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ZigBee技术监狱人员定位系统应用

  1.引言

  目前的监狱人员定位管理,基本还停留在人工管理阶段,以监狱狱警巡查记录加摄像机监视报警方式进行管理,对于移动中的人员,信息更新慢,准确度不高。监狱人员位置信息采集主要靠狱警巡查然后手工记录完成,无法将实时位置和在押人员真正关联起来。

  由于监狱人员定位管理水平不高,导致一系列恶性越狱事件未能及时被发现并制止,如呼和浩特的越狱事件,给社会造成极大危害。为防止越狱事件的再次发生,防止犯罪分子再次危害社会,建设监狱人员定位管理系统迫在眉睫。

  ZigBee技术是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,ZigBee技术具备功耗小、时延短、网络容量大和安全等优点,在短距离、低功耗、无线通信中具备特有的技术优势,ZigBee技术应用于小范围的基于无线通信的控制和自动化等领域.我们针对监狱设计了基于ZigBee技术的监狱人员定位系统。

  2.ZigBee技术

  2.1ZigBee技术简介

  ZigBee技术是一种新兴的短距离、低速率(250kB/s)、低功耗、低成本、自组网、低复杂度、安全可靠、高扩展性的双向无线通信技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。ZigBee的基础是IEEE802.15.4,这是IEEE无线个人区域网(PersonalAreaNetwork,PAN)工作组的一项标准,被称作IEEE802.15.4ZigBee)技术标准,主要适用于自动控制和远程控制领域,支持地理定位功能。作为一种无线通信技术,ZigBee技术具有以下特点:

  (1)低功耗:由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee设备非常省电。据估算,ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间,这是其它无线设备望尘莫及的。

  (2)成本低:ZigBee模块的初始成本在6美元左右,估计很快就能降到1.5-2.5美元,并且ZigBee协议是免专利费的。低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。

  (3)时延短:通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms,活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。

  (4)网络容量大:一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备,一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络,而且网络组成灵活。

  (5)可靠:采取了碰撞避免策略,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。

  (6)安全:ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证,采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。

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