1 概述
 
        由于监管场所劳动工具存在被犯人用于非法用途的风险，有必要对工具 进行管理。传统监狱工具管理采用人工方法，效率不高，迫切需要通过采用信息化手段实现对工具的有效管理，降低工具非法使用的风险。

2 管理现状
 
        监管场所劳动车间由于生产产品不一样，相应的劳动工具类型与管控需求不尽相同，本文以服装生产车间劳动工具管理为典型应用场景进行分析。
        服装生产车间劳动工具管理现状如下：
            1) 劳动工具主要以镊子、纱剪为主，且多数固化在工作台，零星工具有借还需求，通常置于车间工具柜。
            2) 工作台由于生产流程变化，经常会变化位置。
            3) 工作台固化工具通常用铁链或者钢丝固化在台面。一般管理流程上需要干警每天手工去检查固化情况，以防意外。
            4) 针头之类易耗品管理完全靠人工，缺乏有效监管技术手段。
        监狱希望在不改变现有管理模式，不增加干警负担的前提下，实现对工具的实时盘点以及在位监测；能实时统计工具数量，并将数据上传到指挥中心以及干警工作台；工具离开台面时能够及时告警。工具离开车间时能及时告警。

3 管理需求场景
 
        1) 工具生命周期管理
            对工具的采购、使用、报废等全生命周期信息进行管理，这要求工具需要具备唯一身份ID。
        2) 固化工具在位监测管理
            实现固化工具在位监测，剪断、非法离开工作台均需告警。
        3) 工具借还
            零星工具借还管理，实时监测借还状态，超时未还告警。
        4) 工具盘点
            对车间固化工具、工具柜工具进行实时盘点与人工移动盘点，实时统计。
        5) 出入管控
            工具非法离开车间告警

4 用户体验核心需求
 
        1) 不增加干警负担，不改变现有工具管理的流程，不影响劳动生产效率。
            主要体现在不能要求干警经常操作系统，固化工具更换要简单。
        2) 稳定可靠。
            在位监测稳定，准确率100%，不误报，不漏报
            出入管控识别准确率100%，不受遮挡影响，不漏报
            工具柜在位监测准确，避免手续上已还，实际工具未还的漏洞
        3) 工程实施与维护简单

5 技术选型与技术挑战
 
        前期各地监狱试点工具管理技术方案主要包括二维码方案、900M 无源RFID技术方案、有源RFID方案，固化防剪方案、多频RFID技术方案。

1) 二维码方案

二维码方案突出优点是成本低，每个工具上粘贴二维码标签成本很低，突出缺陷是容易污损、需要近距离扫描，工具盘点管理体验不好，无法实现防剪断告警等，基本无法在监狱生产车间工具管理场景使用。

2) 900M无源RFID技术方案

900M无源RFID技术采用900M 无源电子标签，可以粘贴或者挂着在工具上面，与二维码标签相比，不受污损的影响，采用特种标签，标签体积也可以做的很小。

前期各地监狱试点工具管理基于成本的考虑，大多采用900M 无源RFID方案，试点过程中实际效果非常不理想，主要体现在识读准确率不高、受干扰影响大、没有防拆告警功能等。

900M无源RFID技术方案不理想的根本原因是900M无源RFID技术原理上就是容易受到遮挡的影响，而在实际环境中，工具受遮挡的情况非常多，这就造成采用900M无源RFID技术方案成本高，实际读取效果与二维码差不多这样的尴尬状况。

3) 固化防剪方案

目前部分厂家在推广的是固化防剪方案，其基本原理如下:

l  工作台上部署固化设备，固化工具组网，将识别信号传回后。
l  钢丝绳穿过工具，安装在工位固化设备上。
l  固化设备监测钢丝通断情况，从而实现对工具的在位监控与盘点。

固化防剪方案的技术逻辑是工具只有在钢丝被剪断的情况下，才可以离开工位，通过检测钢丝通断，实现对工具的在位监测。固化防剪方案能较好的解决工具的离位告警功能，简单有效，可以作为监狱工具管理的备选方案之一。

固化防剪方案只是实现了监狱工具管理的部分功能，对于盘点、出入管控、借还管理等功能支持不足，固化设备需要组网，施工维护成本高。

6 多频有源RFID技术方案
 
6.1 系统组网

6.2 设备部署、场景体验与技术原理

1) 车间出入口

车间出入口部署定标阅读器，其信号覆盖门口区域，识别到未经授权出入的标签自动告警。

车间出入管控场景的核心体验是识别准确率100%，不受遮挡的影响。

多频有源RFID技术实现车间出入管控识别准确率100%的技术原理保证是采用了125K低频信号进行信息的传输，按照无线信号的传播原理，125K低频信号波长长，具有较强的绕射能力，受遮挡影响小，这是出入管控识别准确率100%的原理保证。

2) 工位在位监测

工位在位监测场景的核心体验是要实现100%稳定识别，0误报。工位在位监测场景面临的主要挑战如下：

l   工位与工位之间距离非常近，要实现精准的信号覆盖控制，信号覆盖偏差要求低于5cm。
l   工位由于生产流程的变化，经常调整，工具标签信号覆盖也会变化，要不增加干警的工作负担，就必须解决无需人工调整配置的情况下标签在位监测0误报。

实现工位在位监测0误报的关键技术保证在于对信号的覆盖范围的精准控制，信号覆盖范围误差小于5cm。

3) 工具借还管理

工具借还管理是管理流程功能，除实现借还管理流程外，重点要解决的问题是如何杜绝工具在流程上已经归还而实际没有归还的漏洞，这个漏洞在监狱是可能导致恶性事件的风险点。

工具借还管理通过工具柜来实现管控，在工具柜部署工控机实现借还流程，部署定标阅读器器实现对借还工具的在位监测，避免流程已经归还而实际未归还的情况。

4) 工具盘点

工具盘点包括实时盘点以及移动盘点2个场景。

实时盘点是通过固定识别设备实时获取车间内工具数量与信息。移动盘点是使用手持机实现盘点，在识读工具标签的同时，人工确认，以避免长期对设备的依赖而麻痹大意。

工具盘点场景的技术难点在于如何保证在车间面积大、设备多、环境复杂的情况下保证识读准确率100%。

多频RFID技术通过优化的通信协议的设计实现可靠识读。

7 小结与展望
 
        多频RFID技术通过精准的信号覆盖范围的控制以及可靠的通信传输协议设计，实现了各种场景下识别准确率100%，较好的解决了监狱工具管理主要场景需求以及用户体验，对不同监狱生产场所环境的适应性好，可以作为监狱工具管理标准化的支撑技术。