基于物聯網技術的監獄人員定位可視化管理系統

經過芯片選型對比，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(目前已經預留2個)。當標簽向AP發送信號時，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系統控制WLAN模塊定期發送Wi-Fi定位信號。定位信號包含標簽基本信息、發送時間、Exciter ID等參數信息。當標簽靠近Exciter時，標簽RFID模塊再次被激活，之后，觸發CPU系統控制WLAN模塊立即發送一個Wi-Fi信號。
3．2 軟件設計
根據標簽的工作狀態，CPU軟件系統包含INITIAL、CONFIG、IDLE、TRAFFIC等4種狀態。圖4給出了標簽軟件系統狀態切換圖。

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

由圖5可見，標簽激活后，標簽—直處于TRAFFIC狀態，定時器每中斷1次，CPU系統就向Wi-Fi轉發1個消息包發送。消息包含有標簽MAC地址、按鍵I／O狀態、拆卸I／O狀態、觸發器ID等字段。

4 定位管理系統
定位管理系統運行在Windows Server服務器上。為了便于集中管理和遠程控制，本系統基于瀏覽器方式開發，并支持遠程web訪問。圖6給出了該定位管理系統的實現框圖，整個系統分為數據庫、定位網關、網關服務、數據管理、數據應用統、集成接口等6個模塊。