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监狱是关押和管理罪犯的场所,是社会文明的窗口。监狱发生的越狱等事故会给监狱外的社会治安带来巨大的压力,甚至造成严重的不良后果。因此,如何科学而又文明地管理监狱这一问题一直倍受关注。目前,不少监狱采用数字视频监控系统来协助管理,但仍旧存在需要狱警在监控中心不间断的值守,造成警力浪费和效率低下等不足。国外一些监狱采用RFID(无线射频识别)技术或RFID和GPS(全球定位系统)技术在监狱管理中获得了一定成功,但RFID技术在收发距离、定位精度和系统成本等方面存在的不足限制了其进一步推广使用。因此,本论文采用WSN(无线传感器网络)和RFID技术对监狱移动目标进行定位追踪管理,构建了融合RFID的WSN移动目标非视觉监控网络,并对其关键技术进行了研究,建立了一套比单纯使用视频监控系统具有更高自动化和智能化的方案,从而减小狱警工作强度,加强快速反应能力,提高监狱管理效率。
本论文获得江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(编号:CX08S_006Z)资助。
本论文工作主要有以下几个部分:
(1)分析了监狱管理的具体需求,设计了融合RFID的WSN移动目标非视觉监控网络的总体解决方案。
(2)设计并研制了融合RFID的WSN移动目标非视觉监控网络节点和标签,并进行了无线收发测试。
(3)研究了各种组网协议,采用TI公司的Z-Stack协议栈来实现组网,并研究组网中的一些重要流程,包括建立一个新的网络和允许设备加入网络等。
(4)研究了几种Range-based定位算法,分析了RSSI值的校正模型,并根据RSSI定位技术中RSSI曲线的特性,采用分段的方式来拟合RSSI曲线,设计了针对监狱这一典型场所的定位算法。
(5)构建了融合RFID的WSN移动目标非视觉监控网络的实验系统,并进行了组网和测试,对测试结果进行了分析和研究,验证了本课题所给出的监控方法的有效性。
本论文的研究成果适用范围广泛,具有广阔的应用前景,既可以运用于监狱,也可以用于看守所、精神病院、戒毒所、养老院、幼儿园等需要进行监控的场所。