基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的監(jiān)獄人員定位可視化管理系統(tǒng)

經(jīng)過芯片選型對比，WLAN模塊芯片選擇Atheros的AR5006X，這是一款單芯片WLAN方案，集成有RF、BP和MAC。RFID模塊選擇PKE芯片AS39 31，這是一款低功耗喚醒接收機，利用兩個正交放置的線圈作為低頻接收天線，由低功耗低頻喚醒芯片AS3931接收RFID信號，同時與CPU通信。CPU則選用AVR單片機ATMEGA8，這是一款高檔單片機。
標簽外殼設(shè)計需要考慮防水防塵和安全問題。防水防塵做到IP67；鎖扣螺釘不外露，材質(zhì)柔軟舒適，不傷皮膚，對WLAN信號的穿透性影響不大。按鍵I／O外接按鍵，用以緊急報警使用(目前已經(jīng)預(yù)留2個)。當標簽向AP發(fā)送信號時，LED指示燈點亮。拆卸I／O主要用于腕帶類標簽的防拆卸功能。
一般標簽在使用之前都需要激活。標簽激活后，即工作在Wi-Fi模式下，CPU系統(tǒng)控制WLAN模塊定期發(fā)送Wi-Fi定位信號。定位信號包含標簽基本信息、發(fā)送時間、Exciter ID等參數(shù)信息。當標簽靠近Exciter時，標簽RFID模塊再次被激活，之后，觸發(fā)CPU系統(tǒng)控制WLAN模塊立即發(fā)送一個Wi-Fi信號。
3．2 軟件設(shè)計
根據(jù)標簽的工作狀態(tài)，CPU軟件系統(tǒng)包含INITIAL、CONFIG、IDLE、TRAFFIC等4種狀態(tài)。圖4給出了標簽軟件系統(tǒng)狀態(tài)切換圖。

從圖4可見，標簽上電后，直接由INTIAL狀態(tài)進入IDLE狀態(tài)。如果標簽不被激活，則標簽一直處于節(jié)電模式的IDLE狀態(tài)。當標簽被激活后，標簽進入CONFIG狀態(tài)，用戶可對標簽參數(shù)進行修改配置。標簽參數(shù)配置修改后，若標簽運行模式為Enable，則標簽進入TRAFFIC狀態(tài)，周期性發(fā)送Wi-Fi信號，并檢測I／O電平。當標簽處于TRAFFIC狀態(tài)時，用戶也可以利用RFID設(shè)備再次激活標簽，進行CONFIG狀態(tài)并修改參數(shù)。根據(jù)圖4所示的軟件狀態(tài)切換過程，圖5給出了CPU系統(tǒng)的主程序流程框圖。

由圖5可見，標簽激活后，標簽—直處于TRAFFIC狀態(tài)，定時器每中斷1次，CPU系統(tǒng)就向Wi-Fi轉(zhuǎn)發(fā)1個消息包發(fā)送。消息包含有標簽MAC地址、按鍵I／O狀態(tài)、拆卸I／O狀態(tài)、觸發(fā)器ID等字段。

4 定位管理系統(tǒng)
定位管理系統(tǒng)運行在Windows Server服務(wù)器上。為了便于集中管理和遠程控制，本系統(tǒng)基于瀏覽器方式開發(fā)，并支持遠程web訪問。圖6給出了該定位管理系統(tǒng)的實現(xiàn)框圖，整個系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)庫、定位網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)關(guān)服務(wù)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用統(tǒng)、集成接口等6個模塊。