监所生命体征监测与高精度定位方案

1  范围与适用

2  建设背景、内容

3  解决方案设计

4  主要硬件概述

5  软件功能概述

6  系统对接

1  范围与适用

范围：

监所生命体征监测与高精度定位方案（以下简称本方案）满足《智慧监狱技术规范》《智慧戒毒所技术规范》《全国司法行政信息化总体技术规范》等标准要求，其主要内容包括：

1  囚犯、戒毒学员的生命体征监测，包括心率，血氧等；

2  监区高精度定位与位置信息相关统计、点名和报警；

3 加密网的安全接入。

适用：

本方案适用于监狱、戒毒所和看守所等单位的医院、卫生所和病犯监区；其中高精度定位可满足监区、监舍、车间、习艺所等场所需求。

2  建设背景、内容

建设背景

监所对囚犯和戒毒学员关于生命体征与定位想关现状：

生命体征监测手段有限 ，数据获取不全面、监测不连续、数据不准确，难以提前预警变化；紧急告警机制缺失 ，监所医院和病犯监区是生命体征监测的重点区域，突发状况时，无法及时通知相关人员，延误时机；人员位置信息获取不及时 ，仅能知晓大致区域，无法掌握人员动态，紧急情况下响应滞后 。

建设内容： 

1  实时生命体征检测：配备具备心率、血氧、体温等监测功能手环，对人员生命体征进行 7×24 小时连续监测，监测数据实时传输至服务器，利用智能算法实时分析并预警异常。

2  高精度人员定位：实现监舍场景中病犯的高精度定位3~5米，在车间场景定位精度在30厘米之内，同时通过定位手环结合蓝牙基站，实时获取并回传人员精准位置信息。

3  告警联动响应，设立紧急告警机制，支持手环 SOS 按钮触发和生命体征异常自动触发告警。告警信息实时推送至相关人员，确保规定时间内响应并处置。告警策略可以配置，确保报警信息有效高效，减少无效报警对干警日常工作的干扰。

4  数据安全与系统兼容：采用端到端加密技术保障数据传输安全，防止信息泄露。确保系统与司法专网及医院信息系统无缝对接，实现数据共享与协同管理。

3   解决方案设计

3.1  解决方案概述

本方案依托物联网智慧感知终端，全方位打造监狱卫生所和病犯监区的生命体征和定位的智能化平台。该系统深度整合人员信息管理，实现基础数据的精准增删改查；智能设定电子围栏，即时触发越界报警；高效执行人员搜索，全面支持历史数据的查询与深度分析；精细化管理终端设备，确保生命体征数据的实时展示与监测。系统可自定义生命体征的报警阈值，精准进行告警分析统计，覆盖事件告警及生理数据告警的全流程处理。通过深度挖掘生命体征数据，实现智能预警，为监狱管理提供数据支撑。最终形成书面表格式的处置记录，实现对监狱内犯罪人员的生命体征与定位的精准管控，赋能监狱安全管理，守护高墙内的安宁与秩序。

3.2  系统架构设计

智慧监所管理软件系统采用面向服务的系统架构SOA，系统各个服务组件耦合度低，具备高并发、高可用、易扩展的优势，系统结构图如图所示：

物联网协议服务层：系统可通过物联网协议服务接入不同的其他智能感知终端；

应用服务层：系统向最终用户提供定位服务、地图服务、数据分析服务、报警服务等各类应用层服务；

接口协议层：在接口协议层，系统提供开放式API接口，与其它系统对接，把位置数据信息传送到其它系统。

3.3  系统拓扑图

4  主要硬件概述

4.1  智能蓝牙防拆手环

智能防拆手环，内置BLE蓝牙模块，可以搜索附近的蓝牙信标或基站ID，通过蓝牙传输把定位数据和生命体征数据传送到后台系统，再结合地图软件，将目标位置显示在地图上，也可通过安装在手机内的APP，登陆后台系统实现定位跟踪。该手环还具有防拆功能，生命体征监测功能（如心率、血氧、体温等），并支持无线充电，可长时间续航使用。

手环的功能：

Ø 健康监测（心率、血压、血氧、体温等监测）

Ø 定位功能（与基站配合）

Ø 无线充电

Ø 表带防拆，遇强拆即报警

Ø 一键SOS报警

Ø 运动监测

Ø 睡眠监测

4.2  智能蓝牙定位基站 

      蓝牙定位基站，融合 WiFi 与蓝牙 BLE 双通信模式，双模块间经由串口高效互联协作，凭借低功耗、轻量化设计优势，可灵活适配多元场景需求，实现米级定位和室内存在性定位功能（可以满足监舍内存在性定位需求，如果需要在车间定位到工位，采用高精度蓝牙AOA定位基站）。

4.3  高精度AOA定位基站

       高精度定位系统采用自主研发、全球领先的蓝牙AoA（到达角）技术，配合高精度定位阵列天线，定位基站可精准地采集到定位终端的实时位置，将定位精度提升到厘米级别。 安装1个基站即可实现2D定位；安装2个基站即可实现3D定位。

4.4  LoRa传输基站

采用广域物联网前端解决方案，在LoraWAN 协议的基础上，重新开发了系统软件，并且专门针对大部分物联网应用场景进行优化，使之更加简单、易用、可靠。定位传输基站采用直流电源供电，支持 8 路物理 RX 信道和 1 路TX 信道，RX 信道接收灵敏度高至-142dBm，发射功率高达 27dBm，可以根据应用场景的需要，配置不同的无线发射功率、信道频点等参数，支持全双工，内置高性能腔体双工器，单天线接口，标配高增益玻璃钢天线。

4.5  集中充电箱

集中充电箱拥有影视器材箱造型，高端大气，便于携带，外箱采用高强度ABS工程塑料,内部EVA海绵模具，耐冲击，可拆卸，可同时为50个手环充电。

5  软件功能概述

本方案以监所人员安全、健康为核心服务方向，涵盖定位引擎系统、地图引擎系统、业务应用系统以及实施维护管理系统四大关键部分。凭借物联感知与室内外定位技术，精准把握监所安全、健康需求，为监所打造专业、智能的安全管理解决方案，全方位保障在押人员安全，提升监所安全管理效能。

5.1  位置监测

Ø 实时统计各区域人数：实时显示选中监区的在线人员分布情况及携带参数指标，可以划设电子围栏设定各个需要统计的区域。

Ø 数据实时刷新：数据实时刷新确保位置的时效性和有效性。

Ø 管控区域人数统计：分类显示各监区的人员类型、数量、个人信息等（同理可以通过电子标签实施工具管理）。

5.2  轨迹追踪

人员历史轨迹分析：可输入指定人员姓名、时间段，查看该人员的历史活动轨迹和位置分布，一旦有异情可根据数据追溯事件过程，位置可与视频监控进行联动。

5.3  生命体征监测

Ø 实时心率监测：对在线人员进行实时健康监测心率等监测。

Ø 运动步数统计：计算人员运动步数。

Ø 健康数据统计汇表：对实时健康数据进行统计分析，以扇形图或者折线图形式呈现。

Ø 数据异常报警：可设置正常的健康权重参数，若出现异常可以告警。

5.4  智能预警（可以配置各种报警告警策略）

Ø  超员缺员报警，一旦某些区域内同一时间人员人数超过/低于额定人数，系统报警；

Ø 越界报警，规范特定人员的活动区域，一旦出离所在的活动区域即报警；

Ø SOS呼救报警，当人员在区域内遇到紧急情况，可以通过随身携带的定位装备第一时间发出报警信号，救援人员可以第一时间锁定人员位置；

Ø 静止报警，当人员在危险区域内一段时间不移动和设备损坏失去监控功能，自动报警，提醒相关人员迅速查明情况；

Ø 危险区域报警：围栏配置中绘制危险区域，当人员进入危险区域时系统立即报警，并提醒相关人员迅速查明情况。

Ø 健康报警：设置监测指标，心率出现异常时，系统立即按照预设策略报警

6  系统对接

6.1  司法专网对接

数据接口开发 ：采用标准的数据交换协议（如 HTTP、HTTPS 等），开发与司法专网的数据接口，确保监所监测系统中的人员信息、告警信息等关键数据能够实时、准确地传输至司法专网平台。同时，支持从司法专网获取相关的指令信息和人员背景数据，为监所管理提供全面的数据支持。

数据加密传输 ：在数据传输过程中，运用 AES-256 等加密算法对数据进行加密处理，确保数据在司法专网与监所系统之间传输的安全性和保密性，防止数据泄露或被篡改。

身份认证与授权 ：建立严格的身份认证机制，采用多因素认证方式（如用户名密码、数字证书等），对访问司法专网的用户和设备进行身份验证，确保只有经过授权的人员和设备能够进行数据交互。同时，根据不同的用户角色，设置相应的数据访问权限，保障数据的安全共享。

6.2  监所医院信息系统对接

接口集成 ：利用 HL7、DICOM 等医疗行业标准协议，开发与医院信息系统的接口，实现监所监测系统与医院 HIS（医院信息系统）、EMR（电子病历系统）等系统的无缝集成。这样可以方便医护人员在医院信息系统中直接获取监所在押人员的生命体征监测数据、病历信息等，为医疗诊断和治疗提供全面、准确的依据。