基于RFID 的电子手铐系统的探讨

王 璐

（铁道警察学院公安技术系，河南郑州 450053）

0 引言

1 电子手铐系统

监狱作为关押犯罪人员的主要场所，是我国司法体系的重要组成部分。由于其本身及所关押人员的特殊性，监狱的安全问题也成为了一个重要的研究课题。随着监狱设施和管理制度的不断完善和更新，监狱在面对各种安全事件时的应急处理能力也有了较大的提升。然而，当前社会中，犯罪人员及犯罪案件的类型日趋复杂，犯罪人员对社会的报复性、犯罪意识的狡诈性以及犯罪行为中的凶残性等行为意识也会逐渐增强。这会给监狱警察和被关押人员的人身安全带来潜在的威胁。

因此，各监狱都引入并应用的视频监控系统，通过视频监控对监狱内各个重要场所进行二十四小时的实时监控。但是这种系统中，视频太多且需要人工轮岗监控，长时间注视着监视画面也会使监控人员产生疲劳状态，从而导致监控管理工作上的疏忽与不足。

针对以上问题，本文研究了电子手铐系统的应用，能够为监狱的高效管理提供智能化的服务。

电子手铐系统是一种利用无线射频技术对被关押人员进行监管的智能信息化技术。在监管过程中，将电子识别标签以某种特殊方式存放到被关押人员身上（如存储到被关押人员佩戴的手环或者对其所标注的铭牌），通过无线信号对被关押人员进行无线定位。由于采用了先进的无线射频技术，这种智能化的监控方式可以在第一时间就记录下被关押人员的行为信息，从而可以对被关押人员进行主动式二十四小时的全天候实时监控，并给予其一定范围内自由活动的可能性，极大地便捷了监狱的监管工作。同时，电子手铐系统的应用也有效地解决了传统视频监控系统所存在的弊端，将人工监控转变为智能信息话监控阶段，降低了由于监控人员疲劳而未及时发现某些突发事件的可能性。

2 RFID 技术

2.1 RFID 技术简介

RFID技术（Radio Frequency Identification Technology）又称为无线射频识别技术，是通过无线射频信号在电子标签和读写器之间进行双向数据传输的非接触式智能识别技术。RFID 无线射频识别系统由电子标签、读写器、计算机网络等部分所组成，在固定的谐振频率下通过半双工或全双工的工作方式在电子标签和读写器之间进行双向非接触式数据传递。其系统结构如图1所示。从图中可以看出，电子标签和读写器是RFID 射频识别系统的两个重要组成部分。在具体实现上，读写器在控制模块的控制下通过射频收发器（亦及天线）获取到电子标签上所携带的目标物品的相关信息，而后再将该信息通过网络接口模块发送到后台进行信息的智能化识别。在电子手铐系统的应用上，引入RFID 技术后，电子标签是附着在被关押人员身上的某些具体物件上的，如被关押人员佩戴的手环或者对其所标注的铭牌等。当携带有电子标签信息的被关押人员到达某一区域时，该区域附近的读写器变会自动地以非接触的方式将电子标签中的相关信息获取到，然后发送到后台进行相应处理，从而以这种方式实现对被关押人员的实时智能化监控。

图1 RFID 无线射频识别架构示意图

RFID 技术的应用相当广泛，将其应用于监狱里电子手铐的智能监管工作中，同样能够为监狱的高效管理提供极大地便捷条件。

2.2 RFID 技术特点

RFID 技术作为当前一种主流的无线识别技术[5]，具有别的识别技术所无法比拟的优越性。RFID 技术的特点有以下几个方面。

（1）智能识别方便快捷。RFID 电子标签一旦进入无线射频的磁场范围内，读写器就可即时读取到该电子标签中的相关信息。RFID 能够透过非金属或非透明的材质进行穿透性的信号通信。另外，RFID 读写器还可以通过批量识别同时识别多个电子标签，而且在恶劣的环境下或高速运动的状态中，RFID 都可以正常工作。

（2）数据的存储容量大。随着存储容量技术的进一步发展，RFID 的数据存储量已达到数兆字节之多，相比传统的一维条形码和二维条形码的存储量而言，RFID 的存储量已相当大了。根据用户的日益增长的需求以及未来的RFID 电子标签所需携带信息逐渐增多的现实情况，RFID 的数据容量仍然有不断增加的趋势。

（3）安全性好。RFID 电子标签携带着相关的电子信息，可以附着或嵌入到不同类型或不同形状的物件上，其数据内容可以设置密码保护，即在读写时需要正确的密码方能进行操作，从而确保了RFID 电子标签中的数据不易被窃取或伪造。RFID 的这一高安全性的优点对监狱安全可靠的监管工作提供了强有力的技术保障。

（4）RFID 标签数据可动态更新。现有的条形码技术在条形码中写上信息后，该信息不能更改或者删除，即一次性的使用方式。而RFID 电子标签中的数据信息在写入一次后，可根据用户的需要，重新改写或删除，从而以这种交互式地数据操作模式更为方便地实现RFID 电子标签数据的动态更新。

3 基于RFID 技术的电子手铐系统

3.1 电子手铐系统的主要功能模块

基于RFID 技术的电子手铐系统需要符合监狱监管工作的实际需要，相比传统的视频监控技术而言，能够更好地为监狱的监管工作提供二十四小时全天候实时监控管理的高效服务。该系统的主要功能模块如图2 所示。

图2 电子手铐系统的主要功能模块

从图中可以看出，基于RFID 技术的电子手铐系统主要由人员定位管理、人员追踪管理、人员监控管理、报警管理、人员档案管理、设备管理等功能模块所组成。其中，人员定位管理可对被关押人员进行精准的位置区域的实时定位，获取到被关押人员当前所在的具体位置信息；人员追踪管理可随时追踪被关押人员的运动状态，并获取到其在某一运动状态下（如学习、劳动、放风等）的运动轨迹；人员监控管理是在视频监控系统的配合下，针对某些特殊的被关押人员，在获取到其所处位置或运动轨迹后，对其进行实时的监控；报警管理在监狱内出现非法聚集、禁区入侵、脱离看管、紧急求救以及设备发生异常等情况时，系统要能够实现智能化自动报警；人员档案管理是对每个被关押人员建立一个数字化的档案信息，该档案信息中详细记录着被关押人员的各种信息，可对人员进行方便快捷地查询，系统对被关押人员的信息能够智能化地自动采集；设备管理是对涉及电子手铐系统的诸如RFID 电子标签、RFID 读写器、RFID 无线射频网络以及相关摄像头等各个设备进行更新和维护等工作。

3.2 RFID 技术在电子手铐系统中的应用

根据监狱监管工作的实际需要以及RFID 无线射频技术的特点，将RFID 技术引入到电子手铐系统中，能够有效地解决当前监狱监管工作所面临的问题。在具体实现上，主要采用RFID 电子标签和RFID 读写器。RFID 电子标签由耦合元件及芯片所组成，每个RFID 电子标签都具有一个唯一的电子编码，附着在相关物件上以标识该目标对象。

当被关押人员随身某物件（如佩戴的手环或所标注的铭牌）上存储有表明其信息特征的RFID 电子标签时，一旦该被关押人员经过某RFID 读写器所在区域范围中，RFID 读写器就能自动识别到该RFID 电子标签，RFID 电子标签也随即会进入激活状态，并向RFID 读写器发送信息，RFID 读写器收到信息后通过网络再传送给后台控制中心，后台控制中心根据RFID 读写器的地址以及RFID 电子标签的信息就可以获取到在某一时间某个被关押人员经过某个监控区域的监控记录，从而实现了对被关押人员的智能监控。各个RFID 读写器相互配合工作时，后台控制中心就能够对被关押人员进行追踪监控。另外，结合已有的视频监控技术，便可以方便地对被关押人员进行实时地定位或追踪式的视频监控了。

4 结语

在监狱的监管工作中，相比较传统的以视频监控为主要技术手段的监狱管理方式而言，基于RFID 技术的电子手铐系统通过本身所具备的优越特性，无疑为监狱更为安全可靠的高效管理提供了更便捷的技术保障.然而对于监狱这个特殊环境，RFID 技术的应用正处于起步阶段。因此，这就要求公安一线实战单位与公安院校要进行更多且更为广泛的交流与合作，通过这种形式实战单位可以将公安院校最前沿的科研成果应用于实际需求之中，从而通过向科技要警力的先进理念将我国的监狱监管工作提升到一个更高的层次上。

[1] 王辉.监狱刑法执行性质的多维度思考[J].河北法学, 2010,28(3):112-114.

[2] 王传敏.论监管安全危机事件的“后危机管理”[J].甘肃社会科学, 2009(6):234-236.

[3] 罗春彬,彭龑,易彬.RFID 技术发展与应用综述[J].通信技术, 2009, 12(42):193-195.

[4] 孙文胜,刘先宝.RFID 系统标签防碰撞的研究与改进[J].计算机工程与应用, 2012,48(16):103-106.

[5] 贾保先,谢圣献.物联网发展关键技术研究[J].自动化仪表, 2012,33(3):35-37.