基于RFID 的電子手銬系統的探討

王 璐

（鐵道警察學院公安技術系，河南鄭州 450053）

0 引言

1 電子手銬系統

監獄作為關押犯罪人員的主要場所，是我國司法體系的重要組成部分。由于其本身及所關押人員的特殊性，監獄的安全問題也成為了一個重要的研究課題。隨著監獄設施和管理制度的不斷完善和更新，監獄在面對各種安全事件時的應急處理能力也有了較大的提升。然而，當前社會中，犯罪人員及犯罪案件的類型日趨復雜，犯罪人員對社會的報復性、犯罪意識的狡詐性以及犯罪行為中的兇殘性等行為意識也會逐漸增強。這會給監獄警察和被關押人員的人身安全帶來潛在的威脅。

因此，各監獄都引入并應用的視頻監控系統，通過視頻監控對監獄內各個重要場所進行二十四小時的實時監控。但是這種系統中，視頻太多且需要人工輪崗監控，長時間注視著監視畫面也會使監控人員產生疲勞狀態，從而導致監控管理工作上的疏忽與不足。

針對以上問題，本文研究了電子手銬系統的應用，能夠為監獄的高效管理提供智能化的服務。

電子手銬系統是一種利用無線射頻技術對被關押人員進行監管的智能信息化技術。在監管過程中，將電子識別標簽以某種特殊方式存放到被關押人員身上（如存儲到被關押人員佩戴的手環或者對其所標注的銘牌），通過無線信號對被關押人員進行無線定位。由于采用了先進的無線射頻技術，這種智能化的監控方式可以在第一時間就記錄下被關押人員的行為信息，從而可以對被關押人員進行主動式二十四小時的全天候實時監控，并給予其一定范圍內自由活動的可能性，極大地便捷了監獄的監管工作。同時，電子手銬系統的應用也有效地解決了傳統視頻監控系統所存在的弊端，將人工監控轉變為智能信息話監控階段，降低了由于監控人員疲勞而未及時發現某些突發事件的可能性。

2 RFID 技術

2.1 RFID 技術簡介

RFID技術（Radio Frequency Identification Technology）又稱為無線射頻識別技術，是通過無線射頻信號在電子標簽和讀寫器之間進行雙向數據傳輸的非接觸式智能識別技術。RFID 無線射頻識別系統由電子標簽、讀寫器、計算機網絡等部分所組成，在固定的諧振頻率下通過半雙工或全雙工的工作方式在電子標簽和讀寫器之間進行雙向非接觸式數據傳遞。其系統結構如圖1所示。從圖中可以看出，電子標簽和讀寫器是RFID 射頻識別系統的兩個重要組成部分。在具體實現上，讀寫器在控制模塊的控制下通過射頻收發器（亦及天線）獲取到電子標簽上所攜帶的目標物品的相關信息，而后再將該信息通過網絡接口模塊發送到后臺進行信息的智能化識別。在電子手銬系統的應用上，引入RFID 技術后，電子標簽是附著在被關押人員身上的某些具體物件上的，如被關押人員佩戴的手環或者對其所標注的銘牌等。當攜帶有電子標簽信息的被關押人員到達某一區域時，該區域附近的讀寫器變會自動地以非接觸的方式將電子標簽中的相關信息獲取到，然后發送到后臺進行相應處理，從而以這種方式實現對被關押人員的實時智能化監控。

圖1 RFID 無線射頻識別架構示意圖

RFID 技術的應用相當廣泛，將其應用于監獄里電子手銬的智能監管工作中，同樣能夠為監獄的高效管理提供極大地便捷條件。

2.2 RFID 技術特點

RFID 技術作為當前一種主流的無線識別技術[5]，具有別的識別技術所無法比擬的優越性。RFID 技術的特點有以下幾個方面。

（1）智能識別方便快捷。RFID 電子標簽一旦進入無線射頻的磁場范圍內，讀寫器就可即時讀取到該電子標簽中的相關信息。RFID 能夠透過非金屬或非透明的材質進行穿透性的信號通信。另外，RFID 讀寫器還可以通過批量識別同時識別多個電子標簽，而且在惡劣的環境下或高速運動的狀態中，RFID 都可以正常工作。

（2）數據的存儲容量大。隨著存儲容量技術的進一步發展，RFID 的數據存儲量已達到數兆字節之多，相比傳統的一維條形碼和二維條形碼的存儲量而言，RFID 的存儲量已相當大了。根據用戶的日益增長的需求以及未來的RFID 電子標簽所需攜帶信息逐漸增多的現實情況，RFID 的數據容量仍然有不斷增加的趨勢。

（3）安全性好。RFID 電子標簽攜帶著相關的電子信息，可以附著或嵌入到不同類型或不同形狀的物件上，其數據內容可以設置密碼保護，即在讀寫時需要正確的密碼方能進行操作，從而確保了RFID 電子標簽中的數據不易被竊取或偽造。RFID 的這一高安全性的優點對監獄安全可靠的監管工作提供了強有力的技術保障。

（4）RFID 標簽數據可動態更新。現有的條形碼技術在條形碼中寫上信息后，該信息不能更改或者刪除，即一次性的使用方式。而RFID 電子標簽中的數據信息在寫入一次后，可根據用戶的需要，重新改寫或刪除，從而以這種交互式地數據操作模式更為方便地實現RFID 電子標簽數據的動態更新。

3 基于RFID 技術的電子手銬系統

3.1 電子手銬系統的主要功能模塊

基于RFID 技術的電子手銬系統需要符合監獄監管工作的實際需要，相比傳統的視頻監控技術而言，能夠更好地為監獄的監管工作提供二十四小時全天候實時監控管理的高效服務。該系統的主要功能模塊如圖2 所示。

圖2 電子手銬系統的主要功能模塊

從圖中可以看出，基于RFID 技術的電子手銬系統主要由人員定位管理、人員追蹤管理、人員監控管理、報警管理、人員檔案管理、設備管理等功能模塊所組成。其中，人員定位管理可對被關押人員進行精準的位置區域的實時定位，獲取到被關押人員當前所在的具體位置信息；人員追蹤管理可隨時追蹤被關押人員的運動狀態，并獲取到其在某一運動狀態下（如學習、勞動、放風等）的運動軌跡；人員監控管理是在視頻監控系統的配合下，針對某些特殊的被關押人員，在獲取到其所處位置或運動軌跡后，對其進行實時的監控；報警管理在監獄內出現非法聚集、禁區入侵、脫離看管、緊急求救以及設備發生異常等情況時，系統要能夠實現智能化自動報警；人員檔案管理是對每個被關押人員建立一個數字化的檔案信息，該檔案信息中詳細記錄著被關押人員的各種信息，可對人員進行方便快捷地查詢，系統對被關押人員的信息能夠智能化地自動采集；設備管理是對涉及電子手銬系統的諸如RFID 電子標簽、RFID 讀寫器、RFID 無線射頻網絡以及相關攝像頭等各個設備進行更新和維護等工作。

3.2 RFID 技術在電子手銬系統中的應用

根據監獄監管工作的實際需要以及RFID 無線射頻技術的特點，將RFID 技術引入到電子手銬系統中，能夠有效地解決當前監獄監管工作所面臨的問題。在具體實現上，主要采用RFID 電子標簽和RFID 讀寫器。RFID 電子標簽由耦合元件及芯片所組成，每個RFID 電子標簽都具有一個唯一的電子編碼，附著在相關物件上以標識該目標對象。

當被關押人員隨身某物件（如佩戴的手環或所標注的銘牌）上存儲有表明其信息特征的RFID 電子標簽時，一旦該被關押人員經過某RFID 讀寫器所在區域范圍中，RFID 讀寫器就能自動識別到該RFID 電子標簽，RFID 電子標簽也隨即會進入激活狀態，并向RFID 讀寫器發送信息，RFID 讀寫器收到信息后通過網絡再傳送給后臺控制中心，后臺控制中心根據RFID 讀寫器的地址以及RFID 電子標簽的信息就可以獲取到在某一時間某個被關押人員經過某個監控區域的監控記錄，從而實現了對被關押人員的智能監控。各個RFID 讀寫器相互配合工作時，后臺控制中心就能夠對被關押人員進行追蹤監控。另外，結合已有的視頻監控技術，便可以方便地對被關押人員進行實時地定位或追蹤式的視頻監控了。

4 結語

在監獄的監管工作中，相比較傳統的以視頻監控為主要技術手段的監獄管理方式而言，基于RFID 技術的電子手銬系統通過本身所具備的優越特性，無疑為監獄更為安全可靠的高效管理提供了更便捷的技術保障.然而對于監獄這個特殊環境，RFID 技術的應用正處于起步階段。因此，這就要求公安一線實戰單位與公安院校要進行更多且更為廣泛的交流與合作，通過這種形式實戰單位可以將公安院校最前沿的科研成果應用于實際需求之中，從而通過向科技要警力的先進理念將我國的監獄監管工作提升到一個更高的層次上。

[1] 王輝.監獄刑法執行性質的多維度思考[J].河北法學, 2010,28(3):112-114.

[2] 王傳敏.論監管安全危機事件的“后危機管理”[J].甘肅社會科學, 2009(6):234-236.

[3] 羅春彬,彭龑,易彬.RFID 技術發展與應用綜述[J].通信技術, 2009, 12(42):193-195.

[4] 孫文勝,劉先寶.RFID 系統標簽防碰撞的研究與改進[J].計算機工程與應用, 2012,48(16):103-106.

[5] 賈保先,謝圣獻.物聯網發展關鍵技術研究[J].自動化儀表, 2012,33(3):35-37.