物聯網及無線定位技術在物證管理中的應用

(福州外語外貿學院公共基礎部，福建福州350202;

福建警察學院計算機與信息安全管理系，福建福州350007)

(福州外語外貿學院公共基礎部，福建福州350202;

福建警察學院計算機與信息安全管理系，福建福州350007)

物證監控信息化管理系統發展大趨勢是智能化，綜合利用物聯網RFID技術可對物證進行智能化識別、登記、使用、監控以及生命周期管理等;應用RFID與ZigBee相結合的室內無線定位技術，可實現自動獲取、管理物證實時可控的狀態信息，防止物證被盜或丟失，提高管理和維護效率。

摘 要:物聯網;物證管理;RFID;Zigbee;無線定位

信息化是公安工作的重要基礎，對于刑事科學技術工作尤為重要。物證管理是刑事科技工作中一項非常重要的基礎工作。隨著證物處理、查看、保存等工作量的不斷遞增，使用現代化信息技術提高管理工作的質量和效率，成為物證管理工作革新的必由之路。

物證的規范化管理是確保證據完好無損的有效措施，對于刑事技術鑒定、刑事偵查、審查起訴和法庭審判有著十分重要的意義。所以需要高度重視物證和事實的關聯性，規范管理方式，充分利用信息技術提升物證的保全和監管能力，為偵破案件、司法訴訟提供有力的證據。

一、物證監控需要信息化管理系統

物證保管規范的不斷完善，要求我們不斷提升物證保管水平。各地都在加強物證保管技術規范、專用器材設備、配套環境設施等方面的建設工作，建立相應的政策保障機制，使物證管理體系更加完善，這為物證監控管理自動化系統建設提供了基礎。建立一個規范化的公安物證管理信息系統，可實現案件登記、物證登記、物證照片即拍即導、物證流轉登記、物證查詢、歸還提醒、盤庫查詢、物證分類統計等業務流程的計算機化。結合相關部門物證管理的經驗，綜合利用攝像、網絡和數據庫等技術，可以構建集物證追蹤、監控、案件和物證信息錄入、物證照片采集保存、查詢、自動盤庫、統計分析等功能于一體的綜合物證信息管理系統。實現物證管理系統自動化，應該集中關注以下幾個方面的問題。

第一，實現物證入庫檢驗到入庫后綜合管理的鏈式業務流程管理。物證的登記管理、分檢管理、專業檢驗流程管理等形成的基礎數據全部要記錄在數據庫中，這樣才有利于實現物證查詢、借閱、移交、銷毀、盤庫等管理的自動化，能夠使該系統具有報表統計、數據分析等自動處理功能。

第二，角色控制管理。應用角色控制(RBAC)技術，對各個工作環節進行分解定義，將管理和使用職責進行細致的分級分組，然后把它們定義成不同的角色權利。每個工作人員被授予對應的角色權利，這樣有利于為不用等級的用戶配置訪問權限。具有不同的訪問權限的用戶查看到的信息不同，便于權限管理和用戶控制。配置良好的任務、角色、規則和對應業務流程，有利于執行和監管，達到提高管理水平和工作效率的目的。其具體包括工作流規則設置、工作流定制、工作流節點設置、角色設定、角色控制、用戶賬戶管理等。

第三，數據安全管控。物證管理作為刑偵工作的重要組成部分，對系統的安全性、數據的真實性要求較高，因此我們要充分考慮到數據的保密、安全和可靠性問題。系統中數據訪問、修改都需要有統一授權和身份認證，保證數據的安全。對于特殊數據、文件流轉和網絡數據傳輸要進行數據加密，特殊數據的存儲也可以進行局部顆粒加密，對一般用戶進行屏蔽，以確保保密數據在控制范圍內傳輸使用。要通過嚴格的權限管理和用戶使用權限的分級限制，保證數據的存儲和使用安全。

二、無線射頻識別技術催生物證管理的智能化

物聯網是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡，其網絡終端延伸和擴展到任何物品內部，最大特點是可以進行物與物的信息交換和通信。其本質是利用無線射頻識別技術、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品接入互聯網，實現信息交換和通信，以及智能化的識別、定位、跟蹤、監控和管理等。其中無線射頻識別技術(RFID:Radio Frequency IDentification)又稱電子標簽，在使用過程中通過無線的方式識別特定目標(電子標簽或稱為識別卡)并讀寫相關數據，整個過程無需觸碰到目標［1］。RFID電子標簽的閱讀器(讀寫器)通過天線與RFID電子標簽進行無線通信，可以實現對標簽識別碼和內存數據的讀出或寫入操作。這種非接觸式的自動識別技術增強，為自動識別目標對象并獲取相關數據提供了方便，而且識別工作無需人工干預，還可識別快速運動中的標簽或者同時識別多個標簽，可工作于室外各種惡劣環境。

RFID技術發展迅猛，其功能不斷增強和完善，而且其特性也符合我們的需求，因此將RFID技術與數據庫管理系統結合應用于物證管理領域是最新的應用發展方向。當前犯罪案件種類越來越多，物證也越來越多、越來越復雜，這就迫切需要研究和利用物聯網技術進行信息采集、傳輸和數據處理，實現對犯罪物證的智能化識別和監控管理，包括物證登記管理、使用管理、監控管理等一系列物證信息生命周期管理，提供更詳細可控的狀態信息，防止物證被盜或丟失，提高管理和維護的工作效率。

研究和應用RFlD的無線識別技術，以及分析其網絡應用模型，實現對人和物的準確認定、對案件對應物證的精確判定，拓展了物證附屬信息的信息量。結合數據庫技術，實現對物證信息的共享，提高綜合應用水平與打擊犯罪的快速反應能力，也便于領導隨時掌控各個實驗室情況。

構建基于RFID的物證管理系統模型，需要詳細分析其中RFID系統的數據采集過程和數據傳輸協議，以及RFID中間件的作用，然后形成管理系統方案，主要包括系統軟硬件的構成、功能劃分等。業務應用上要實現對多個物證保管室中的物證、檢材信息和介質的保管、流轉、存檔、封存等業務的規范化、統一化、信息化處理。同時還可以研究利用低成本、低功耗的ZigBee技術為物聯網提供互聯互通的協議標準，利用它還可以開發出無線定位的功能。

近年來基于位置的無線定位需求越來越多，特別是在軍事、醫療、警務等工作中，過去經常使用的全球定位(GPS)和蜂窩無線定位兩種系統都無法滿足室內定位的需求，所以需要研究室內無線定位系統。常用的室內定位技術有基于超聲波、基于紅外線、基于超寬帶、基于射頻識別的定位技術。紅外及超聲波技術易受到環境阻隔和干擾發生能量損耗，而超寬帶技術花費相對較高。射頻識別技術用在室內定位系統中較為適合，實現起來比較方便，定位精度也能夠讓人滿意，且造價較低。RFID定位系統具有自組織性，無需衛星或者手機網絡的配合，而基于IEEE802．15．4的 ZigBee技術尤其適合與 RFID技術結合應用于室內定位系統［2］。

應用ZigBee技術的室內定位系統的原理是:接收信號強度會隨距離增加而衰減，可以根據經驗公式分析接收信號強度變化來計算出與信號源的距離。通過在傳感器網絡中布置參考節點、移動節點來構成網絡系統的，參考節點為靜態固定節點，在各節點間可以傳輸測距信號和節點位置信息，然后結合各參考節點位置信息，定位模塊計算出待測點的位置。該技術應用于對物證的監管和無線定位，可以實現對特定區域內的物證、物資、工作人員的追蹤定位、監控，實施保護措施，提高監管力度，節約警力。

另外，電子證據作為特殊的一類物證，由于其特殊性，易于被復制、竊取、破壞，所以更需要借用物聯網等各種技術來加強監管控制。特別是多數電子證據是以程序、文本、音像等電子形式存在的，這些數據的載體一般是易失、易被破壞的磁性介質，所以需要利用RFID技術對U盤等電子證據的讀取、復制等使用操作進行跟蹤、監管和日志備案。

三、物證系統智能化識別和監控管理應用研究

物聯網應用技術與物證管理工作相結合，運用計算機網絡和物聯網技術進行物證登記管理、使用管理、監控管理、物證信息生命周期管理等，可提供更詳細可控的物證狀態信息，提高管理和維護效率。

系統利用無線射頻識別卡來標注物證，保證每件物證既有唯一的身份證，又能長期標識保存。射頻識別卡為這些物證提供了一把智能的枷鎖，便于實現全方位自動化監管，并可大大縮短查找的時間，提高管理效率和物證使用率，還可以制作電子定位地圖，用來快速查找定位物證所在的區域或具體位置。監控區域內可以通過無線定位技術對物證實現定位跟蹤，實時查看物證的移動使用軌跡，確保物證在監管的范圍內。

同時可以將讀卡器、電子標簽、解碼器、拍照及短信群發等功能模塊進行有機整合，實現物證登記、錄入、管理自動化、智能化。物證出入庫時，系統會自動短信告知分管領導，起到監管作用，防止發生疏忽、漏送、錯送等情況。針對各種管理流程還可以進行智能化控制和監管，比如在某物證保管期滿的前幾天系統就主動提醒管理員要及時掌握證物處置變化情況。

要實現上述的智能化管理系統，需要研究和綜合利用RFID、ZigBee、傳感器等物聯網應用技術，結合物證管理的業務需求，構建軟硬件結合的高效、智能、網絡化的物證管理平臺，提高工作效率和管理的精確性，并推進公安信息化建設。

首先在硬件上給每個物證配備一個唯一的RFID識別標簽，使用RFID標簽可以實現無線快速讀寫，減少手工記錄樣本的時間，以及避免搬運移動物證的麻煩。制作生成的RFID標簽是固定封存的，可以防止他人篡改標簽內容，保證每件物證有唯一的身份證，同時物證的身份標示又能長期保存，不會因污染、磨損等導致無法識別。現在的無線射頻技術已經很成熟可靠，完全可代替條碼、二維碼來標識和識別物證，還能夠確保物證流轉過程中被高效、自動地識別，防止物證存放錯亂、丟失等。

然后構建基于無線射頻技術和傳感器的物證智能管理系統，硬件除了作為物證身份標識的RFID電子標簽外，還有門禁系統、讀卡器和網絡硬件輔助設備等。電子標簽是每個物證的身份標示，包括重要崗位的工作人員也可以佩戴對應的RFID電子標簽接受門禁的監控;門禁系統包括RFID監控設備、各類傳感器、RFID網絡，配合讀寫器和無線手持讀卡器等一起使用;網絡硬件輔助設備包括服務器、交換機、有線局域網絡、無線局域網點、聲光報警設備。

每個易丟失的重要物證都配置RFID識別卡或者環帶，把它和物證捆綁固定在一起。RFID識別卡可以提供與之唯一對應的編碼作為系統識別的標志和識別信號，物證在監管范圍內能夠實現無線定位，方便查找查詢。相關管理人員也可以佩戴RFID識別卡，作為進出重要物證室或庫房的出入證。這樣確保使用人員和物證在進出監控區的時候，在進出口處設置門禁系統里都有記錄數據，實現對人員、物證的全方位追蹤。如圖1所示。

根據業務和管理的需要開發的物證電子分布監控地圖，可以實時查看資產的分布情況及資產移動軌跡，在監控的區域內對物證實現定位跟蹤，快速查找到隱藏的物證。如果重要物證的捆綁標簽發生外殼損壞、強行拆除等異常情況，則系統彈出報警信息或者發送短信給管理員。RFID監控設備實時采集標簽信息，如發現資產被帶出限制區域監控范圍，則系統報警。

最后是建立完整的物證數據庫監控系統，從物證的動態流轉中準確把握物證狀態，切實保障物證的安全性和可控性。系統產生的工作記錄和監控提供了對物證存儲、使用的查詢和統計功能，實現了物證管理的自動化、現代化和規范化，提高了工作效率，也可用于內部監督管理。物證數據庫監控系統還可以加強證據的周期管理，包括取證、固定證據和舉證的規范化管理。從數據錄入開始進行合法性、規范性校驗，確保數據的完整性、規范性、可用性，為實現刑事技術研判和串并案分析做好數據管理準備工作。對電子證據載體捆綁上RFID有源標簽，控制它們不被帶出監控區域，確保取證、鑒定、固定證據、舉證各個環節得到監控，體現了操作的合法性和規范化。在對物證信息進行添加/修改/刪除/查看，以及物證借出/歸還，物證轉移、歸還給物主等工作流程中，確保每條物證信息變化都記錄清晰，對每個物證的合法操作、物證轉移去向都有跡可查，對每個物證的非法操作都能夠被監控記錄和及時報警。

整個系統實現了物證從提取到保全、鑒定及出入庫的全程自動追蹤。物證資料記錄既包括文字，也包括圖片、視頻，都需要確保資料翔實可靠;物證在各個流轉環節能自動追蹤，無需手工刷碼即可自動記錄各流轉環節的時間，保存相應流轉環節的圖片、視頻資料，保證物證在各流轉環節有真實記錄;流轉環節發生領取與登記不符的情況，系統自動報警提醒、避免出入庫發生差錯。系統對物證實物流程化管理，使承辦人能夠清楚地查詢到物證的詳細內容和處理情況，做到出庫的及時記錄和未登記報警，并在接收物證后的實效規定期內具有自動提醒的功能，以便有效地預防和控制漏送、錯送情況的發生。

四、總結與展望

物聯網技術具有信息采集、傳輸和處理的能力，可實現智能化識別和管理，從而提高資源利用率和管理效率。研究和利用物聯網技術中的射頻識別技術(RFID)，結合犯罪物證管理，對重要物證進行捆綁或者嵌入RFID標簽，然后進行物證信息采集、登記和管理，實現對犯罪物證的智能化識別和監控管理，可以防止物證被盜或丟失，實現高效、智能、網絡化的物證管理系統，提高工作效率和管理的精確性。

該系統可以推廣應用于實驗室管理、犯罪現場監控、證物追蹤定位、槍械及其他特殊物品管理等領域。系統的無線定位功能也可以用于對特定區域人員、物資、車輛的追蹤定位、監控，以及對犯罪現場、森林保護區、重大活動現場以及其他特殊場所等實施監管、安保等防護措施。這樣可以提高工作效率，緩解警力不足的壓力，提升公安信息化應用水平。

［1］單承贛，單玉鳳，姚磊．射頻識別(RFID)原理與應用［M］．北京:電子工業出版社，2008．105．

［2］呂治安．Zigbee網絡原理與應用開發［M］．北京:北京航空航天大學出版社，2008．86．

責任編輯:賈永生

物聯網及無線定位技術在物證管理中的應用

林麗芝，許發見，丁 強

The Application of Internet of Things and Wireless Location Technology in the Management of Material Evidence

Lin Lizhi，Xu Fajian＆ Ding Qiang
(Department of Basic Courses，Fuzhou College of Foreign Studies and Trade，Fuzhou 350202，China;Department of Computer and Information Security Management，Fuzhou Police College，Fuzhou 350007，China)

The intelligent development of the information－based management system is a trend．To use the RFID technology of the Internet of things in a comprehensive way can identify，register，use，monitor and manage material evidence intelligently．To apply the indoors wireless location technology combining RFID and Zigbee can realize controllable information about the material evidence when it is obtained automatically and managed so that it can be prevented from being lost or stolen．As a result，the management and maintenance of material evidence will be improved．

Internet of things;management of material evidence;RFID;Zigbee;wireless location

D915．13

B

1009－3192(2013)03－0033－04

2013－03－18

林麗芝，女，碩研，福州外語外貿學院公共基礎部助教，研究方向為物聯網應用技術、數據庫技術;許發見，男，福建警察學院信息安全與管理教研室主任，副教授，主要研究方向為計算機犯罪取證技術;丁強，男，福建警察學院網控室主任，講師，研究方向為網絡安全技術。

本文為2012年福建省教育廳JK類科技項目“基于物聯網技術的開放式實驗室管理系統研究(JK2012062)”和2012年國家級大學生創新創業訓練計劃項目“物聯網技術在物證管理中的應用(201211495008)”的階段性成果。