浅谈在监狱安防信息化领域物联网技术的应用

邓洋　徐海林

摘 要：本文探讨在我国监狱安防信息化取得不小进步的今天，如何引入物联网这个新型技术，为监狱安防信息化新发展服务。文中大胆设想了物联网在监狱安防信息化中的应用方向，并提出监狱物联网建设的思路和想法，及相关技术分析。

关键词：物联网；安防；信息化；监狱管理

中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：2095-1302（2014）10-00-02

0 引 言

物联网技术是新一代信息技术的重要组成部分，是继计算机、互联网之后全球信息产业的第三次浪潮，其技术与产业的发展已经引起了世界各国政府、产业界与学术界的重视。我国政府也高度重视这一前所未有的历史机遇，积极投入物联网核心技术的研究和发展，迄今已有200余所大学开设了物联网工程专业。监狱作为国家的刑罚执行机关，进行有效的信息化安防系统建设势在必行，随着信息技术的发展与进步，物联网这个新型名词也将更多的和监狱安防信息化新发展联系在一起。如何将这项新技术的红利确实分享到大量一线干警身上，提高他们的工作效率，降低工作强度，减少机械重复工作，创新管理水平，真正实现“向科技要警力”，将是摆在我们面前的一个重大课题。

1 物联网技术概述

物联网被重视起来应该就是这几年的事情，当我们讨论它的产生根源时，可能会追溯到1995年比尔·盖茨的《未来之路》这本书。该书开头就提出一系列很有远瞻性的问题，列举其中的一个问题：“位于哪里的哪一家商店在明天早晨以最低价把一个测量你脉搏的手表送货上门？”书中这些亟待解决的问题正孕育着物联网的出现。

物联网的英文表达是“Internet of Things”，它的概念正式被提出是在2005年，当时国际电信联盟（ITU）在信息社会世界峰会上发布了研究报告，其报告指出无所不在的物联网通信时代即将到来，世界上万事万物，大到飞机、大桥，小到手表、手机，只要嵌入微型的传感器芯片和RFID芯片，就能形成一个无所不在的物联网系统，系统内的所有物体能够实现任何时间、任何地点的信息交互，从而最终实现人与人、人与物、物与物之间的沟通连接。物联网实际上是通信网和互联网的延伸，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，使人类对客观世界具有更透彻的感知能力、更全面的认知能力、更为智慧的处理能力，实现信息世界和物理世界的深度融合。物联网的计算模式在提高人类的生产力、效率、效益的同时，能进一步改善人类社会发展与地球生态的和谐与可持续发展的关系。

2 物联网技术在监狱安防信息化中的应用探索

2.1 智能人员管理

由于监狱的特殊性，出入监狱的人员形形色色，对这些人群采取佩戴不同类型RFID标签的管理方式，将大大提高人员管理的智能化水平。

（1）监狱工作人员管理。监狱工作人员一般包括民警和职工两种，对于其不同的分工类型和特点，在RFID标签上写入各自基本信息，并授予相应的工作提醒与权限。

（2）临时进出人员管理。录入外来人员的信息、陪同人员信息、进监事由，并设定标签的活动区域及有效时限，有效时限临近时自动提醒，离开时自动提醒交回标签。

（3）服刑人员管理。详细录入服刑人员各自的信息，包括姓名、年龄、犯罪信息、性格特点、身体状况、处遇等级、改造情况等，并按具体情况划定活动范围和提醒事项。

（4）探监人员管理。录入探监人员身份信息、探监对象，并设定陪同探监的民警信息，离开时自动提醒交回标签。

通过后台系统对上述常见的人员进行分类管理，可以随时掌握狱内人员的分布和构成情况，对于超越授权范围的人员，后台管理软件将自动报警，并通过RFID标签自动将报警信息及时发给相关人员，届时将大大提高监狱民警的工作效率，提升监狱安全系数。

2.2 智能医院管理

监狱医院作为保障服刑人员身体健康的重要部门，常由于资源条件的限制，往往在服刑病人遇到突发身体状况后难以应付。在引入监狱智能医院信息系统后，将以监内病人中心，以服刑患者基本信息、治疗过程、医疗物资管理为主线，通过覆盖全监狱的医疗管理信息系统，同时接入狱外对口医疗单位、区域智能医疗网络平台，实现远程医疗、在线医疗咨询与预约服务，更及时高效地为监内服刑人员服务。整体设想的流程是：通过监内服刑病人或者正常人随身携带的RFID标签或者身体传感器，随时监测这部分人体的各项生理参数（体温、脉搏等），并将数据通过无线网络实时传送到医院后台服务中心，后台系统将根据传来的数据进行自动分析比对，对可能引发的疾病危险实施自动报警，将紧急信息发送到当天值班医生的RFID标签上，并能通过自动分析结果推荐治疗的药物，值班医生能通过RFID标签定位系统迅速定位到病人具体位置，并可携带后台中心系统推荐的药物迅速赶到现场实施最及时的救治。对于需要出监治疗的紧急情况，医生通过后台中心系统接入智能网络平台，预约专家或者申请远程医疗。监狱智能医院的最大优势就在于，能预防疾病的发生，在疾病发生的第一时间了解病情，并实施最准确及时的治疗。

2.3 智能设施设备管控

监狱中有众多设施设备，大到围墙、电网、监控、门禁等，小到锤子、剪刀等生产工具，这些看似独立的个体，其实都关系到监狱的安全。对于这些纷繁复杂的个体，我们设想通过引入大量的各种类型的传感器，对整个相对静态或动态的个体实施深入的环境感知，通过传感器的参数监控，可以准确实现全面的在线监控，及时发现设施设备可能出现的故障和风险，快速处理，消除安全事故。对可能出现的潜在危险或突发事件，快速预判，消除安全隐患。例如：可以在监狱内的围栏上安装若干个复合类传感器，用于检测围栏周界的安全。如有不法份子采用工具破坏或者试图攀越围栏时，围栏上的复合传感器会检测到异常震动信号，经过匹配分析，以及智能识别和定位，发出预警信息至监狱指挥中心。监狱指挥中心根据传感器的预警信号提示位置，通过区域附近的视频监控确认，以围界前端灯光、喇叭发出警报，同时视情况启动相应应急预案。如有不法份子在围栏附近挖掘时，地下的地理传感器感受到异常震动，通过综合分析，确定事件发生位置，发出预警信号至监狱指挥中心，监狱指挥中心也随即启动相应方案。

此外，管控系统还可引入物联网多模块集成技术和云计算理念，实现周界报警、视频监控、门禁管理、劳动工具等信息在一个平台上集中管理维护，从而形成管控一体化的智能设施设备防范系统，改变个体之间孤立运行的局面，使得各项信息能够全面有效进行交互，方便管理人员通过数据挖掘与智能信息处理，从大量的云计算平台数据中提取有效信息，对整个监狱所有设施设备实施统一管控。

3 监狱物联网的构成

3.1 监狱物联网感知层

监狱物联网感知层是监狱物联网建设的基础，是监狱物理世界和信息世界的重要纽带。它由大量具有感知、通信、识别能力的智能物体与感知网络组成。在服刑人员手腕上的每一个RFID手环，在劳动工具上贴的每一个RFID标签，在围墙、护栏周围分布的每一个震动传感器，在监内服刑病人身上携带的检测身体参数的身体传感器，在大门、围墙周界安装的每一个光学传感器——视频摄像头等，这些都作为一个个感知节点，随时监控监狱物理世界里的一举一动。为了保证感知层获取数据的准确性，建设过程中应考虑尽可能增加感知节点的覆盖范围，通过若干感知节点信息的分析比对，得到尽可能准确的数据。而其中无线传感器节点与RFID标签节点都属于微小型的嵌入式系统，其单体生存能力的强弱，以及体积的大小、功耗的多少、造价低廉与否等都是作为选择感知节点的必备条件，作为监狱物联网感知层，生存能力强、体积小、功耗少、造价低的感知节点必定更受欢迎。

3.2 监狱物联网网络层

监狱物联网网络层是连接感知层和应用层的中间层，它的作用是要正确、快速、安全地传输感知数据和控制指令，实现广泛的可靠的互联互通。作为在计算机网络和移动通信网络基础上衍生出来的物联网网络层，采用异构网络互联是监狱物联网网络层的一个重要特点，但它依旧要遵循通信协议中规定的数据编码方式、包格式与信息交互过程。对于前端感知层节点获取的数据信息，大部分通过移动网络，将信息及时发送专用的网关（gateway），通过网关的协议转换功能，转换成计算机网络上能识别的数据信息，从而方便中心服务器综合分析处理。这里的网关连接的两端，一端是IP网，一端可称为非IP网，网关的作用就是完成两种不同协议的网络之间数据信息的格式变换，实现感知层和应用层信息的顺畅互通。当然在设计监狱物联网网络层的同时，一个不容忽视的问题就是通信安全性。在一端的IP网，可以考虑通过设计专门的监狱IP专网，使其专供监狱物联网使用，和其他外部网络线路实现完全意义上的物理隔离，可最大程度降低泄密风险；在另一端非IP网络（主要是移动互联网络和无线通信网），传输途径主要是通过空中信道传输，这里可以通过虚拟专用网络（Virtual Private Network ，VPN）和密码加密等方法，尽可能保证数据信息的安全。当然新型的监狱物联网网络层最好直接使用IPv6地址，可大大增加地址空间，保证每个物联网感知节点都有其唯一的IPv6地址。

3.3 监狱物联网应用层

监狱物联网应用层作为三层结构里的最高层，是保证人与人、人与物、物与物之间信息有条不紊交换的关键。由于监狱物联网感知节点数量广，数据形式多样，数据信息也实时变化，所以在设计监狱物联网应用层时，得着重考虑这些庞大数据的存储以及各种数据形式的融合处理问题。因此监狱物联网是否能够发挥作用，将取决于是否有一个庞大的能够完成超级运算的数据中心。一切都预示了监狱超级数据中心的建设不可避免，但考虑到成本太过昂贵，更不可能每个监狱都各自建立一个庞大的数据中心，这时“云计算”理念的提出恰恰解决了这个难题。用一句比较通俗易懂的比喻来形容“云计算”在物联网里的运用：“让未来的计算资源能像公共设施（如水、电）一样被使用”。它使得我们可以直接借用强大的互联网资源，租用庞大的互联网数据中心（Internet Data Center，IDC）。这样我们只需要支付小部分租金，而不需要花费巨额的建设成本。我们还可以设想其中的“私有云”是专门为我们监狱物联网服务，它不但能够提供海量的存储空间和高速的计算处理能力，关键还有较高的安全保密性能。监狱管理者可在“私有云”的帮助下，全面及时的掌控监狱内所有人与物的一举一动，以智慧方式处理一切事务。

4 结 语

在监狱领域内广泛应用物联网技术，可以有效实现监狱的智能化管理，尤其在监狱智能人员管理、智能医院管理、智能设施设备管控等方面，大大提高了监狱管控的安全性，提升了信息化系统智能水平和自动化水平，最大限度地实现资源优化配置，减轻一线民警的工作强度。有利于实现从传统指挥向智能化指挥的转变、从事后取证向事前防范的转变、从孤立应用向综合集成的转变；有利于推动相关司法部门间的工作协同，提升人民群众对监狱机关执法工作的满意度，更好地服务于社会。随着监狱信息化发展的不断深入，物联网技术对监狱机关来说，既是机遇，也是挑战。通过物联网技术提升监狱安全防范能力将是监狱安全管理模式的一场深刻变革，将有力的推动监狱事业的发展。

参考文献

[1]吴功宜，吴英.物联网技术与应用[M].北京：机械工业出版社，2013.

[2]刘军，阎芳，杨玺.物联网技术[M].北京：机械工业出版社，2013.