基于RFID技术和人脸识别技术的警用装备管理系统设计
邓洁1陶佰睿2
（1、齐齐哈尔市公安局特警支队，黑龙江 齐齐哈尔 161006 2、齐齐哈尔大学通信与电子工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）
摘 要： 随着科学技术的不断发展以及公安部“科技强警”战略的大力推进，警用装备更新速度随之加快。针对传统警用装备管理过程中存在的问题，设计了一种基于RFID和人脸识别技术的警用装备管理系统。
关键词： 警用装备管理；RFID技术；人脸识别技术
1 概述
警用装备规范化管理是公安装备管理工作的重要组成部分，是保障各项公安任务顺利开展的重要前提，是社会治安防控体系建设的重要环节[1]。由于公安工作的特殊性质，特警队员长期处于训练备勤状态，导致警用装备经常处于流动状态，现行的警用装备管理模式大多为人工操作管理为主，管理人员不固定、管理部门分散且部门人员之间责任不明确等，给警用装备管理带来较大困难。针对以上情况，需研究设计一种智能化装备管理系统，该系统能够实现警用装备的自动识别及对相关使用者信息的自动匹配，兼具信息查询、数据分析汇总、实时监控、异常报警等功能，实现警用装备的信息化管理。
2 应用技术简介
2.1 RFID技术
射频识别（RFID）技术是一种非接触式的自动识别技术，可通过射频信号自动识别目标获取相应数据，进而实现物品自动识别追踪和数据交换[2]。通过在每个特定的警用装备中安装电子标签并设置对应编码，由部署在特定办公区域内的手持或固定式阅读器发出无线电子信号，标签接收到无线电子信号后发射内部存储的标识信息，阅读器通过天线接收并识别标签发回的信息并将识别结果发送给主机，主机汇总信息后反馈给装备管理系统局域网，从而实现对警用装备的实时监控管理。系统一般通过 RS232、RS485或以太网接口与外部计算机(上位机主系统)连接,工作流程如图1所示。
图1 RFID系统组成及工作流程图
2.2 人脸识别技术
人脸识别技术是一种基于面部特征识别的生物识别技术，该项技术主要利用固定摄像头或高清视频分析仪从静态场景图像或动态视频中获取信息，与已知的的身份识别图像库进行比对，利用计算机从图像中提取有效的识别信息来验证单个或多个人的身份[3]。
3 系统总体设计
3.1 警用装备管理系统组成
警用装备管理系统是以RFID技术为基础的,通过在待识别的警用装备上粘贴含有装备持有人信息的RFID标签，在枪械入库或出库时，通过手持或固定式读写器判断标签内信息与装备持有人是否一致，出入库时间是否相匹配等，从而实现警用装备与责任人之间的动态信息化管理。系统主要包括信息录入系统、枪支出入库管理系统、信息查询系统、异常报警系统、用户管理系统和枪支状态实时监测系统。
3.2 总体布局设计
警用装备管理系统的总体布局设计既要满足特警支队实际工作情况，也要便于日常警队的巡逻、执勤、训练等对警用装备的日常使用,同时兼顾系统的管理与装备的维护保养等。以枪支管理系统为例，该系统由若干个手枪柜、步枪柜、天线、中控服务器、短信猫以及报警控制器组成，系统的整体布局如图2所示。
为了配合消防日“全民参与，防治火灾”的主题活动，东台市少年宫、小主人报新闻学校与东台市消防大队联合组织了一场“百名萌娃进消防”的消防安全教育活动。小主人报新闻学校全体小记者身穿红马甲,手拿采访笔,在老师的带领下来到东台市公安消防大队。活动现场，消防员叔叔耐心地向小记者们讲解消防设备的功能及使用方法。在和消防员叔叔零距离互动的游戏环节中，小记者们踊跃互动开心不已。通过这次消防安全实践活动，小记者们纷纷表示受益匪浅，这次活动不仅让他们开拓了视野，增强了消防安全意识，还深深体会到了消防员工作的艰辛！
在枪柜入口处安装RFID读写器，通过与安装在枪械隐蔽处的RFID标签进行匹配并通过天线与设备相连接。其中各个射频天线分别固定在各个枪柜中,1个射频天线安放在服务器旁,作为登陆系统使用。RFID系统通过TCP/IP网络协议与本地服务器构成枪械管理内部网络，并为系统内用户或远程网络访问用户提供信息服务。每个枪柜内的布局如图3所示。
图2 枪支管理系统的整体布局
古代名士们极为注重内在的修养，《世说新语》把《德行》篇作为开篇之首，就很能说明问题。所谓“德行”,乃道德和品行的合称。“道”从首从足,原意是道路,后引申为可行、必行之道理、原则。德行一方面指依据一定的社会道德规范而实践的道德行为;另一方面也指在不断的道德实践中形成的道德品质或品行。其内容不外乎儒家所提倡的忠孝节义、仁信智礼等道德规范。而在《德行》中给我留下最深刻印象的就是管宁和华歆的故事。
图3 枪柜内枪支整体布局
3.3 枪械状态监控系统设计
人脸识别系统主要应用于枪械的门禁管理，该系统装设在枪械出入库（柜）处，该系统能够自动识别目标用户的身份信息，从而实现枪械库（柜）的实时监控功能和异常报警功能，该系统具备人工解锁装置和应急备用电辅助装置，当发生系统断电或未知异常时，能够通过人工干预或其他方法保障该系统的正常运行。
3.4 人脸识别系统功能设计
用户登陆系统后,主界面实时显示枪械库内所有枪械状态,并分别用灰色、绿色、红色、蓝色标识破损老旧设备、正在使用中的设备、异常报警设备以及预计调拨中的设备。其中，异常报警装备是指在枪械出库、枪械临时出柜流程中触发异常报警的装备、枪械非法入库（柜）或已完成入库（柜）但系统未对其进行统计的装备等，异常信息可在系统中进行记录并通过屏幕显示、短信等方式通知警用装备管理负责人及上级有关部门。点击不同枪械的图标可查询每个枪支的具体信息,如枪支编号、枪支负责人、枪支状态等。系统主页面如图4所示。
当枪柜中贴有RFID标签的枪支处于枪柜读写器的读写范围之内时，可通过枪库主控机进行网络授权，电控锁自动打开以保证装备供给顺利进行；在没有枪支出入枪柜状态下,系统可实时监控各个枪柜中枪支的数量、型号等静态信息，同时在枪库门禁处安装红外探头，当门禁处有人员接近或有枪支出入枪柜时,触发枪柜读写装置发送信号至上级控制中心，枪柜内的射频天线读取枪支上的电子标签信息判断枪支出入柜是否合法。当发生枪支非法出入枪柜时,启动报警系统进行声光报警,同时通过短信猫发送报警信息到相应枪支的负责人手机。
图4 系统主页面
在大部分时间内,该系统处于低功耗休眠状态，警队通过视频摄像机对固定警员进行面目信息采集，并完成数据库录入工作。当检测到警员进入人脸识别系统检测范围内时,系统自动对该警员的面部信息进行识别并与系统内部数据库进行比对查询，当查询信息匹配时，枪库门禁系统自动启动开锁装置，允许警员进行下一步操作；若人脸信息不匹配时，系统将自动触发异常报警装置进行报警，在系统完成开锁动作或报警操作后重新进入休眠低功耗状态,等待下次操作。该系统的应用场景图如图5所示。
图5 智能门禁系统应用场景
4 结论
本文研究分析了警用装备管理过程中各项业务流程及系统功能性需求，将RFID技术与人脸识别技术有效结合，给出了枪支出入库管理设计方案与门禁人脸识别系统相结合的警用装备方案，设计了一套智能化警用装备管理系统，对实现警用装备的科学化信息化管理取得了较为良好的实效。目前该系统仅能同时对有限电子标签进行有效识别,但如何识别更多电子标签同时保证系统的正常运行,以及减少光线、姿态、面目表情、后天面目变化以及仪器精度等因素对人脸识别影响而造成的误差问题，是在后续研究工作中亟需解决的问题。
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参考文献
[1]申江蛟,杨笑笑,张玲.警用装备管理规范化建设途径探析[J].云南警官学院学报,2012(6):110-114.
[2]于广威,何文才.基于RFID技术的身份识别系统设计与实现[J].通信技术,2010,43(4):106-108.
[3]王善涛.人脸识别技术在安防行业的具体应用[J].中国安防,2018,147(Z1):86-88.
Abstract： With the continuous development of science and technology and the vigorous promotion of the strategy of"strengthening police by science and technology"of the Ministry of Public Security,the speed of renewal of police equipment has been accelerated.Aiming at the problems existing in the traditional police equipment management process,a police equipment management system based on RFID and face recognition technology is designed.
Key words: Police equipment management;RFID technology;Face recognition technology
中图分类号： TP391.4
文献标识码： A
文章编号： 2096-4390（2019）11-0055-02
作者简介： 邓洁（1988-），女，黑龙江省齐齐哈尔市人，本科，齐齐哈尔市公安局特警支队；陶佰睿（1971-），男，齐齐哈尔大学，博士，教授。
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