無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器。WSN中的傳感器通過無線方式通信，因此網(wǎng)絡(luò)設(shè)置靈活，設(shè)備位置可以隨時(shí)更改，還可以跟互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有線或無線方式的連接。通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。

　　WSN的發(fā)展得益于微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系統(tǒng)(System on Chip, SoC)、無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展。

　　監(jiān)獄人員智能定位系統(tǒng)方案簡介：

　　監(jiān)獄人員智能定位系統(tǒng)采用了目前國際上最先進(jìn)的WSN傳感網(wǎng)技術(shù)，通過安全、準(zhǔn)確的識別和區(qū)分監(jiān)獄中的在押人員和管理人員，是將管理系統(tǒng)中的個人信息與現(xiàn)實(shí)中的每個人一一對應(yīng)的智能化監(jiān)獄管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)從真正意義上實(shí)現(xiàn)了監(jiān)獄管理的信息化，是實(shí)現(xiàn)“向科技要警力”的有效途徑。

　　該系統(tǒng)可使管理人員實(shí)時(shí)掌握監(jiān)獄內(nèi)各個受控區(qū)域在押人員的詳細(xì)信息及數(shù)目，有效防止在押人員的出逃，減少罪犯結(jié)黨鬧事的幾率，秘密監(jiān)控高危在押人員，追查及跟進(jìn)暴力事件的發(fā)生，最大限度的保障管理人員和在押人員的人身安全。另外，系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)自動點(diǎn)算指定區(qū)域內(nèi)人數(shù)及周邊執(zhí)勤干警信息，對外出人員進(jìn)行全程動態(tài)監(jiān)控，大大降低監(jiān)獄管理人員的工作強(qiáng)度，在遇到突發(fā)事件時(shí)能夠迅速定位執(zhí)勤干警的所在位置。 智能監(jiān)獄管理系統(tǒng)還可以與虹膜智能門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合使用，可以為監(jiān)獄對罪犯的各項(xiàng)管理工作展開提供便捷、高效的現(xiàn)代化手段。

　　監(jiān)獄人員智能定位系統(tǒng)主要指標(biāo)：

　　2.1腕帶采用高強(qiáng)度防水耐磨ABS塑料，定義多種顏色以區(qū)分囚犯屬性。

　　2.2防止暴力拆卸，內(nèi)置回路設(shè)計(jì)，如剪短或暴力破壞，腕帶會發(fā)送告警。

　　2.3防水、防靜電、使用阻燃材料。

　　2.4低能耗設(shè)計(jì)，腕帶電池使用壽命：大約1年(1000mA鋰電)。

　　2.5頻率：433MHz，DSSS通信方式 自動注冊基站，按照基站策略決定心跳周期和調(diào)節(jié)功率。

　　2.6心跳周期：2s-1min可調(diào)(不同敏感區(qū)域，采用不同心跳周期)。

　　2.7腕帶與定位器通訊距離：1-100m可調(diào)(根據(jù)腕帶密度及與定位器距離調(diào)節(jié))。

　　2.8單個定位器在同周期接收腕帶個數(shù)：500(周期1min)。

　　2.9具有能量檢測和上報(bào)功能，電池低壓告警，電池容量低壓時(shí)主動上報(bào)低壓信息。

　　2.10 AES128加密。

　　2.11定位基站采用雙SOC工作模式，穩(wěn)定可靠。

　　監(jiān)獄人員智能定位系統(tǒng)功能：

　　3.1人員位置實(shí)時(shí)監(jiān)控

　　3.1.1人員位置信息：在電子地圖實(shí)時(shí)顯示犯人和預(yù)警位置;

　　3.1.2人員移動軌跡：通過電子地圖實(shí)時(shí)顯示一個或多個人員移動軌跡;

　　3.1.3跟蹤指定人員：地圖隨著標(biāo)簽的移動自動切換，將鼠標(biāo)移到標(biāo)簽上可以看到標(biāo)簽的當(dāng)前狀態(tài);

　　3.1.4人員報(bào)警狀態(tài)信息：通過電子地圖上不同顏色和形狀顯示人員的報(bào)警狀態(tài)。

　　3.2報(bào)警功能

　　3.2.1按鈕報(bào)警：獄警腕帶有報(bào)警按鈕，一旦發(fā)生緊急狀況，可以按下報(bào)警按鈕，監(jiān)控中心點(diǎn)定位系統(tǒng)將會及時(shí)收到報(bào)警信息和報(bào)警位置，并快速找到事發(fā)現(xiàn)場;

　　3.2.2腕帶破壞報(bào)警：腕帶戴到犯人手上，犯人就無法自行脫下來，只有剪斷，如果犯人將腕帶弄斷，該標(biāo)簽將會不斷地向系統(tǒng)發(fā)出剪斷報(bào)警信息;

　　3.2.3非法區(qū)域報(bào)警：

　　a.越界報(bào)警：某些區(qū)域?qū)儆诮麉^(qū)，未經(jīng)允許的標(biāo)簽進(jìn)入將發(fā)出報(bào)警，或某些犯人不能離開某個區(qū)域，一旦離開將發(fā)出報(bào)警;

　　b.出入關(guān)口報(bào)警：在出入某些關(guān)口時(shí)，可事先設(shè)定好哪些標(biāo)簽可以通過，當(dāng)不符合要求的標(biāo)簽出入關(guān)口時(shí)將發(fā)出報(bào)警信息;

　　c.與管理信息系統(tǒng)不符報(bào)警：犯人在系統(tǒng)中已經(jīng)設(shè)定好了房間號，一旦犯人進(jìn)錯房間，將及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息。

　　3.2.4非法聚集報(bào)警：在指定位置，系統(tǒng)可以設(shè)置最大允許人員數(shù)量，一旦超過預(yù)設(shè)數(shù)量，將發(fā)出報(bào)警信息。

　　3.2.5信號丟失報(bào)警：標(biāo)簽消失有多種因素(如電池沒電或被破壞、標(biāo)簽越過信號覆蓋區(qū)域等)，可以設(shè)置指定標(biāo)簽的消失報(bào)警條件和報(bào)警級別，如該標(biāo)簽消失了，將會觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警;

　　3.2.6電池低電壓報(bào)警：可以在系統(tǒng)中設(shè)置電量最低界限，一旦標(biāo)簽電量低于這個界限將會發(fā)出報(bào)警信息;

　　3.2.7其他報(bào)警：按照需求，增加不同的報(bào)警方式

　　a.未按規(guī)定路線報(bào)警：指定某個標(biāo)簽在某段時(shí)間的行走軌跡，一旦發(fā)現(xiàn)該標(biāo)簽偏離指定的行走軌跡達(dá)一定的時(shí)間，發(fā)出報(bào)警信息;

　　b.無隨同人員報(bào)警：將犯人標(biāo)簽和警察標(biāo)簽綁定，一對一或多對多進(jìn)行綁定，當(dāng)犯人標(biāo)簽的行走軌跡和警察標(biāo)簽的行走軌跡不一致，并達(dá)一定時(shí)間，發(fā)出報(bào)警信息。

　　3.3管理功能

　　3.3.1標(biāo)簽管理

　　a.標(biāo)簽發(fā)放：將指定的人員信息和其佩戴的標(biāo)簽進(jìn)行綁定，在系統(tǒng)中顯示的標(biāo)簽即代表佩戴該標(biāo)簽的人員。

　　b.標(biāo)簽更換電池

　　c.人員更換標(biāo)簽

　　d.標(biāo)簽分組、分類：標(biāo)簽可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分組和分類。

　　e.標(biāo)簽配置：如定位方式、安全方式、啟動和停止配置。

　　f.報(bào)警設(shè)置：對不同標(biāo)簽設(shè)置不同的報(bào)警條件。

　　3.3.2信息管理

　　a.犯人信息設(shè)置：可在系統(tǒng)中對在押人員的信息進(jìn)行設(shè)置和管理。

　　b.警察信息設(shè)置：可在系統(tǒng)中對警察的信息進(jìn)行設(shè)置和管理。

　　c.上下班設(shè)置：可設(shè)定一個下班位置點(diǎn)，一旦工作人員標(biāo)簽放到該定位點(diǎn)達(dá)到一定的時(shí)間則認(rèn)為已經(jīng)下班。

　　3.3.3網(wǎng)絡(luò)管理

　　定位基站管理功能：可同時(shí)監(jiān)控上百個定位基站的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)定位基站網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)將會及時(shí)發(fā)出故障報(bào)警信息，并且可以對定位基站進(jìn)行批量配置。

　　3.3.4系統(tǒng)管理

　　a.用戶管理：可設(shè)定各種用戶權(quán)限，用戶登錄系統(tǒng)后根據(jù)自己的權(quán)限進(jìn)行相應(yīng)的操作和瀏覽符合權(quán)限的內(nèi)容。

　　b.日志管理：提供詳細(xì)的日志生成，存儲，檢索等功能。

　　c.統(tǒng)計(jì)報(bào)表：

　　1)標(biāo)簽警告記錄——查看所有標(biāo)簽或指定標(biāo)簽的所有警告記錄;

　　2)查看標(biāo)簽報(bào)表——查看標(biāo)簽的重要報(bào)警，出入?yún)^(qū)域次數(shù)及停留時(shí)間統(tǒng)計(jì);

　　3)操作歷史記錄——查看用戶的操作歷史記錄;

　　4)統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)工作的執(zhí)行次數(shù)、單人的工作情況和閑置時(shí)間、每天各崗位的工作高峰期;

　　5)對各告警事件發(fā)生的時(shí)間和區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;

　　6)分析標(biāo)簽狀態(tài)提供閑置警力名單和位置，供所領(lǐng)導(dǎo)參考用警，分析指標(biāo)由用戶自行設(shè)置;

　　7)根據(jù)用戶自定義規(guī)則，按時(shí)間段統(tǒng)計(jì)民警巡邏次數(shù)、時(shí)間段和間隔時(shí)間。

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史：

　　中國物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟認(rèn)為，傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程分為以下三個階段：傳感器→無線傳感器→無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(大量微型、低成本、低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的多跳無線網(wǎng)絡(luò))

　　第一階段：最早可以追溯至越戰(zhàn)時(shí)期使用的傳統(tǒng)的傳感器系統(tǒng)。當(dāng)年美越雙方在密林覆蓋的“胡志明小道”進(jìn)行了一場血腥較量，“胡志明小道”是胡志明部隊(duì)向南方游擊隊(duì)輸送物資的秘密通道，美軍對其進(jìn)行了狂轟濫炸，但效果不大。后來，美軍投放了2萬多個“熱帶樹”傳感器。“熱帶樹”實(shí)際上是由震動和聲響傳感器組成的系統(tǒng)，它由飛機(jī)投放，落地后插入泥土中，只露出偽裝成樹枝的無線電天線，因而被稱為“熱帶樹”。只要對方車隊(duì)經(jīng)過，傳感器探測出目標(biāo)產(chǎn)生的震動和聲響信息，自動發(fā)送到指揮中心，美機(jī)立即展開追殺，總共炸毀或炸壞4.6萬輛卡車。

　　第二階段：二十世紀(jì)80年代至90年代之間。主要是美軍研制的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、海軍協(xié)同交戰(zhàn)能力系統(tǒng)、遠(yuǎn)程戰(zhàn)場傳感器系統(tǒng)等。這種現(xiàn)代微型化的傳感器具備感知能力、計(jì)算能力和通信能力。 因此在1999年，商業(yè)周刊將傳感器網(wǎng)絡(luò)列為21世紀(jì)最具影響的21項(xiàng)技術(shù)之一 。

　　第三階段：21世紀(jì)開始至今，也就是9·11事件之后。這個階段的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)在于網(wǎng)絡(luò)傳輸自組織、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)低功耗。除了應(yīng)用于反恐活動以外，在其它領(lǐng)域更是獲得了很好的應(yīng)用，所以2002年美國國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室--橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室提出了“網(wǎng)絡(luò)就是傳感器”的論斷。

　　由于無線傳感網(wǎng)在國際上被認(rèn)為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的第二大網(wǎng)絡(luò)，2003年美國《技術(shù)評論》雜志評出對人類未來生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的十大新興技術(shù)，傳感器網(wǎng)絡(luò)被列為第一 。

　　在現(xiàn)代意義上的無線傳感網(wǎng)研究及其應(yīng)用方面，我國與發(fā)達(dá)國家?guī)缀跬絾?，它已?jīng)成為我國信息領(lǐng)域位居世界前列的少數(shù)方向之一。在2006年我國發(fā)布的《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，為信息技術(shù)確定了三個前沿方向，其中有兩項(xiàng)就與傳感器網(wǎng)絡(luò)直接相關(guān)，這就是智能感知和自組網(wǎng)技術(shù)。當(dāng)然，傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也是符合計(jì)算設(shè)備的演化規(guī)律。