监狱无线技术方案.docx

1、监狱无线技术方案XX监狱无线网络系统技术方案xx公司xx年xx月 第一章 项目概况1.1项目概述监狱作为XX市社会治安治理的最重要场所之一。是羁押管理违法犯罪人员的场所，监狱发生的任何闪失，都会给济宁市乃至国内社会治安带来巨大的压力，甚至造成严重的社会后果。在监控技术高速发展的今天，对监狱监管的管理技术和水平要求越来越高。提高监狱安防管理水平，建立综合高效管理信息管理平台已成必然趋势。1.2建设目标本次无线网络的建设目标主要体现在以下几个方面信号覆盖：即以无线的方式覆盖监狱的指定建筑区域以及公共区域，满足监狱对于无线网络应用范围需求；可管理性：采用集中是架构，可统一配置管理所有无线接入点（AP

2、）,且可远程界面化管理无线控制器；安全性：充分考虑网络的安全性，系统具有多层次的安全保护措施，以满足用户身份认证、访问控制、带宽限制、信息保密性等要求；无缝漫游：支持跨IP域漫游，实现2、3层快速安全漫游功能；多媒体应用优化：为无线语音、无线视频监控、无线视频会议等多媒体应用提供自动应用优化，保证多媒体数据的优先传递，从而提高应用的稳定性；可扩充性：在网络规模不断发展的情况下，系统应可不断升级和扩充，保证系统可用；系统智能性：实现智能的动态负载变化；具有自动频道管理，实时的射频自动监测功能,网络具有自康复能力；第二章 设计原则针对XXXX监狱的无线局域网需求，我们从以下原则来设计和建设整个无线

3、网络：2.1技术成熟第一代无线局域网技术仅仅使用胖无线AP（即FAT AP）来组建无线局域网，每一台胖无线AP都要单独进行配置，费时、费力、费成本；第二代无线局域网增加了无线网关设备，增加了对整个无线局域网进行认证和计费的功能，但还是不能够解决网络的安全、移动等瓶颈问题，并且其管理性和安全性以及对有线网络的依赖成为了第二代无线局域网发展的瓶颈，在这样的环境下，基于无线交换技术的新一代无线局域网产品和解决方案应运而生。新一代无线局域网采用无线控制器和瘦无线AP（即Thin AP）的架构，使得无线局域网的网络性能、网络管理和安全管理能力得以大幅提高。在网络管理、系统性能、稳定可靠性、安全性等等各个

4、方面，新一代的无线局域网产品和方案都能够和有线网络相媲美。对于XXXX监狱这样一个无线局域网系统项目，我门认为应该采用目前成熟而先进的第三代无线局域网技术和产品来构架相应的解决方案。2.2高性能，稳定可靠市面上充斥着各种各样的无线局域网解决方案，绝大多数是以胖无线AP结合无线网关来构架整个网络，其性能和稳定性都存在着较大的问题，当多用户并发或者高带宽应用出现的时候，由于其产品硬件属性以及软件处理功能方面的限制，使得这样的无线局域网无法正常的运行。市面上还有一些瘦无线AP的解决方案，还由于使用的无线控制器是基于X86服务器架构，也无法满足高端客户的性能稳定可靠的基本要求。对于XXXX大监狱这样一

5、个无线局域网系统项目，我们认为应该采用高性能、稳定可靠的无线交换产品与系统架构，保障济宁XX大监狱的无线局域网能够在任何情况下可靠运行。2.3全面保障无线局域网安全无线局域网自出现以来，安全一直是深受诟病的缺陷。网络安全包括用户认证、权限控制管理、通信数据加密、无线局域网防护等几个方面，无线局域网中需要考虑将其作为一个整体来统筹解决，而不能够全盘依靠有线网络的设备去解决无线局域网的问题。对于XXXX大监狱这样一个无线局域网系统项目，我们将采用全方位的网络安全技术，搭建安全的无线局域网架构，来保证整个网络的安全。2.4智能化的网络管理机制几十至上百个无线AP组成的无线局域网，重视其网络可管理性是

6、十分重要的设计原则。如果没有很好的网络管理机制和方法，整个无线局域网会因为缺乏管理和监控而变得性能降低设置无法使用。对于XXXX监狱这样一个无线局域网系统项目，我们认为采用智能化的网络管理技术，使得无线局域网系统能够进行自我优化，自我调整，才能够最大化的减少网络管理人员的额外负担，提升网络管理的水平。第三章 系统整体设计3.1系统方案设计说明3.1.1系统架构基于Wi-Fi的RFID实时定位系统(RTLS)的基础架构图如下：XX监狱定位系统基础构架主要由以下几部分构成： RFID定位标签：给犯人佩戴电子手铐（标签），标签对外不断广播定位数据。 无线网络（Wi-Fi）：接收RFID定位标签广播出

7、来的数据，将数据通过网络平台转发给定位引擎。同时无线网络还可进行数据、语音 、视频、定位等多种业务的融合，多种应用使用同一平台传输，互相不受干扰和影响。 定位引擎：接收由AP传回的数据，通过场强定位等算法，计算标签所处位置。并将位置信息，传送给定位管理系统。 定位管理系统：用于接收定位引擎传来的位置信息，并将标签位置显示在平面图上。同时定位管理系统还可用于对标签的管理、标签的追踪、告警等等。 集成第三方系统：可将定位管理系统所收到的定位数据，与监狱现有的视频监控系统、广播系统、监狱管理系统进行整合，从而实现更加丰富的功能。XX监狱无线定位系统工作原理如下图所示：在覆盖无线局域网的地方，佩戴在犯

8、人身上的定位标签周期性地发出信号，无线局域网访问点（AP）接收到信号后，将信号传送给定位服务器。定位服务器根据信号的强弱或信号到达时差判断出犯人的位置，并通过电子地图显示具体位置。基于Wi-Fi的RFID定位技术依靠一种三角的形式：它至少需要三个无线AP来接收信号，然后通过定位标签到达这三个无线AP的场强值（RSSI）不同来计算出位置，在无线AP密布的区域准确度是最高的，但并非越密越好，一般标签在某一位置可与4-5颗无线AP通讯为宜。XX监狱无线定位系统主要包括无线定位系统、无线网络平台两部分。基于Wi-Fi的无线实时定位系统(RTLS)的网络整体拓扑图如下：图3-1 系统整体拓扑无线网络平台

9、包括两部分：室外无线覆盖、无线控制器无线定位系统包括三部分：定位标签、定位服务器：由服务器硬件、操作系统、数据库软件、定位引擎、定位管理软件系统组成、终端设备。3.2系统方案的主要特点 瘦AP体系架构：所有Moto AP由放置在中心机房的Moto无线控制器统一配置管理，AP直接连接在相应的接入层交换机即可，不需单独配置管理每一个AP。 针对AP单一操作：系统可按要求针对每一个AP进行开启，关闭等操作。 Web网管：通过Web登陆Moto无线控制器可以实现对网络中所有Moto AP的实时状态监控、实时管理。从AP状态界面中可以快速了解到故障AP数量、位置，以便于快速的进行故障排查。如图 安全接入

10、：支持mac地址、Portal界面、dot1x等多种认证方式，可以对接入系统的终端进行认证，防止恶意用户侵入。 Mesh组网支持：系统支持AP以Mesh的方式组网，并且可以实现对于传统AP和Mesh AP的统一管理。 无缝漫游：可以为语音、数据用户提供无缝漫游功能。 语音应用优化：系统可是自动识别语音流量，并对其进行带宽保证和优先转发，充分保证语音用户的通话质量。 无线入侵检测：系统在无线层面具有较的安全性，保证无线网络的安全高效实用。 802.11n升级性：无线系统升级到802.11n时只需添加802.11n AP,不需要更换无线控制器 多媒体无线应用支持：系统能够较好的承载包括无线IP电话

11、、无线网络视频监控、RFID等在内的多种新兴多媒体无线应用。第四章 无线网络平台详细设计4.1 整体设计描述图4-1监狱无线网络平台拓扑示意图无线网络平台包括两部分：室外无线覆盖、无线控制器室外无线覆盖用于满足监狱对于室外场地的无线信号覆盖的需求，保证合法用户在室外区域正常使用无线网络。无线AP直接通过PoE模块与接入交换机连接并通过网络与无线控制器通信。无线控制器放置在中心机房，用于实现无线网络核心功能并对室外无线AP进行集中管控。4.2 室外覆盖室外覆盖区域主要是监狱个建筑外公共区域部分。这部分的室外区域要求信号覆盖无盲区且要满足对数据与语音通讯应用的支持。4.2.1室外覆盖方式描述室外无

12、线网络采用“室外无线AP+全向天线”的方式来进行覆盖。AP设计安装在每栋建筑的楼顶上四周，天线垂直于地面向下。图4-2室外无线覆盖效果图在满足信号无盲区的前提下设计AP与AP之间存在20-25%的信号的重叠区，以保证无缝漫游功能。AP之间利用Moto系统的ARM功能进行信道与功率的动态调整，将同频干扰对于无线网络性能的影响降到最低。4.2.2室外AP选型室外无线AP选用Moto室外型。Moto 室外型AP是适用于企业级室外无线覆盖，其高稳定与高性能可充分满足监狱对于室外无线应用的需求。Moto 室外型AP支持双波段可拆卸天线，它支持802.af PoE供电标准，只需添加局端PoE供电设备即可完

13、成网线供电；Moto 室外型AP 60支持802.11b/g或802.11a标准并且由无线控制器统一管控。4.2.3室外AP点位设计室外AP点位设计主要包括监狱建筑外公共区域部分。室外覆盖表AP统计表如下：室外覆盖AP统计表序号覆盖建筑AP个数1外围墙XX2建筑顶部XX总计XX下面将针对这部分的AP点位设计做详细描述 监狱平面覆盖AP示意图图4-3 监狱平面AP示意图4.2.4室外AP供电设计由于室外AP布防点位比较分散，且数量较多，如果采用单独敷设电缆的方式供电会大大增加工程施工量与施工难度，而采用PoE网线供电的方式可以很好的解决这个问题。 供电设备选型PoE(Power Over Eth

14、ernet)利用有线铜缆线路直接给AP供电，并且不需要对网线进行任何升级。PoE供电方式需要局端和终端同时支持802.3af PoE供电标准，终端设备Moto室外型AP支持PoE供电标准。在局端设备上，设计选用1个PoE模块对于监狱的无线AP进行PoE支持。 PoE实现架构设计PoE模块共设计xx台，PoE模块需要与建筑内的机房接入交换机设备连通。每一台PoE模块所连接的AP在AP点位图中已初步标示。PoE模块具体的安装位置可由实际情况而调整。4.3 无线控制器设计4.3.1 无线控制器选型AP统计表序号覆盖区域AP个数1室外覆盖xx总计xx经统计现阶段室外外无线AP共设计98个。根据对现阶段

15、无线AP数量与未来网络扩展性能的综合考虑。无线控制器选用“Moto”。4.3.2 控制器功能实现设计下面将针对“基于用于的权限分配”、“语音流量优化”、“无线层面安全防护”、“AP按需关闭”四个主要功能做功能实现描述，其余常规功能实现不再单独描述。 AP按需关闭AP按需关闭指的是在特殊条件下，网管人员可通过无线控制器手动调节AP状态，使AP关闭或开启无线信号发射。具体实现方式为建立两个相区别的AP组。一个为正常组，此组群保证AP可向外发射正常的SSID。另一个组为特殊组，此组群保证AP正常启动，但不向外广播无线信号。当监狱需要暂时关闭某一AP的信号时，只需在控制器上将指定AP从正常组群中调整到

16、特殊组群中即可，需开启AP发射信号时反向调节即可。4.4 产品清单序号名称规格型号备注（产品描述）品牌单位数量无线控制器1MOTO台2MOTO个3MOTO个无线接入点1MOTO个2MOTO个3MOTO个4MOTO套第五章 无线定位系统详细设计5.1无线定位软件详细管理引擎功能介绍管理模块. 标签管理关联标签：将指定的人员信息和其佩戴的标签进行绑定，在系统中显示的标签即代表佩戴该标签的人员。标签列表：显示所有关联标签列表和信息。区域分配：设定标签可以活动的区域和范围。状态更新：在监控过程中改变标签的状态。. 用户管理注册新用户：增加使用该系统的人员及其信息。用户列表：显示所有该系统的用户及其信息

17、。用户资料更新： 对系统中已有用户的信息进行修改。. 资产管理资产设置：存储各种资产及其信息。资产列表：显示该系统所有资产及其信息。.权限策略管理权限设定：可设定和更改各种用户权限。策略设定：可设定和更改各种用户权限的策略，用户登录系统后根据自己的权限进行相应的操作和浏览符合权限的内容。定位模块. 实时定位监控人员位置信息：通过电子地图或列表显示，可搜索。人员移动轨迹：通过电子地图实时显示一个或多个人员移动轨迹人员报警状态信息：通过电子地图上不同颜色和形状显示人员的报警状态. 报警功能按钮报警：狱警标签有报警按钮，一旦发生紧急状况，可以按下报警按钮，监控中心点定位系统将会及时收到报警信息和报警

18、位置，并快速找到事发现场；腕带剪断报警：腕带戴到犯人手上，犯人就无法自行脱下来，只有剪断，为防止犯人剪断腕带，可以在系统中启动指定标签的防腕带剪断报警功能，如果犯人将腕带弄断，该标签将会不断地向系统发出剪断报警信息。当然，如果是腕带由于某种原因，必须剪断时，可以先在系统中将指定标签的防腕带剪断报警功能关掉，然后再剪断腕带，这样系统就不再接受该标签的腕带剪断报警信息；消失报警：标签消失有多种因素（如电池没电或被破坏、标签越过信号覆盖区域等），可以设置指定标签的消失报警条件和报警级别，如该标签消失了，将会触发相应的报警；电池低电报警：可以在系统中设置电量最低界限，一旦标签电量低于这个界限将会发出报

19、警信息；越界报警：某些区域属于禁区，未经允许的标签进入将发出报警信息，或某些犯人不能离开某个区域，一旦离开将发出报警信息；出入关口报警：在出入某些关口时，可事先设定好哪些标签可以通过，当不符合要求的标签出入关口时将发出报警信息；电子幕墙报警：并非从正常的门口进出，而是从围墙或其他地方越过指定区域，将发出报警信息；未按规定路线报警：指定某个标签在某段时间的行走轨迹，一旦发现该标签偏离指定的行走轨迹达一定的时间，发出报警信息；无随同人员报警：将犯人标签和警察标签绑定，一对一或多对多进行绑定，当犯人标签的行走轨迹和警察标签的行走轨迹不一致，并达一定时间，发出报警信息。其他报警：可按照不同需要增加不同

20、的报警方式。报表模块警告记录报表：查看所有标签或指定标签的所有警告记录；对各告警事件发生的时间和区域进行统计分析。查看标签报表：查看标签的重要报警，出入区域次数及停留时间统计。任务执行报表：统计各项工作的执行次数、单人的工作情况和闲置时间、每天各岗位的工作高峰期；警力状况报表：分析标签状态提供闲置警力名单和位置，供所领导参考用警。巡逻状况报表：根据用户自定义规则，按时间段统计民警巡逻次数、时间段和间隔时间。扩展模块（需后期单独开发）. 与视频监控系统联动：定位系统报警时，自动调用相应的视频画面，进行图像确认，了解现场的情况。. 与生物识别系统进行联动：对于重要的大门进出，通过标签、指纹、人脸识

21、别等技术进行综合确认，确保大门安全。. 与原有看守所信息管理系统整合. 电子点名点名功能的主要作用是统计监控过程中在押人员的人数，确定在押人员是否到齐，有无人员逃逸等。点名功能包括区域点名和全体5.2 定位产品清单序号名称规格型号品牌单位单位备注1定位标签BQ1HT-200Aeroscout个2标签触发器EX-2000BAeroscout个3标签触发器EX-3200Aeroscout个4标签管理套件BWH-1000-02-TA-UAeroscout套5定位引擎软件ENG-3000-BAeroscout套6定位应用软件（MobileView）NEM-1000Aeroscout套第六章 产品资料6

22、.1无线控制器MOTO6.2无线AP MOTO6.3定位系统6.3.1定位标签 犯人用标签 HT-200标签性能 室外涵盖距离： 最远 200 米 室内涵盖距离： 最远 80 米 尺寸： 62 毫米 x 40 毫米 x 17 毫米 重量： 35 克 802.11 兼容 (2.4 GHz) 低频接收器用于检查点检测 (125kHz) 传输功率： 最高 +19dBm (81mW) 专利的清晰频道感应，避免干扰无线网络 传输间隔可配置，范围为 128 毫秒 - 3.5 小时 频道可编程 无线标签编程 温度： -30C 至 +75C 湿度： 0 到 100%，冷凝 IP65 级： 外壳防水防尘，并带有

23、橡胶衬里 3.6 伏 AA 锂电池（可更换） 电池寿命： 最长 4 年（取决于使用情况和其他因素） 3.75 年（每 5 分钟传输一次） 3 年（每分钟传输一次） 2.33 年（每 30 秒传输一次） 干警用标签工作人员的标签应该方便存储工作人员信息，便于工作人员佩戴。因此我方设计使用HT-300定位标签用于工作人员。HT-300为胸卡式佩戴。 HT-300标签性能 室外涵盖距离： 最远 200 米 室内涵盖距离： 最远 80 米 尺寸： 74 毫米 x 50 毫米 x 10 毫米 外壳： IP-65 级外壳 802.11 兼容 (2.4 GHz) RFID 低频接收器 (125 kHz) 传

24、输功率： 最高 +19dBm (81mW) 清晰的频道感应，避免干扰无线网络 传输间隔可编程，范围为 128 毫秒 - 3.5 小时 频道可编程 无线标签编程 红外兼容性，用于固件升级 温度： -30C 至 +75C 湿度： 0 到 100%，冷凝 外壳防水防尘，并带有橡胶衬里 3.6 伏锂电池（可更换） 电池寿命： 最长 4 年（取决于使用情况和其他因素）6.3.2标签触发器 标签触发器性能 EX2000/-BW/-X1/-X3： 涵盖距离可调，范围为50厘米到6米 EX3200： 涵盖距离可调，范围为25厘米到3米 EX2000/-BW/-X1/-X3： 220 毫米（直径）x 115 毫

25、米（厚度） 重量： EX2000 700 克，EX2000-BW 800 克 外壳： IP65 级外壳 EX3200： 130 毫米 x 65 毫米 x 25 毫米 重量： 135 克 连接器： RS232 (RJ-45) 串口，输入和输出 网络接口和设置 EX2000/-X1/-X3 和 EX3200： RJ-45 EX2000-BW： Wi-Fi 802.11 a/b/g，128 位 WPA2 算法 EX2000/-BW/-X1/-X3： 48 伏直流电，PoE (802.3af) 最大功耗： 10 瓦 EX3200： 输入电压为 12 伏直流电，PoE (802.3af) 最大功耗： 6

26、 瓦 管理 LF 频道；125kHz，ASK 调制 EX2000/-X1/-X3；EX3200： 温度： -20C 至 +60C EX2000-BW： 温度： 0C 至 +50C6.3.3定位引擎软件 支持2.4GHZ WI-FI无线网络，支持IEEE802.11b/g协议，定位工作方式支持RSSI方式，TDOA方式； 最大标签管理数为10000个以上；最大同时处理标签数为2500个以上； 提供API接口与定位跟踪软件实现数据交换； 定位精度小于或等于5米；重点区域要求定位精度小于或等于3米； 可以利用现有AP和无线网络进行定位； 最快定位反应时间：小于等1秒 可扩展支持对其他WI-FI设备（如笔记本电脑、PDA、WI-FI手机等）的定位；6.3.4定位监控软件 系统语言与展示界面为中文，具有良好的人机交互界面； 基于标签与电子地图进行可视化位置展示； 软件基于B/S模式；