基于RFID技术的监狱管控系统设计与实现

论文摘要

监狱作为国家的刑罚执行机关,主要负责对犯人的监控管理,防止犯人逃脱再次危害社会。近年来,随着监狱在押量持续上升,传统的管理模式难以适应犯人管控的发展要求,警力不足、管控效率低下、犯人动向难以掌控、安全预警能力差等问题日益突出,极易造成暴狱、越狱等安全隐患。在此背景下,运用RFID及相关技术解决监狱管控问题的设想应运而生。RFID技术是一种自动识别技术,具有超视距、多目标识别、识别速度快、环境适应性强等特点。运用该项技术结合定位技术可以实现对监区犯人的无接触自动识别及实时定位监控,从而实现犯人监控管理自动化,有效解决实际问题,使监狱犯人管理更趋于科学化。本文针对当前监狱犯人管控存在的问题,阐述了课题研究意义,在深入研究RFID及相关技术的基础上,结合监狱管控实际,提出了基于RFID技术的监狱管控系统方案。系统开发中,采用了面向数据流和层次分析方法为系统建立模型,依据模型及需求设计了监狱管控系统总体架构。采用中间件架构解决方案,设计了多监控设备的协调工作、统一控制的监控管理体系,尤其对RFID中间件进行了详细研究与设计。系统实现中,主要对实时监控、RFID中间件、数据通信、数据库调用及操作控制等实现方法进行详细说明。引入了利用参考标签提高定位精度技术,提出了符合RFID数据特性和监控实际的数据过滤和压缩方法,设计了读写器标签相互鉴别的安全机制。同时,根据监区实际情况,阐述了读写器网络架构设想,在深入研究基于该架构的SLRRP通信协议基础上,设计了该协议的IP报文封装方式。本系统运用自动识别和定位技术实现了实时定位监控功能,该系统的运用能在增强安全性的同时有效减轻工作人员负担,实现自动化犯人实时监控管理。同时,基于中间件架构的系统方案,为监狱多监控设备协同工作及系统升级提供了经济、有效的模式,对监狱系统开发具有指导和借鉴意义。经初步测试,系统运行正常,实现了自动识别、实时定位及原始数据采集及处理功能,基本达到了设计要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 基于RFID的监狱管控系统研究意义
• 1.3 RFID技术简介及国内外发展现状
• 1.4 研究内容及论文结构
• 第二章 RFID及室内定位技术研究
• 2.1 RFID系统的基本组成
• 2.1.1 电子标签（Tag）
• 2.1.2 读写器（Reader）
• 2.1.3 后台网络
• 2.2 RFID系统工作原理
• 2.2.1 RFID系统工作模型
• 2.2.2 RFID系统工作原理及接口关系
• 2.3 RFID特点及相关技术
• 2.3.1 RFID技术特点
• 2.3.2 RFID中间件技术
• 2.3.3 多标签识别防碰撞
• 2.4 室内定位技术
• 2.4.1 几种室内定位技术
• 2.4.2 RFID定位方案
• 2.5 本章小结
• 第三章 监狱管控系统需求分析
• 3.1 系统需求分析
• 3.1.1 监狱管控需求分析
• 3.1.2 监狱管控流程
• 3.2 系统建模
• 3.2.1 面向数据流分析模型
• 3.2.2 系统层次结构模型
• 3.3 系统安全需求
• 3.3.1 权限控制需求
• 3.3.2 RFID监控安全需求
• 3.4 本章小结
• 第四章 监狱管控系统设计
• 4.1 基于RFID犯人监控方案
• 4.2 网络结构设计
• 4.3 系统功能设计
• 4.3.1 系统逻辑结构
• 4.3.2 系统功能分析
• 4.3.3 功能模块设计
• 4.4 系统软件架构
• 4.5 系统中间件构成及RFID中间件设计
• 4.5.1 系统中间件组成及软件结构
• 4.5.2 RFID中间件设计
• 4.6 系统开发环境及硬件说明
• 4.7 本章小结
• 第五章 系统实现及关键技术
• 5.1 实时监控实现
• 5.1.1 RFID定位原理
• 5.1.2 实时监控方案说明
• 5.1.3 实时监控实现
• 5.1.4 定位精度提高方法
• 5.2 RFID中间件功能实现
• 5.2.1 读写器适配器实现
• 5.2.2 原始数据处理实现
• 5.2.3 事务处理实现
• 5.3 数据通信实现
• 5.3.1 通信接口实现
• 5.3.2 读写器网络组成及协议
• 5.4 数据库调用实现
• 5.4.1 ADOConn类定义
• 5.4.2 数据库连接
• 5.4.3 SQL语句嵌入方法
• 5.4.4 数据连接撤销
• 5.5 数据压缩方法
• 5.5.1 RFID数据过滤方法
• 5.5.2 定位数据压缩
• 5.6 系统安全策略
• 5.6.1 合法性认证及权限控制实现
• 5.6.2 RFID设备通信安全策略
• 5.7 本章小结
• 第六章 系统运行
• 6.1 用户登录与权限控制
• 6.2 设备调试与控制
• 6.3 犯人监控管理
• 6.4 本章小结
• 第七章 全文总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 下一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的文章