本發(fā)明涉及監(jiān)獄監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種基于心率測量和無線射頻的監(jiān)獄監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法。

背景技術(shù)：

無線射頻是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標對象，可快速地進行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換。識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。無線射頻技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。無線射頻 技術(shù)誕生于第二次世界大戰(zhàn)期間，它是傳統(tǒng)條碼技術(shù)的繼承者，又稱為"電子標簽"。

無線射頻技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜：標簽進入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（無源標簽或被動標簽），或者由標簽主動發(fā)送某一頻率的信號（Active Tag，有源標簽或主動標簽），解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

一套完整的無線射頻系統(tǒng)，是由閱讀器與電子標簽也就是所謂的應(yīng)答器及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個部份所組成，其工作原理是Reader發(fā)射一特定頻率的無線電波能量，用以驅(qū)動電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。

以無線射頻 卡片閱讀器及電子標簽之間的通訊及能量感應(yīng)方式來看大致上可以分成：感應(yīng)耦合及后向散射耦合兩種。一般低頻的無線射頻大都采用第一種式，而較高頻大多采用第二種方式。

閱讀器根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)不同可以是讀或讀/寫裝置，是無線射頻系統(tǒng)信息控制和處理中心。閱讀器通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。閱讀器和應(yīng)答器之間一般采用半雙工通信方式進行信息交換，同時閱讀器通過耦合給無源應(yīng)答器提供能量和時序。在實際應(yīng)用中，可進一步通過Ethernet或WLAN等實現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。應(yīng)答器是無線射頻系統(tǒng)的信息載體，應(yīng)答器大多是由耦合原件（線圈、微帶天線等）和微芯片組成無源單元。

無線射頻有以下性能特性：

1.快速掃描，無線射頻辨識器可同時辨識讀取數(shù)個無線射頻標簽。

2.體積小型化、形狀多樣化，無線射頻在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制，不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)。此外，無線射頻標簽更可往小型化與多樣形態(tài)發(fā)展，以應(yīng)用于不同產(chǎn)品。

3.抗污染能力和耐久性，傳統(tǒng)條形碼的載體是紙張，因此容易受到污染，但無線射頻對水、油和化學(xué)藥品等物質(zhì)具有很強抵抗性。此外，由于條形碼是附于塑料袋或外包裝紙箱上，所以特別容易受到折損；無線射頻卷標是將數(shù)據(jù)存在芯片中，因此可以免受污損。

4.可重復(fù)使用，現(xiàn)今的條形碼印刷上去之后就無法更改，無線射頻標簽則可以重復(fù)地新增、修改、刪除無線射頻卷標內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)，方便信息的更新。

5.穿透性和無屏障閱讀，在被覆蓋的情況下，無線射頻能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)，并能夠進行穿透性通信。而條形碼掃描機必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可以辨讀條形碼。

6.數(shù)據(jù)的記憶容量大，一維條形碼的容量是50Bytes，二維條形碼最大的容量可儲存2至3000字符，無線射頻最大的容量則有數(shù) MegaBytes.隨著記憶載體的發(fā)展，數(shù)據(jù)容量也有不斷擴大的趨勢。未來物品所需攜帶的資料量會越來越大，對卷標所能擴充容量的需求也相應(yīng)增加。

7.安全性，由于無線射頻承載的是電子式信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護，使其內(nèi)容不易被偽造及變造。無線射頻因其所具備的遠距離讀取、高儲存量等特性而備受矚目。它不僅可以幫助一個企業(yè)大幅提高貨物、信息管理的效率，還可以讓銷售企業(yè)和制造企業(yè)互聯(lián)，從而更加準確地接收反饋信息，控制需求信息，優(yōu)化整個供應(yīng)鏈。

現(xiàn)有的監(jiān)獄監(jiān)控系統(tǒng)一般依靠傳統(tǒng)的電子警戒系統(tǒng)如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)，這在錯綜復(fù)雜的現(xiàn)場顯得獨立難支，即使是多個系統(tǒng)同時應(yīng)用，在很多功能的聯(lián)動結(jié)合上不能做到無縫接合，因為監(jiān)控鏡頭過多，有限的警力無法同時監(jiān)控每一個服刑人員的即時狀態(tài)，監(jiān)獄管理人員面對的信息量過大，無法實時掌握監(jiān)獄內(nèi)各個受控區(qū)域監(jiān)獄犯人的詳細信息及數(shù)目，致使一些安全隱患凸顯出來。

也有一些監(jiān)獄監(jiān)視系統(tǒng)采用了手環(huán)來對犯人進行定位，但是不能防止犯人將手環(huán)拆卸下來。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)中所涉及到的缺陷，提供一種基于心率測量和無線射頻的監(jiān)獄監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

基于心率測量和無線射頻的監(jiān)獄監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，所述監(jiān)獄監(jiān)控系統(tǒng)包含與監(jiān)獄中犯人一一對應(yīng)的防拆卸腕帶、無線射頻讀取模塊、無線射頻定位模塊、顯示模塊、存儲模塊、控制模塊和報警模塊，所述控制模塊分別和無線射頻讀取模塊、無線射頻定位模塊、顯示模塊、存儲模塊、報警模塊電氣相連，所述無線射頻讀取模塊還和所述無線射頻定位模塊電氣相連；

所述防拆卸腕帶包含腕帶本體、電源模塊、心率傳感器、微控制器、以及與監(jiān)獄中犯人一一對應(yīng)的無線射頻標簽；

所述微控制器分別和電源模塊、心率傳感器、無線射頻標簽電氣相連；

所述無線射頻標簽中存儲有其對應(yīng)犯人的標簽信息；

所述標簽信息包含ID、姓名、年齡、身高、國籍、性別、危險級別、心率和允許活動范圍；

所述心率傳感器設(shè)置在腕帶本體的內(nèi)壁上，用于采集犯人的心率，并將其傳遞給所述微控制器；

所述微控制器用于將接收到的心率寫入無線射頻標簽的標簽信息中；

所述無線射頻讀取模塊包含若干設(shè)置在監(jiān)獄內(nèi)的無線射頻讀取器，用于讀取各個犯人的無線射頻標簽中的標簽信息；

所述存儲模塊用于存儲監(jiān)獄的三維立體地圖；

所述監(jiān)控方法包含以下步驟：

步驟1），控制模塊控制無線射頻讀取模塊讀取各個犯人的無線射頻標簽中的標簽信息，并將所述標簽信息分別傳遞給所述無線射頻定位模塊和所述控制模塊；

步驟2），無線射頻定位模塊根據(jù)接收到的標簽信息計算出各個犯人在監(jiān)獄內(nèi)的三維坐標，并將各個犯人的三維坐標傳遞給控制模塊；

步驟3），控制模塊根據(jù)接受到的各個犯人的三維坐標，將各個犯人的位置在監(jiān)獄的三維立體地圖上標記出來；

步驟4），控制模塊控制顯示模塊顯示標記過后的監(jiān)獄三維立體地圖；

步驟5），控制模塊將各個犯人的三維坐標與其對應(yīng)無線射頻標簽中標簽信息的允許活動的范圍進行比較；

步驟5.1），當犯人的三維坐標不在其對應(yīng)無線射頻標簽中標簽信息的允許活動的范圍內(nèi)時；

步驟5.1.1），將當前時間、犯人的ID、犯人的三維坐標記錄為異常數(shù)據(jù)；

步驟5.1.2），將接受到的異常數(shù)據(jù)中的犯人在監(jiān)獄的三維立體地圖上進行突出顯示；

步驟5.1.3），控制報警模塊進行報警；

步驟6），控制模塊將各個犯人標簽信息中的心率與預(yù)設(shè)心率閾值范圍進行比較；

步驟6.1），如果犯人標簽信息中的心率不在預(yù)設(shè)心率閾值范圍內(nèi)；

步驟6.1.1），將當前時間、犯人的ID、犯人的三維坐標、犯人的心率記錄為異常數(shù)據(jù)；

步驟6.1.2），將接受到的異常數(shù)據(jù)中的犯人在監(jiān)獄的三維立體地圖上進行突出顯示；

步驟6.1.3），控制報警模塊進行報警。

作為本發(fā)明基于心率測量和無線射頻的監(jiān)獄監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法進一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的處理器采用ARM系列單片機。

作為本發(fā)明基于心率測量和無線射頻的監(jiān)獄監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法進一步的優(yōu)化方案，所述控制模塊的處理器采用SAA7750單片機。

作為本發(fā)明基于心率測量和無線射頻的監(jiān)獄監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法進一步的優(yōu)化方案，所述存儲模塊采用SDRAM。

作為本發(fā)明基于心率測量和無線射頻的監(jiān)獄監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法進一步的優(yōu)化方案，所述存儲模塊的型號為K4S561632。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1. 設(shè)計簡單，使用方便；

2. 無需布線，改造成本低；

3. 直接將犯人的活動狀況在三維地圖中顯示出來，一目了然，幫助了解犯人的活動情況；

4. 當犯人超出其允許的活動范圍時，能夠主動提醒守衛(wèi)；

5. 采用心率測量的方法，確保防拆卸腕帶沒有脫離犯人。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的模塊示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細說明：

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種基于心率測量和無線射頻的監(jiān)獄監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，所述監(jiān)獄監(jiān)控系統(tǒng)包含與監(jiān)獄中犯人一一對應(yīng)的防拆卸腕帶、無線射頻讀取模塊、無線射頻定位模塊、顯示模塊、存儲模塊、控制模塊和報警模塊，所述控制模塊分別和無線射頻讀取模塊、無線射頻定位模塊、顯示模塊、存儲模塊、報警模塊電氣相連，所述無線射頻讀取模塊還和所述無線射頻定位模塊電氣相連；

所述防拆卸腕帶包含腕帶本體、電源模塊、心率傳感器、微控制器、以及與監(jiān)獄中犯人一一對應(yīng)的無線射頻標簽；

所述微控制器分別和電源模塊、心率傳感器、無線射頻標簽電氣相連；

所述無線射頻標簽中存儲有其對應(yīng)犯人的標簽信息；

所述標簽信息包含ID、姓名、年齡、身高、國籍、性別、危險級別、心率和允許活動范圍；

所述心率傳感器設(shè)置在腕帶本體的內(nèi)壁上，用于采集犯人的心率，并將其傳遞給所述微控制器；

所述微控制器用于將接收到的心率寫入無線射頻標簽的標簽信息中；

所述無線射頻讀取模塊包含若干設(shè)置在監(jiān)獄內(nèi)的無線射頻讀取器，用于讀取各個犯人的無線射頻標簽中的標簽信息；

所述存儲模塊用于存儲監(jiān)獄的三維立體地圖；

所述監(jiān)控方法包含以下步驟：

步驟1），控制模塊控制無線射頻讀取模塊讀取各個犯人的無線射頻標簽中的標簽信息，并將所述標簽信息分別傳遞給所述無線射頻定位模塊和所述控制模塊；

步驟2），無線射頻定位模塊根據(jù)接收到的標簽信息計算出各個犯人在監(jiān)獄內(nèi)的三維坐標，并將各個犯人的三維坐標傳遞給控制模塊；

步驟3），控制模塊根據(jù)接受到的各個犯人的三維坐標，將各個犯人的位置在監(jiān)獄的三維立體地圖上標記出來；

步驟4），控制模塊控制顯示模塊顯示標記過后的監(jiān)獄三維立體地圖；

步驟5），控制模塊將各個犯人的三維坐標與其對應(yīng)無線射頻標簽中標簽信息的允許活動的范圍進行比較；

步驟5.1），當犯人的三維坐標不在其對應(yīng)無線射頻標簽中標簽信息的允許活動的范圍內(nèi)時；

步驟5.1.1），將當前時間、犯人的ID、犯人的三維坐標記錄為異常數(shù)據(jù)；

步驟5.1.2），將接受到的異常數(shù)據(jù)中的犯人在監(jiān)獄的三維立體地圖上進行突出顯示；

步驟5.1.3），控制報警模塊進行報警；

步驟6），控制模塊將各個犯人標簽信息中的心率與預(yù)設(shè)心率閾值范圍進行比較；

步驟6.1），如果犯人標簽信息中的心率不在預(yù)設(shè)心率閾值范圍內(nèi)；

步驟6.1.1），將當前時間、犯人的ID、犯人的三維坐標、犯人的心率記錄為異常數(shù)據(jù)；

步驟6.1.2），將接受到的異常數(shù)據(jù)中的犯人在監(jiān)獄的三維立體地圖上進行突出顯示；

步驟6.1.3），控制報警模塊進行報警。

所述控制模塊的處理器采用ARM系列單片機，優(yōu)先采用SAA7750單片機。

所述存儲模塊采用SDRAM，型號為K4S561632。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。