第一章 前 言

　　物聯網就是物物相連的互聯網，這就是說物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡，另外其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。物聯網于20世紀末出現，物聯網的定義是通過射頻識別(RFID)、感應器、定位系統、掃描器、傳感器等信息傳感設備，按約定的協議，把物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。物聯網現在也只能說它處在起步發展階段。 互聯網是人與人之間溝通的需求，而物聯網體現的是物與物之間溝通的需求，也就是說我們人現在互相之間溝通能夠很好的通過互聯網的技術，將來要靠物聯網推動。物聯網的信息傳輸方式、協議，信息量、接入量、溝通方式都跟現在人與人用互聯網溝通的方式有一些區別的，更多的它是通過傳感器把這些設備互相連接在一起，收集這些設備數據，包括實時反應，也就是說我們怎么樣反向控制這些設備。預計2025年會有將近5000億的設備接入到互聯網，也就是在物聯網這個層面，每年會產生將近5000萬億的數據量，這是真正的大數據時代的到來。

　　我國在2010年中央政府工作報告中做出了中國的物聯網定義：“通過傳感設備按照約定的協議，把各種網絡連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。”

　　隨著物聯網技術在國內的的發展，現已經逐漸應用于公共安全、城市管理、能源環保、交通運輸、公共事業、農業服務、醫療衛生、教育文化、旅游等多個領域，未來幾年仍將保持快速發展。隨著RFID、傳感器技術、近程通信以及計算技術等的發展，近年來其研發、應用開始拓展到環境監測、生物醫療、智能基礎設施等領域。同時在物聯網關鍵技術上具有領先優勢。

　　近年來，執法規范化建設的不斷深入，對公安行業機關辦案功能區等方面的執法硬件設施提出了更高、更細的要求。為從源頭上遏制和預防刑訊逼供等事件的發生，排除非法證據，進一步規范公安行業機關執法行為。也是呼應了十八屆四中全會決定的要求，通過完善法治規范、實施、監督、保障體系，讓執法安全事故“零發生”。各地都按照“精品化、高標準”的理念，有力提升了公安行業機關的執法形象和執法公信力。

　　為進一步完善辦案場所管理使用制度，公安行業局出臺了各項制度，明確執法辦案場所管理使用標準，強化民警工作職責，標準化、流程化規范民警的具體執法行為。定期組織相關部門對辦案場所規章及“四個一律”執行情況進行檢查評議、專項督察、定期通報，強制“入軌”，提升制度執行力。

　　但是光有這些硬件和制度是不能完全保證辦案中心規范精細化管理的，為此，我們引入了物聯網精確定位保障辦案中心精細化規范化得以實施。辦案中心智能管控平臺，利用世界領先的物聯網RFID精確定位技術，定位精度可達30cm，結合目前辦案中心業務所面臨的超期羈押，單人審訊，未按流程，脫崗睡崗等難題，既能防止涉案人員非正常事件的發生;又能涉案物品和涉案財物的規范化保管,達到“來有出處,走有去向”;還有就是督查報備和執法臺賬的規范化;第四就是防止涉案人員超期限滯留和案件超時積壓問題的發生。

　　第二章 系統簡介

　　北京昊天同泰科技辦案中心智能辦公辦案平臺室內定位技術、移動計算技術、計算機軟件、數據庫。因此，在設計方案時，除了考慮其功能外，在穩定性、可靠性、抗干擾能力、容錯能力及異常保護等方面也必須充分考慮。系統應利用現有成熟的無線、有線通訊網絡作為主傳輸平臺，相應的終端、防拆卸腕帶持終端等設備與系統掛接，通過北京昊天同泰科智能定位管控平臺與主系統標準的專用數據庫進行后臺數據交換，從而使定位平臺可以輕松的接入其他系統。

　　從物聯網的體系架構當中可以看出，人們使用RFID、傳感器，從物理世界當中獲取各種各樣的信息，這些信息又通過網絡最后傳到用戶或者服務器端，為用戶提供各種各樣的服務，所有采集的信息必須和傳感器的具體位置信息相關聯，否則這個信息就沒有任何意義，可以說傳感器的定位技術是物聯網一個重要的基礎。從物聯網要實現任何時間、任何事物、任何地點之間的連接其中必須有定位技術的支持，而且在任何地方的連接里面本身就包含著物體之間的位置信息。

　　近年來，隨著國家安全、公共安全以及生產安全問題的日益突出，各種需求日益迫切。打一個最明顯的比方，近年來我們國家煤礦瓦斯爆炸事件頻繁發生，很多企業也逐漸開始采用定位系統，對礦工的生產管理進行實時監測。除了日常可以對它進行打卡和管理之外，在緊急情況下可以用實時定位系統，對人員的救助提供幫助，可以提高搶救效率。前一段時間自從內蒙古赤峰發生犯人強行越獄事件之后，我們國家很多的辦案中心機構加強了安全管理，其中很重要的措施就是對犯人采用實時定位系統，給犯人佩戴防拆腕帶，通過RFID智能定位手段，可以對犯人進行基于位置的實施管控，更可以將位置信息與監所固有的監控、門禁等系統進行聯動，真正做到由被動監控到主動監管，由粗放型管理到精細化控制的目的。

　　基于上面各種定位應用技術需求，而且目標和應用場景各種各樣，對于定位技術的精度和參數要求也不一樣。我們在定位技術上做了大量的研究和實驗，研發出了基于ZigBee網絡，引用2.4G無線通訊和RFID技術的室內精確定位系統。

　　公安行業領域是有條件為物聯網提供規模應用的領域之一。一方面，在國內安防領域，視頻監控、周界防入侵等應用已取得良好效果，我們可以通過物聯網智能定位技術和固有的視頻監控、門禁系統互動，由以往的被動安防變為主動安防;另一方面，公安行業作為城市安全管理的重要政府部門，通過一系列的平安城市和社會治安監控系統的建設，在物聯網規模化應用方面已具備一定的條件，目前我們在嘉興的新城派出所辦案中心和海寧看守所都有基于RFID區域定位和精確定位的很好的應用示范。

　　第三章 系統需求分析

　　3.1.業務功能需求

　　3.1.1.安全管理

　　睡崗告警：即看管人員時間處于靜止狀態，每隔15分鐘提醒看管

　　防止人員在值班的時候睡覺 ;嫌疑人、值班人員都佩戴腕帶，值班人員在睡覺的時,軟件系統就會出現提示。

　　離崗告警：值班人員私自離崗就一個嫌疑人在審訊室的時候報警。

　　涉案人員上廁所未及時跟隨告警，這點就是需要民警陪同才屬于正常

　　單人詢(訊)告警：功能需求就是在審訊的時候必須有兩個民警在一起這個就需要軟件要綁定3個人 。

　　警示區域告警:嫌疑人接近圍墻、頂網等安全警示區域法區域報警，軟件上面有提示并自動彈出攝像頭。

　　腕帶破壞告警(腕帶破損、斷開)。

　　腕帶低電量預警。

　　設備故障報警。

　　3.1.2規范管理

　　1)未走規范流程預警(必須先戴標簽即腕帶，進行人員安全檢查，錄入信息才能開展下一步工作)。 動畫要求：就是人員進入緩沖區就到人身安全檢查室進行人員信息錄入。

　　看管預警，根據人數、性別及時安排看管警力。

　　人員分流預警，當嫌疑人進入辦案區人員達到預警設定的人數時，發出預警告知分流。

　　防串供預警，當涉案嫌疑人出現在同一區域發出預警。

　　在嫌疑人錄入信息的時候，案件是和同一時間、同一地點、同一案件相同時，有一個嫌疑人已經在一個審訊室了，我們要做到另外一個嫌疑人一到之前關押的嫌疑人就報警。

　　未成年(持特殊標簽)確保監護人或其他相關人員到場：③　聾、啞等殘疾人。

　　羈押超時預警：在涉案人員信息錄入時，在涉案人員信息錄入時，寫明年齡、涉案性質、入所措施等情況，系統發出不同預警。

　　外出審批自動預警。

　　3.1.3其他動能(效率提升)

　　實時盤點人數及對應(所領導巡查)。

　　電子登記，統計查詢，電子表單登記，減少重復勞動，便于統計查詢。

　　3.1.4看守管理

　　區域實時點名功能對看守所不同區域人員定時點名(軌跡倒查)。

　　常規性告警：流程超時告警，如上廁所超時，提審超時，會見超時。

　　風險點告警：接近非授權區域告警。

　　3.1.5其他要求

　　警與聯動：可以接收前端上報的多種報警，并且根據各種事先設定好的預案進行聯動動作，可以聯動錄像、通知用戶等。

　　視頻回放：提供方便的錄像檢索、查詢手段，可根據時間、地點和報警類型等信息檢索并回放圖像，回放時可實現播放、快放、慢放、單幀放、拖曳、暫停等功能，可選擇實現多路圖像同步回放功能。

　　內置鋰電池供電，電池易于拆卸和更換。

　　歷史軌跡回放。

　　第四章 解決方案

　　4.1系統總體設計

　　1.實現監控目標的有效識別和實時監測，使管理系統充分體現“人性化、信息化和高度自動化”。

　　2.為管理人員提供人員實時跟蹤、超距報警、安全監控等多方面的管理信息，一旦有突發事件，通過該系統立刻可以知道受控目標的位置或回溯運動歷史軌跡情況，保證安全管理工作的高效運作。

　　3.系統設計的安全性、可擴容性、易維護性和易操作性。

　　4.通過系統搭建的網絡管理平臺，實現對本系統各監測設備統一管理，顯示系統運行狀態和監測參數等功能。

　　北京昊天同泰科技辦案中心智能辦公辦案平臺通過室內定位技術的應用，用于將室內模塊獲得的定位數據通過以太網網絡將數據發送至服務器，從而實現信息中心平臺上查詢、監控和管理終端。工作時，管理人員通過聯網的系統平臺進行追蹤和定位目標。

　　系統應充分融合RFID室內定位等高新技術，對押解全過程實現軌跡定位、實時視頻監控、雙向語音指揮、多級信息存儲、聯動報警等多項功能。

　　系統整體結構如圖1所示：

圖1 辦案中心定位系統整體結構圖

　　4.2辦案中心系統設計

　　通過在辦案中心布置RFID精確定位設備，在每一個流程都能做到精準控制。系統的流程包括：檔案錄入，人身檢查，信息采集，看守待審，詢問訊問等。系統可以按照每個涉案人員進行視頻聯動并錄像保存，為視頻快速核查提供了技術保證,一旦有問題發生了,整個過程都可以視頻回放，而且針對涉案人員的錄像點，目前其他技術無法達到,可以保護當事人的合法權益,同時也可以保護民警,防止惡意投訴,最終保證執法規范化。執法場所設有全程錄音錄像系統、網上視頻監控督察系統、執法辦案場所管理系統，對犯罪嫌疑人進入場所后報備、進入、安檢、隨身物品存放、人員活動、休息、飲食全程監控，場所使用進行全程監控、實時監督。對各類執法安全細節全程信息化記錄、流程化管理、全方位監督辦案中心。

　　辦案中心設計層次結構如圖2所示：

圖2系統層次結構圖

　　4.3系統實現

　　4.3.1系統的組成

　　系統由軟件和硬件兩部分組成軟件是北京昊天同泰科技辦案中心定位系統。

　　北京昊天同泰科技公安局物證管理系統硬件主要由通信鏈路、RFID標簽、物聯網無線節點、物聯網定向監測器、物聯網全向監測器和物聯網絡中繼器、和通信鏈路組成。

　　通信鏈路分為無線鏈路和有線鏈路，無線鏈路不需要添加其他硬件。它是RFID標簽與物聯網無線節點之間、RFID標簽與物聯網定向監測器之間、RFID標簽與物聯網全向監測器之間;定向監測器或物聯網無線節點與物聯網絡中繼器之間，通過射頻信號交換和傳送信息的鏈路 。

　　4.3.2系統各層工作流程

　　4.3.2.1采集層：

　　1)RFID標簽:每一個或一組證物綁定一個RFID標簽，每個RFID具有唯一的ID標識，通過綁定的一維條碼與一個或一組證物形成一對一的標識關系。RFID每1s主動地以規定的協議向外發射射頻信號，包含標簽ID號，標簽電量等有效信息。

　　2)物聯網無線節點:主動的監測周圍的射頻信號，當收到有效的RFID信號時在協議幀上加上自己的信息，再將信息發出。

　　3)物聯網定向監測器：工作原理與物聯網無線節點相同，但是識別范圍比較小，通常放置在門口和空間比較狹小的位置，用于判斷是否有證物通過。

　　4)物聯網全向監測器: 主動的監測周圍的射頻信號，并且通過以太網或RS485接口將收到的信息以及自身的唯一ID等信息傳送到后臺應用系統進行分析。是介于采集層和通信層之間的設備。

　　5)手持終端：自動盤庫。

　　4.3.2.2傳輸層

　　物聯網絡中繼器：主動監測周圍的射頻信號，當收到物聯網無線節點或物聯網定向監測器發出的有效信息經以太網或RS485等傳輸方式傳輸至后臺應用系統進行分析。

　　4.3.2.3應用層

　　完成成對采集數據的處理，以及功能實現。

　　4.3.4系統定位原理概述

　　房間定位：在房間內綁定安裝一個物聯網無線節點并且在房間門口綁定安裝一個物聯網定向監測器。由于定向對卡器可接收信號的范圍較小，只有在RFID經過門口時才會收到RFID信號。所以當且僅當定與房間綁定的向讀卡器接收到了RFID的信號并且與房間綁定的無線物聯網無線節點接收到該RFID的信號強度達到了一定的閥值時，認為與該RFID綁定的證物被帶進了該房間。反之，當且僅當與房間綁定的物聯網定向監測器再次接收到該RFID信號并且與房間綁定的物聯網無線節點接收到的該RFID信號強度減小到了一個固定的閥值甚至無法接收到該RFID的信號時，認為與該RFID綁定的證物被帶離了該房間。

　　走廊定位：根據走廊長度在走廊安裝若干個物聯網無線節點，參考各物聯網無線節點的收到的RFID的信號強度通過一定的算法，定位出該RFID綁定的證物在走廊中大概的位置。

　　樓梯口：在樓梯口綁定安裝一個物聯網定向監測器，當這個物聯網定向監測器收到標簽信號并且與樓梯口相鄰的走廊內的物聯網無線節點收不到該RFID信號時，認為與該RFID綁定的證物經此樓梯口被帶離。

　　建筑出口定位：在建筑出口綁定安裝一個物聯網定向監測器，當物聯網定向監測器讀到了RFID信號，就認為與該RFID綁定的證物經過該門口。

　　第五章 系統功能

　　5.1人員區域實時定位

　　能夠實時定位佩帶定位標簽的人員所在區域，并顯示在監控端地圖上。

　　5.2管控人員統計及電子點名

　　統計各區域考勤人數及實到人數，以及特定區域內實到人數，與應到人數對比，確定人員是否到齊。并顯示缺席人員的姓名。

　　5.3人員查找

　　在監控端可輸入人名或標簽號查找指定人員位置當前所處位置。

　　5.4未按流程

　　涉案人員必須按照既定的流程進行，如果不按照流程，上一流程沒有結束就進入下一流程的話，系統就會產生報警，同時區域報警器進行語音提示。

　　5.5單人詢問、訊問

　　涉案人員的詢問、訊問必須有兩名警察同時完成，如果一名警員進行審訊的話，系統會在指定的時間內報警。

　　5. 6脫崗、睡崗

　　可監控提醒值班人員，晚上12:00到凌晨7:00，每隔半小時值班干警必須去進行正常的巡視，不然系統將產生聲光告警。

　　5.7消失告警

　　可重點監控某些標簽，當這些標簽離開指定區域或清失時系統發現相應的告警。

　　5.8越界、離開報警

　　某些區域屬于重要區，未經允許的人員進入將發出報警信息 。也可以在某些區域可以設定某些人員在設定的時間內不準離開，如果離開或消失系統告警 。

　　5.9軌跡回放

　　可查詢某個標簽指定時間段的移動軌跡，這個時間段這個標簽都去過哪些區域。

　　5.10視頻聯動

　　可以給每個定位設備綁定一個攝像頭，通過在監控端的地圖上，點擊定位設備圖調用定位設備所在區域的視頻。當有特定的告警時，系統會自動調出發生告警的區域的視頻。

　　5. 11人員臨時授權

　　當某個人員需要暫時進入重要區域或要離開行程安排區域時，可在系統進行臨時授權，準許他進入重要區域或離開工作區一定的時間。

　　5.12電子標簽故障報警

　　電子標簽的故障，主要是指標簽電池電壓低;佩戴在人員手上的腕帶被破壞或被拆除;

　　只要佩戴在人員手上的腕帶被脫下來系統都會的提示告警;無論是剪斷，還是用工具正常拆除，系統都會有告警。當標簽的電池電壓過低時系統也會提示，此時需要盡快更換電池。