智能窨井防逃監(jiān)測系統(tǒng)
1．系統(tǒng)概述
獄內(nèi)公共區(qū)域常有罪犯活動，而各種窨井由于聯(lián)通外界，成為防范罪犯脫逃或藏匿的重點管控部位。本系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術將井蓋的開合狀態(tài)隨時反映給值班民警，從而使民警能夠及時發(fā)現(xiàn)異常情況避免安全事故的發(fā)生。
系統(tǒng)可兼容原一卡通區(qū)域管控系統(tǒng)，利用原基站進行工作，減少重復投資。
2．需求分析
當下，安防系統(tǒng)已遍布整個監(jiān)獄，但對于獄內(nèi)地下管線的防范還是盲點。除了增加定時巡查的警力外，還應通過技術手段實現(xiàn)對井蓋打開、受損等危害監(jiān)獄安全的情況實現(xiàn)智能化的自動偵測。
監(jiān)獄指揮中心處值班民警可以實時掌握報警點全面的信息，包括其附近多臺攝像機視頻、報警點區(qū)域的民警值班信息等，該系統(tǒng)要做到一有報警，就可以立即電子地圖顯示報警點、附近多處視頻、通訊信息等，便于指揮中心迅速了解警情，做出正確指揮。
3．系統(tǒng)設計
3.1系統(tǒng)設計參照指標
無線通信頻率433MHz，非此頻段的定位系統(tǒng)需提供省、部級（含）以上權威機構出具的檢測報告證明空中通訊協(xié)議需采用非Bluetooth/WIFI（802.11a/b/g/n）/3G/4G 的私有通訊協(xié)議。
3.2技術選型
根據(jù)方案設計的功能要求，系統(tǒng)需要實現(xiàn)功能包括區(qū)域人員入侵情況的采集?，F(xiàn)有實現(xiàn)開關量采集的方案較多，如總線的報警主機、網(wǎng)絡硬盤錄像機報警接入、網(wǎng)絡攝像機報警接入、網(wǎng)絡開關量接入、無線報警接入等方式。下面就各種技術進行簡單分析：
網(wǎng)絡報警在穩(wěn)定性和擴展性方面都占優(yōu)但在實際的部署過程中還需要開墻、布線施工量較大。
總線制報警主機需要的IP地址資源較少，但是完全依托于主機的運行，一旦主機或總線出現(xiàn)問題，則該主機下的所有報警設備全部失效。在實際部署中也需要開墻、布線施工量較大，不便于未來的擴展和升級。
網(wǎng)絡硬盤錄像機、網(wǎng)絡攝像機的接入都依托于該設備，可接入設備的數(shù)量存在限制，未來的擴展性方面較差，同時也存在施工布線的較大工作量。
物聯(lián)網(wǎng)報警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，1、根據(jù)司法部的管理要求監(jiān)獄內(nèi)不允許使用無線網(wǎng)絡，所以本次設計采用的是在433Mhz頻段上的自主協(xié)議，而非IEEE802.11標準無線網(wǎng)絡協(xié)議，在保密性上得到保證；2、該方式擴展極為方便，無需另外的布線就可以完成區(qū)域內(nèi)終端的擴展；3、該方式的協(xié)議與未來可能實施的大隊學員流動及點名管理的系統(tǒng)相兼容，基站部分可以復用，保障了監(jiān)獄投資的可靠性和前瞻性。
特別針對井蓋報警，井蓋安裝在道路中間，如果選用有線模式則需要破路放線，這個幾乎是不可能實現(xiàn)的。
3.3組成及原理
監(jiān)獄井蓋報警系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)，系統(tǒng)整體設計分為三部分，第一部分為前端采集部分，主要負責實現(xiàn)前端報警開關信號；第二部分為提示部分，主要負責實現(xiàn)當發(fā)生報警的情況下可以通過門燈、軟件界面等多種形式快速提示民警；第三部分為后臺服務部分，主要負責實現(xiàn)報警數(shù)據(jù)的處理、下發(fā)并與其他的系統(tǒng)進行關聯(lián)，如：視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。
本次物聯(lián)網(wǎng)報警聯(lián)網(wǎng)的基礎主要是依托定位系統(tǒng)的技術平臺開發(fā)的系統(tǒng)，系統(tǒng)原理圖如下：

（1）窨井防逃監(jiān)測器
采用機械行程控制原理識別井蓋的打開和關閉。偵測器集成了無線報警上傳模塊，可將報警信號以無線方式上傳至無線定位基站。
（2）CS(Cell Station，基站)
部署于需要無線覆蓋的區(qū)域。接收移動點發(fā)射的無線電信號，并傳輸至基站控制器。
（3）CSC(Cell station Controller，基站控制器)
每個基站控制器最大負載72個基站，采集基站數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)至定位服務器和系統(tǒng)資源控制器。
（4）NMS(Net Management Server，網(wǎng)絡管理服務器)
提供系統(tǒng)基礎服務。實現(xiàn)設備遠程管理、配置、更新及設備狀態(tài)監(jiān)測與性能監(jiān)測功能。
（5）SRC(System Resource Controller，系統(tǒng)資源控制器)
協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)內(nèi)部的空中資源，控制各個基站和移動設備的資源分配。
（6）LSS(Locating System Server，定位引擎)
系統(tǒng)算法核心單元，提供實時位置服務。依據(jù)前端采集的移動點數(shù)據(jù)通過精密定位算法實時輸出每個移動點位置信息，本次項目暫時不涉及該部分的功能。
（7）APPS(Application Server，應用服務器)
系統(tǒng)應用核心單元，依托LSS的位置服務，進行業(yè)務應用。本項目中應用只包含移動設備的狀態(tài)和ID的上傳。
系統(tǒng)流程為窨井防逃監(jiān)測器在系統(tǒng)中入網(wǎng)，實現(xiàn)在微蜂窩中建立通訊鏈路，完成鏈路后按照用戶的定義要求時間間隔發(fā)送移動設備自身的ID號和狀態(tài)，系統(tǒng)軟件客戶端將ID和狀態(tài)轉(zhuǎn)化為報警點和采集點顯示在界面中，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能。在此基礎上，系統(tǒng)軟件與視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行的對接實現(xiàn)報警視頻聯(lián)動、信息聯(lián)動等功能。
3.4初步功能設計
1、井蓋開合狀態(tài)顯示
系統(tǒng)自動監(jiān)測每個井蓋的開啟狀態(tài)，當井蓋被打開時，系統(tǒng)自動偵測出井蓋被打開，并以信息提示的方式提醒民警給予關注。
2、視頻聯(lián)動觀察
系統(tǒng)能夠根據(jù)窨井防逃監(jiān)測器發(fā)出的報警信息聯(lián)動附近的監(jiān)控系統(tǒng)自動調(diào)出相應井蓋周邊的監(jiān)控圖像。
3、井蓋傳感器狀態(tài)
井蓋傳感器以固定時間（48S）向系統(tǒng)發(fā)送心跳狀態(tài)、電量狀態(tài)等信息，當井蓋傳感器出現(xiàn)故障或低電量后可及時告知系統(tǒng)，做到自我檢查。
3.5產(chǎn)品參數(shù)
1、智能井蓋傳感器性能
1）嚴密防水處理：窨井內(nèi)環(huán)境是：高濕度、高溫度（夏季），甚至暴雨季節(jié)還需要泡水等，傳感器工作環(huán)境非常惡劣。井蓋傳感器設計時必須對防水、防腐蝕 等做嚴格處理；
2）低功耗：井蓋傳感器采用特殊的數(shù)據(jù)交互機制，大大延長電池使用時間。全天候工作模式下，續(xù)航時間不低于5年。
3）低電量提醒：電子腕帶電量低至警戒值時，系統(tǒng)主動提示電量不足信息。
2、智能井蓋傳感器參數(shù)
通訊頻率：433MHz；
靜電放電抗擾：在空氣放電8kV，接觸放電6kV試驗中允許樣機有小于200ms的暫時變化，試驗后樣機工作正常；
輻射功率：10dBm
調(diào)制方式：GFSK
防護級別：IPx6