物联网综合报警与工具管理系统

1、系统概述

监狱是一个重点防范单位，为了更好的管理，建立一套智能化的安全防范系统是非常必要的，对于安全防范而言，对于综合报警与劳动工具管理管控尤为重要，而传统报警系统一般存在以下两个问题，第一，建设时间较长，技术较为老旧，后续维保费用持续增加，第二，系统未采用最新的架构设计，每种系统均配有大量的控制主机及辅助软件，造成集成性差，通讯回路重复建设和维保维护代价高等问题，而且日趋严重，急需找到一种新的方式实现一体化集中管控，从而降低投入建设成本，缓解干警工作强度。

随着科技的不断发展，北京和记平台官网科技有限公司开发  的基于窄带物联网技术智能化系统逐步成为一种新的趋势，解决了老旧系统对信号线及电源线的过度依赖性，实现了远距离低功耗的探测目的，此次物联网综合报警与工具管理系统紧密融合窄带物联网技术，结合监狱实际现在，从根本上解决老旧系统存在的一些问题，实现了通用性传统报警系统的一体化整合，并结合劳动工具使用的情况，把工具断链报警及资产管理也纳入整套系统系统中，不仅一次性投资金额减少，后期的维护维保费用也得到了降低，使用过程中更加稳定可靠，故障排查更加简便易懂。

2、系统要求

此次设计的目的和要求：围绕窄带物联网技术结合低代码（无码化）开发平台，实现对于监狱通用报警系统及劳动工具的融合管理及一体化应用，从根本上解决干警对于多系统、多任务、多体系的困扰，构建新的一体化、智能化的管控管理体系，降低管控风险等级，提高管控风险效率。

根据上述设计要求结合监狱实际情况，具体设计要求如下：

2.1、  对于固定式应急报警的管控管理

在所有的监区干警办公室设计有固定式应急求助报警按钮，按钮采用超远距离低功耗无线设计模式，摆脱对于电源线、信号线及过多基站或无线中继点的依赖，提高设备的可靠性、低维护性、安装的便利性及位置的可移动性。

2.2、  对于移动式应急报警的管控管理

为每个干警配合具备窄带物联网应急求助手环，与固定式应急报警采用同一套无线回路，通过布署少量的私有化的加密基站实现监区无线全覆盖，在监区干警可随时随地通过手环发出报警求助。

2.3、  对于劳动工位应急报警的管理管控

在每个劳动工位上加装一键报警装置，为达到资源的合理优化，该一键报警装置要求可以与智能工具管理终端配合使用，智能工具管理终端需具备对一键报警装置触发信号的采集功能，并采用与固定式应急报警同一套无线回路。

2.4、  对于工具脱链报警的管理管控

在每个劳动工位上加装一套智能工具管理终端设备，要求该设备具备不少于4路的工具脱链报警监测能力，通过定制的钢丝绳将工具连接起来，融为一体，保证足够拉伸强度和抗破坏性，智能工具管理终端采用高强度机壳，保证在极端情况下犯人依然无法挣脱的，保证绝对的安全性和可管控性。

2.5、  对于智能巡更的管理管控

受制于监狱的特殊情况，要求可以借助于固定式应急报警的无线通讯网络，实现智能巡更的实时化，快速响应化，设计的巡更终端要求具备固定式应急报警设备的远距离窄带物联网无线通讯方式，具备一键求助按钮，在每个监室设置一张无源巡更卡片，为相关干警配置新型智能巡更手持终端，结合一体化的管理平台通过对监室巡更点信息的读取在平台中实现实时位置显示，在突发情况下还可以通过智能手持终端自带的SOS按键，实现应急求助，实时轨迹显示，巡更路线查询等。

2.6、  对于工具资产的管理管控

要求在每个工具上设计一个微型的无源射频卡，通过一种具备远距离窄

带物联网无线通讯方式手持终端设备，实现对于工具的盘点、报废和出入库

的管理工作。

2.7、  对于工具的定位管理管控

要求通过电子地图及定位装置实现对监狱工具的位置信息显示及带出工作区域报警的功能。

3、系统设计

3.1、系统功能

整体功能设计主要围绕五个要素开展实施，即：查、巡、管、控、记五大核心要素，通过对五大核心要素的管控实现整套系统的高度可靠性和稳定性。

（1）架构设计：系统简化了前端硬件设备数量，优化了前端通讯方式，摆脱个别定制特种终端所带的更新换代及成本高的问题，在软件设计方面，整体采用BS架构设计，前端采用H5的页面展示技术，可以自动适配PC、PAD等多终端展示方式，后端采用微服务架构设计，支持软件快速升级、快速协议对接及快速开发功能，可支持共有云（SAAS）布署及私有云（PAAS）布署。

（2）权限管理：系统权限管理分类清晰明确，用户权限设置灵活。可设置三个层级应用权限，权限功能及领导层级可自行定义。

（3）低功耗与无线：整个监区通过加装私有无线自组网基站，实现整个监区无线覆盖，无线方式选择窄带技术，不同于传统的WIFI和4G等技术，该无线方式传输带宽非常低，尽能保证一般的传感数据传输和智能控制，无法传输视频、图片和音频等文件，保证在无线覆盖及被窃取的情况下重要数据及敏感数据不会被泄露的问题，另外低功耗设计保证所采用的智能工具监测终端、应急报警装置、智能巡更终端、工具盘点终端均采用电池供电，无需构建专门的供电回路。

（4）监查管理功能：用户通过平台可自行加载监区任意位置的电子地图，通过在电子地图上设置不同的功能属性点位，实现对报警及工具的数据监测、警情展示、位置定位及集中管理管控等功能。

（5）巡检管理功能：系统除具备智能化的管理管控方式外，还融合了人工复核巡检、巡查功能，通过软件可以自动设置匹配巡检干警与巡检终端的绑定关系，保证管理管控过程中的零疏忽。

（6）业务管理功能：系统内置多个数据库文件，对于不同属性的工具及人员设计不同的表格结构及属性结构，在业务执行过程中，干警只需要根据实际的业务进行自动的选择即可，业务类别涉及应急报警、智能巡更、工具断链监测、工具资产盘点四个大类中的多个细分业务。

（7）自动控制功能：系统在保证足够数据的采集功能外，集成智能分析模块，通过对某些数据或业务的自动分析，可自行输出不同的控制指令或驱动前端声光设备，实现数据的智能化上传下达及类脑分析功能。

（8）记录查询功能： 每个业务在执行过程中均会自动生成历史记录，并可进行保存和导出，如果工具的断链报警记录、工具的借用记录、工具的报废记录、应急报警记录、巡更记录等

3.2、系统组成

?  物联网综合报警与工具管理系统软件

?  工具盘点手持机

?  固化工具管理终端（断链报警监测装置）

?  断链检测线

?  工具位置定位基站

?  无线数据通信网关

?  无源电子标签

?  有源电子标签

?  发卡器

?  声光报警灯

?  无线联动控制器

?  移动应急报警按钮（保护干警）

?  固定应急报警按钮（作业安全）

?  应急报警按钮（值班安全）

?  巡更手持机

?  巡更点

?  移动智能工具箱

3.3、 系统拓扑图

3.4、系统功能介绍

软件平台是整个项目的核心所在及关键技术所在，随着技术的不断发展，简化前端硬件设备数量，优化前端系统架构设计，摆脱基于安卓系统的定制特种终端所带的更新换代及成本高的问题，丰富软件处理能力，实现智能管控，成为大势所趋，选择这种方式的好处在于，初期建设成本低，后期运营成本低、故障率低、检修量小等优势。而在软件设计方面，整体采用BS架构设计，前端采用H5的页面展示技术，可以自动适配PC、PAD提供多终端展示方式，后端采用微服务架构设计，支持软件快速升级及定制功能开发，不影响其他原有模块及整体系统架构，定制升级开发周期短，稳定性高。另外云端集中管理也将成为一种趋势，基于目前监狱的实际需求，软件平台可支持共有云（SAAS）布署及私有云（PAAS）布署。

?  平台管控对象设计

整个平台对标监狱现有工具管理流程，主要管控对象分为固化工具及非固化工具，分别采用不同的库文件进行分类展示及管理。

?  建立工具管理核心库文件

核心库文件主要分为三种，分别为：工具明细登记，犯人信息登记及相关警员信息登记，将带有唯一标识的工具进行入库登记，在借用流转过程中通过选择经手人实现整个流转监控过程中的全面监控。

?  固化工具的管理流程

软件平台提供车间工位地图显示，通过软件添加固化工具监测终端到平台设备列表中，在电子地图对应的每个工位上添加相应的点位，并匹配、点选工具明细库文件中的对应工具和所属设备的通道号，添加完成后，当某个工具断链后该点位即可发出报警功能，可以通过电子地图快速的感知到所有工具报警的位置。

如果需要更换或报废工具时，在工具库目录中选择更换工具或报废工具，软件自动生成报废记录，并在工具库中除去报废工具。

?  非固化工具管理流程

软件平台具备非固化工具管理功能，采用有源标签与工具箱或移动工具绑定，当有借出管理时，需在系统上进行操作，选择借用人及相关权限警员信息，如果犯人携带工具离开车间或指定区域时，干警通过软件可以直接查看该人员是否属于工具借用状态，通过软件及布署的无线通讯网关，还可以对非固化工具做区域盘点及区域定位功能。

?  工具的入库及盘点流程

系统会为每个工具发放一个指定ID号码的标签，与工具实现一对一匹配，入库时只需要输入工具名称，选择类别及ID号等，即可实现绑定与匹配，入库完成后，通过电子地图形成一个虚拟的二维库房图和工位图，在库房图和工位图中添加所有工具的点位，当盘点时，工作人员只需要拿着终端进行现场扫描读取即可，采用超高频技术无需贴近读取，当读到后，地图中的设备会显示红色，未读取的会显示绿色，扫描完成后会生成一个盘点记录。

?  工具报废更换管理流程

    如果要报废工具时，在工具列表中选择该工具，点击报废，系统可自动删除所有的点位及自动去除库存信息，并自动生成一个独立的报废工具表单。

?  机针的管理流程

通过一个机针收纳盒，将机针放入收纳盒中，收纳盒通过RFID标识进行识别管控，每次借用、盘点或报废时按照软件设计的相关流程操作，并对数量进行统计和管理。

?  工具颜色标识及注意问题

所有管理工具根据规定要求，所带标签采用不同颜色标识，并进行钝化处理。

?  三重点工具管理，在电子地图上对重点工具、重点人员和重点岗位进行集中管理。

?  工具断链报警监测机制

采用智能工具管理终端于工具进行绑定，通过一个断链监测线进行连接，断链监测线采用特殊材质定制而成，具备高强度，抗拉伸，当出现断链、脱链报警时，智能工具管理终端会发出一个无线报警信号传输给无线通讯网关，无线通讯网关将接收到的无线报警信号转换成RJ45网络信号，传输给服务器，进行报警声光提示，并在电子地图中显示报警点的位置信息、状态信息及其他自定义信息。智能工具管理终端采用电池供电，保证使用寿命在1年以上，具备破坏报警功能，低电量报警功能等。

?  应急报警监测管理机制

应急报警根据不同的应用场景分为移动应急报警、固化应急报警和工位应急报警三种，移动应急报警主要针对干警，为保护干警安全而设计，采用的窄带无线方式，通过腕带形式与干警进行绑定，当有紧急情况发生时，干警按下开关，手环发出一个无线报警信号传输给无线通讯网关，无线通讯网关将接收到的无线报警信号转换成RJ45网络信号，传输给服务器，进行报警声光提示，并在电子地图中显示报警点的位置信息、状态信息，其他按钮通讯和触发机制类似。

?  智能巡更管理机制

智能巡更采用RFID技术与窄带物联网技术相结合，通过内嵌的RFID数据读取模块实现对巡更标签信息的读取工作，并将读取到的数据传输给无线通讯网关，无线通讯网关将接收到的无线报警信号转换成RJ45网络信号，传输给服务器，进行巡更状态及轨迹的实时查阅。

?  智能盘点终端管理机制

智能盘点终端工作原理类似智能巡更设备，通过对工具上的无源卡标识，实现对工具的盘点、出入库及报废的管理工作。