1 概述

　　由于監獄勞動工具存在被犯人用于非法用途的風險，有必要對工具進行管理。傳統監獄工具管理采用人工方法，效率不高，通過采用RFID技術實現對工具的有效管理，降低工具非法使用的風險。

　　2 監獄工具管理需求分類

　　監獄勞動工具管理根據使用的場景不同，大致分為3類：

　　固化在工作臺面的工具管理。 此類工具，需要實時監測其是否在工作臺面。

　　每天借還的工具管理。此類工具通常置于車間工具箱，每天上班發放，下班回收。

　　零星使用的工具管理。此類工具通常置于工具倉庫，使用時借出，用完歸還。

　　3 RFID電子標簽技術選型分析

　　RFID電子標簽分為無源UHF標簽，2.45G有源電子標簽、125K+2.45G多頻有源標簽。其性能與用戶體驗分析如下：

　　4 RFID工具管理應用場景與流程

　　根據前述工具管理需求以及RFID電子標簽性能特點，不同場景采用不同的RFID技術進行工具管理。

　　4.1 固化在工作臺面的工具RFID管理

　　1) RFID電子標簽選型

　　固化在工作臺面的工具需要實時在位監測，采用多頻(125K+2.45G+13.56M)有源RFID標簽，配合RFID識讀設備，實現在位監測，離開信號覆蓋區域，即告警。

　　2) 設備部署

　　通過在工作臺面區域部署低頻定標器與固定閱讀器，覆蓋如下圖所示。低頻定標器覆蓋區域為半徑為1-4m的圓型區域，閱讀器為覆蓋半徑為80m的扇形區域。

　　3) 應用流程

　　工具上安裝多頻有源RFID電子標簽，采用粘貼或者掛繩方式安裝，標簽若非法拆卸，系統告警。

　　低頻定標器實時與有源RFID電子標簽進行信息交互，監測RFID電子標簽是否在覆蓋區域，若離開定標器信號覆蓋區域，則告警。

　　后臺可以實現顯示工具在位狀態。

　　4.2 車間工具箱工具RFID管理

　　1) RFID電子標簽選型

　　根據車間工具箱工具的管理需求以及RFID技術特點，車間工具箱工具RFID電子標簽采用900M UHF 無源RFID電子標簽，捆扎或者粘貼在工具上。

　　2) 設備部署

　　在車間工具發放臺面內置RFID閱讀器以及IC卡閱讀器。RFID閱讀器實現對工具RFID電子標簽識讀，IC卡閱讀器實現對工具領用人的身份識別，實現工具借還與人員身份綁定。

　　工具發放臺面顯示器顯示工具借還信息。

　　3) 應用流程

　　針對使用頻數高的工具通過熱縮管、螺絲等方式固定標簽。針對體積小無法使用標簽的工具(如針等)視為微型工具，選擇以盒或包等組合包裝為單位貼上標簽。

　　在申領工具時，犯人刷身份識別IC卡，管理人員發放工具，放置在RFID閱讀器上讀取工具RFID電子標簽數據，系統通過軟件自動綁定工具和人員;

　　歸還工具時，犯人刷身份識別IC卡，管理人員收取工具，放置在RFID閱讀器上讀取工具RFID電子標簽數據，系統通過軟件自動解除人員與工具綁定。

　　工具發放臺面電腦顯示器自動顯示未歸還的工具信息。

　　5 系統架構

　　6 系統軟件邏輯結構圖與平臺功能

　　系統軟件邏輯結構圖如下圖所示：

　　系統軟件采用分層、分模塊的框架設計，表現層與用戶進行交換，用于界面顯示，數據錄入、顯示等，業務邏輯層負責業務流程處理，數據訪問層提供數據訪問的統一接口,采用純B/S三層結構，基于WEB應用的多層次業務軟件系統。使用中間件技術將中心數據庫和應用程序分離，提供了一個易于擴展的業務架構，可以更好的、更合理的規劃業務流和數據流，提高系統的安全性和可靠性，數據實時性能優越，可維護性強。

　　平臺功能如下：

　　系統管理：實現系統配置管理，包括權限管理、角色管理、用戶管理等。

　　設備管理：實現對所有設備的配置管理與實時狀態監控

　　區域管理：實現區域數據以及區域權限管理，可實現分級分權限管理。

　　人員管理：實現人員信息同步以及人員信息管理

　　標簽管理：實現標簽入庫管理、標簽與人員綁定、標簽掛失、補卡注銷管理等。

　　工具管理：工具基本信息管理以及與RFID電子標簽的綁定。

　　工具借還管理：工具借還以及工具借還狀態、告警管理。

　　工具在位監測管理：實現顯示在位監測工具狀態以及告警管理。

　　多頻有源RFID電子標簽

　　工作頻率 125KHz / 2.45GHz ~ 2.5GHz / 13.56MHz

　　卡片編號 ID / IC模式

　　工作模式 125K低頻觸發 / 2.45G信號傳輸

　　觸發距離 0 ~3.5m可調

　　電池 鋰錳軟包電池，容量500mA，電池壽命 > 5年

　　功耗 工作電流 4uA

　　防護等級 IP65

　　尺寸 23x40x9mm

　　防拆告警 掛繩式

　　工作溫度 -40℃ ~ +60℃

　　定標器

　　工作頻率 2.45GHz~2.5GHz/125KHz

　　低頻觸發半徑 0~3.5m

　　電源 DC12V/1A

　　防護等級 IP65

　　工作溫度 -30℃~+60℃

　　保存溫度 -40℃~+80℃

　　7 設備規格

　　900M UHF無源電子標簽

　　協 議：ISO18000-6C

　　芯 片：Impinj Monza4QT

　　存儲空間：EPC 96bit, User memory 512bit

　　頻 率：902-928MHZ

　　基片材料：采用工程塑料作為tag載體

　　讀寫距離：4-7米左右(固定機1W,6DB)3米左右(手持機)

　　重 量:6克

　　適用溫度：-40-80度

　　桌面型RFID閱讀器

　　工作頻段：840-960MHz

　　標簽協議：EPC C1G2/ISO18000-6C

　　跳頻速度：<2s

　　額定功率：30dBm

　　輸出功率：5-30 dBm 可調

　　通道：4通道

　　工作溫度：-35℃~+65℃

　　存儲溫度：-45℃~+85℃

　　數據接口： RS232/RS485/接口

　　以太(100M)接口

　　外部I/O： 2路繼電器輸出，2路I/O輸出(可配置成韋根26)，2路I/O輸入，1路12v電源輸出

　　工作電壓：12v

　　天線規格如下：

　　頻率范圍 902-928MHz

　　極化形式 圓極化

　　增益 5dBi

　　波辨寬度 60°/18°

　　特性阻抗 50Ω

　　駐波比 ≤1.3

　　前后比 ≥20dB