解决方案
Total Solution
一、 背景介绍
在信息技术、监控技术、室内外定位技术高速发展的今天，对监所监管的管理技术和水平要求越来越高。提高监所安防管理水平，建立综合高效信息管理平台已成必然趋势。利用现代化的高科技技术手段监控管理在押在押人员，保护警务人员的安全，紧急情况下进行报警求助和掌握控制犯罪现场，充分发挥监管系统的作用。通过智能实时监管系统解决方案可以实现对监所在押人员、警务人员的定位、跟踪和移动路线回放。不仅能在第一时间对诸如袭警或违规等事件做出快速反应，还能及时提供事件发生时的准确位置、被袭警员以及在场人员，和袭击后的现场人员的移动去向等资料，大大提高意外情况下的处理效率和管理水平。为监所的管理工作提供更加高效的监管手段。
采用基于超宽带UWB无线网络的监所智能实时监管系统解决方案，包含人员信息资料，人员越界报警、人员的实时定位、追踪、路径回放等功能，将大幅度的提升监所内部的安全性和管理效率，降低管理人员的工作强度，同时还可以与现有的系统有效的集成并进行多方面扩展功能，完善整个监控管理系统的功能， 有效地增强系统的安全性，真正意义上实现管理信息化，实现“向科技要警力”。
二、 方案介绍
1 概括
超宽带技术（UWB）是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。超宽带可用于室内精确定位，例如战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。
超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。
2 UWB室内定位流程
(1)每个定位手环以UWB脉冲重复不间断发送数据帧;
(2)定位手环发送的UWB脉冲串被定位基站接收;
(3)每个定位基站利用高敏度的短脉冲侦测器测显每个定位手环的数据帧到达接收器天线的时间;
(4)定位引擎参考手环发送过来的校准数据，确定手环达到不同定位基站之间的时间差，并利用三点定位技术及优化算法来计算手环位置。
(5)利用单基站定位一般采用AOA (Angle of Arival) 算法，采用多基站定位多采用TDOA (Timedifference of Arrival算法。
3 UWB室内定位系统架构及功能
3.1 系统结构图
3.1.1 UWB电子手环
UWB电子手环为有源手环，佩戴在监管人员身上使用，在不同应用环境下拥有多变性。它的定位精度最高可达到5-10cm,手环发出的UWB脉冲信号，通过定位基站(定位传感器)接收和传输。每个手环都有唯的ID号，可通过这个ID号将定位的物体联系起来，使定位基站(定位传感器)通过手环找到实际定位的位置。手环传输信号持续时间很短，能够允许成百上千的手环同时定位。
3.1.2 UWB定位基站
定位基站(定位传感器)可以通过到达时间差(TDOA) 测虽技术，来确定手环的位置，并将数据传输至网络控制器及定位引擎软件，定位精度达到里米级。
3.1.3底层定位引擎
定位引等位于部署于定位服务器中，是进行基站组网和定位算法实现的地方，并提供API定位数据与上层应用软件调用。
3.1.4上层应用软件
上层应用软件主要体现为系统功能UWB室内定位系统基本功能可包括:
(1) 全局位置显示: 监控室可实时显示、查询每个在押人员、干警的实时位置,显示于监所监控管理平台上。
(2) 实时轨迹跟踪: 在押人员和干警的运动位置可以以轨迹形式显示，分析轨迹异常行为。
(3) 历史数据回放: 位置服务器存储历史位置数据，可回放查询关键时间节点人员的动态情况。
(4) 安全区域报警: 软件中轻松设定安全区电子围栏、警报区和禁区电子围栏，一旦进入则触发相应级别的报警。
(5) 聚众行为报警: 设定指定范围内聚集超过一定人数，则进行聚众行为预报警。
(6) 陪同监测/监护组管理: 访客陪同监测功能，防止外来人员或车辆无人陪同；
在押人员行为监测，包括互监组离群、在押人员违规聚众等 功能。
(7) 定位腕带拆卸报警: 一旦有在押人员对对手环进行破坏或拆卸， 系统自动报警。
(8) 动态点名功能: 实时计算应到人数、实到人数、缺少人数；外出登记可以显示缺少数的去向。
(9) 警员报警功能: 干警遭遇警情或人身威胁事件，可按下警员腕带的报警按钮，实时通知控制台以避免恶性事故发生。
(12) 软件权限管理：
账户管理模块及其接入数据授权；指挥中心/大队/在押人员组等内数据互相可视配置；
账户角色管理模块及功能授权；指挥中心/大队/在押人员组等高权限人员组内管理权限。
