdentification，RFID)或无线局域网技术(WiFi)的监狱管理系统。门禁系统能严格限制和联动控制监狱内各个出入卡口，仅能进行区域定位，初步实现数字化管理。视频监控系统能实时地为监狱管理人员提供重点区域的人员活动及其他情况，并能长期保存视频信息，但缺点是依赖管理人员人工识别定位在押人员，同时由于视频太多、人员有限，人员长时间注视监视画面易出现疏忽，视频监控无法实时定位每一个在押人员状态。射频识别技术，具有自动化程度高、环境适应性好的优点。但射频识别技术在对在押人员定位时有一定局限，比如：依靠接收信号强度指示技术(ReceivedSignalStrengthIndication，RSSI)定位时，定位精度不高；使用角度测量定位(AngleofArrival，AOA)时，要求终端使用方向性较强的天线阵，硬件成本高；若使用到达时间(TimeofArrival，TOA)或到达时间差(TimeDifferenceofArrival，TDOA)技术时，在监狱中由于多径现象明显，定位误差较大。
技术实现思路
针对现有技术的问题，本专利技术提出了一种基于时间反演技术的监狱人员高精度定位管理系统，包括一个主服务器、N个监狱分区服务器、一个监控中心、一个外部接口计算机、N个分控计算机和M个定位终端，M、N取值为自然数，所述管理系统将监狱分为N个区域进行定位、监控和管理，每个区域内都设置有一个监狱分区服务器，并且区域内的每个人员强制佩戴一个定位终端，每一个定位终端具有固定且唯一的编码，称为终端编码，系统在定位时，监狱分区服务器利用时间反演技术获得定位终端的位置信息和终端编码，进而利用主服务器中的数据库查得该终端对应的人员信息；所述主服务器分别与监狱分区服务器、分控计算机、监控中心和外部接口计算机电气相连，用于接收、分析和存储各个监狱分区服务器上传的数据，主服务器中存有人员数据库，包括人员姓名、年龄、身高、体重、户籍、关押事由及期限等信息。主服务器将结果发送至监控中心，供值班监控人员使用，主服务器根据分控计算机、监控中心的命令，管理各个监狱分区服务器工作；所述监控中心与主服务器电气相连，监控中心用于为值班监控人员提供监狱内的信息，所述监狱内的信息包括各个人员的状态和位置数据、各区域的视频和音频监控信息，值班监控人员能够利用监控中心监控、查询和调取监狱状态，并播报语音信息；所述分控计算机与主服务器电气相连，分控计算机用于在押人员信息的录入与维护、管理人员信息的录入与维护、访客信息的录入与维护、访问主服务器数据以及数据分析；所述外部接口计算机与监控中心电气相连，负责与外部进行数据交换，具体包括实现网络视频会议、监狱运行状态上报和联网报警；所述监狱分区服务器与主服务器电气相连，监狱分区服务器结合主服务器的指令，对本监狱分区内的所有人员进行定位、监控和管理。所述主服务器用于接收、分析和存储各个监狱分区服务器上传的数据，其中，上传的数据包括人员数据、定位结果、视频音频资料、门禁和告警信息。每个监狱分区服务器均包括一个基于时间反演的定位子系统、视频及音频监控子系统、广播及警告子系统和门禁子系统；其中，基于时间反演的定位子系统与监狱分区服务器电气相连，基于时间反演的定位子系统包括分布在其所在区域的P个时间反演镜TRM，P取值一般为4，时间反演镜TRM包括天线、馈线和射频前端，基于时间反演的定位子系统通过接收人员佩戴的定位终端所发出的电磁波信号，利用时间反演技术和定位算法，计算得到定位终端的位置，实现对人员的定位；视频及音频监控子系统与监狱分区服务器电气相连，视频及音频监控子系统包括红外摄像机、视频编码器和麦克风，视频及音频监控子系统根据监狱分区服务器的指令，采集和传输被监控区域的视频和音频信息，视频及音频监控子系统采集到的所有数据上传到监狱分区服务器，由监狱分区服务器进行处理、存储、上传主服务器；广播及警告子系统与监狱分区服务器电气相连，广播及警告子系统包括分布在其所在区域的两个以上的扬声器，广播及警告子系统根据监狱分区服务器的指令，在设定时刻播放任意音频数据；门禁子系统与监狱分区服务器电气相连，门禁子系统包括分布在监狱各类出入卡口的门禁控制器、锁具和定位终端感应器；定位终端感应器能够阅读强制佩戴在人员身上的定位终端；门禁控制器根据监狱分区服务器的指令，执行打开或关闭锁具的动作；当人员需要通过门禁时，摁下定位终端感应器，感应器自动读取人员身上的定位终端信息，并上传给监狱分区服务器；监狱分区服务器根据定位终端信息，结合主服务器中的数据库中的人员信息，判断该人员是否有权限通过该门禁，并将对应指令下发给门禁控制器；门禁控制器完成打开或关闭锁具的动作。所述定位终端，是与区域内的每个人员唯一对应的装置，定位终端包括天线、射频模块、显示模块、传感器模块、定位终端控制模块和电源模块；天线和射频模块用于完成射频信号的收发；显示模块用于显示时间、电量信息；传感器模块用于采集心率和加速度值信息；定位终端控制模块具有唯一的序列号，能够接收、存储、处理和发送信号；电源模块为定位终端提供电能。所述传感器模块能够根据不同需求使用不同的传感器，如：温度传感器、心率传感器、加速度传感器等传感器。所述定位终端具有防拆卸、防断开功能。(参考文献：用于监狱人员管理的室内外定位防拆卸腕带装置，申请号：201310331655.2申请日：2013-08-02。)系统在工作时，执行如下步骤：步骤1，准备工作：进行监狱区域划分，将监狱划分为N个区域，每个区域中均设置有一个监狱分区服务器，在各个监狱分区服务器中，利用计算机构建对应于实际场景的模拟界面，形成对应的监狱分区的模型，所有被管理的人员强制佩戴一个定位终端；步骤2，监狱分区服务器对人员定位：人员定位包括主动定位和被动定位，主动定位是指系统通过时间反演镜TRM发送指令，各定位终端收到指令后，发送一段含有终端编码信息的电磁波，时间反演镜TRM将收到的电磁波上传给监狱分区服务器，监狱分区服务器结合内建的监狱分区模型，利用时间反演技术和定位算法技术，计算出该终端编码，并获得终端的位置信息；被动定位是指一个定位终端每间隔一定时间，如每间隔30秒自动发送一段含有终端编码信息的电磁波，则可每半分钟进行一次人员定位；步骤3，主服务器获取、处理和展示定位信息：主服务器从监狱分区服务器获得终端编码和位置信息，经过查询数据库、数据融合后生成监狱人员分布实时态势图，并将态势图传送到监控中心，值班人员根据态势图能够进行调取视频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时间反演技术的监狱人员定位管理系统，其特征在于，包括一个主服务器、N个监狱分区服务器、一个监控中心、一个外部接口计算机、N个分控计算机和M个定位终端，M、N取值为自然数，所述管理系统将监狱分为N个区域进行定位、监控和管理，每个区域内都设置有一个监狱分区服务器，并且区域内的每个人员强制佩戴一个定位终端，每一个定位终端具有固定且唯一的编码，称为终端编码，系统在定位时，监狱分区服务器利用时间反演技术获得定位终端的位置信息和终端编码，进而利用主服务器中的数据库查得该终端对应的人员信息；所述主服务器分别与监狱分区服务器、分控计算机、监控中心和外部接口计算机电气相连，主服务器用于接收、分析和存储各个监狱分区服务器上传的数据，主服务器将结果发送至监控中心，主服务器根据分控计算机、监控中心的命令，管理各个监狱分区服务器工作；所述监控中心与主服务器电气相连，监控中心用于为值班监控人员提供监狱内的信息，所述监狱内的信息包括各个人员的状态和位置数据、各区域的视频和音频监控信息，值班监控人员能够利用监控中心监控、查询和调取监狱状态，并播报语音信息；所述分控计算机与主服务器电气相连，分控计算机用于在押人员信息的录入与维护、管理人员信息的录入与维护、访客信息的录入与维护、访问主服务器数据以及数据分析；所述外部接口计算机与监控中心电气相连，负责与外部进行数据交换，具体包括实现网络视频会议、监狱运行状态上报和联网报警；所述监狱分区服务器与主服务器电气相连，监狱分区服务器结合主服务器的指令，对本监狱分区内的所有人员进行定位、监控和管理。...

【技术特征摘要】
1.一种基于时间反演技术的监狱人员定位管理系统，其特征在于，包括一个主服务器、N个监狱分区服务器、一个监控中心、一个外部接口计算机、N个分控计算机和M个定位终端，M、N取值为自然数，所述管理系统将监狱分为N个区域进行定位、监控和管理，每个区域内都设置有一个监狱分区服务器，并且区域内的每个人员强制佩戴一个定位终端，每一个定位终端具有固定且唯一的编码，称为终端编码，系统在定位时，监狱分区服务器利用时间反演技术获得定位终端的位置信息和终端编码，进而利用主服务器中的数据库查得该终端对应的人员信息；所述主服务器分别与监狱分区服务器、分控计算机、监控中心和外部接口计算机电气相连，主服务器用于接收、分析和存储各个监狱分区服务器上传的数据，主服务器将结果发送至监控中心，主服务器根据分控计算机、监控中心的命令，管理各个监狱分区服务器工作；所述监控中心与主服务器电气相连，监控中心用于为值班监控人员提供监狱内的信息，所述监狱内的信息包括各个人员的状态和位置数据、各区域的视频和音频监控信息，值班监控人员能够利用监控中心监控、查询和调取监狱状态，并播报语音信息；所述分控计算机与主服务器电气相连，分控计算机用于在押人员信息的录入与维护、管理人员信息的录入与维护、访客信息的录入与维护、访问主服务器数据以及数据分析；所述外部接口计算机与监控中心电气相连，负责与外部进行数据交换，具体包括实现网络视频会议、监狱运行状态上报和联网报警；所述监狱分区服务器与主服务器电气相连，监狱分区服务器结合主服务器的指令，对本监狱分区内的所有人员进行定位、监控和管理。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主服务器用于接收、分析和存储各个监狱分区服务器上传的数据，其中，上传的数据包括人员数据、定位结果、视频音频资料、门禁和告警信息。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，每个监狱分区服务器均包括一个基于时间反演的定位子系统、视频及音频监控子系统、广播及警告子系统和门禁子系统；其中，基于时间反演的定位子系统与监狱分区服务器电气相连，基于时间反演的定位子系统包括分布在其所在区域的P个时间反演镜TRM，时间反演镜TRM包括天线、馈线和射频前端，基于时间反演的定位子系统通过接收人员佩戴的定位终端所发出的电磁波信号，利用时间反演技术和定位算法，计算得到定位终端的位置，实现对人员的定位；视频及音频监控子系统与监狱分区服务器电气相连，视频及音频监控子系统包括红外摄像机、视频编码器和麦克风，视频及音频监控子系统根据监狱分区服务器的指令，采集和传输被监控区域的视频和音频信息，视频及音频监控子系统采集到的所有数据上传到监狱分区服务器，由监狱分区服务器进行处理、存储、上传主服务器；广播及警告子系统与监狱分区服务器电气相连，广播及警告子系统包括分布在其所在区域的两个以上的扬声器，广播及警告子系统根据监狱分区服务器的指令，在设定时刻播放任意音频数据；门禁子系统与监狱分区服务器电气相连，门禁子系统包括分布在监狱各类出入卡口的门禁控制器、锁具和定位终端感应器；定位终端感应器能够阅读强制佩戴在人员身上的定位终端；门禁控制器根据监狱分区服务器的指令，执行打开或关闭锁具的动作；当人员需要通过门禁时，摁下定位终端...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕丹宏，
申请(专利权)人：中通服咨询设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32