RFID 技術(shù)在小區(qū)安防系統(tǒng)中的應用綜述

　　目前，小區(qū)的安防系統(tǒng)又無法實現(xiàn)對所有進入小區(qū)內(nèi)的人員車輛進行監(jiān)控、定位，本文正是針對這一問題，提出把RFID技術(shù)應用在小區(qū)的安防系統(tǒng)中，進而實現(xiàn)對每一位進入小區(qū)的人員車輛進行定位和信息處理，為小區(qū)安全提供保障。上海朝為電子科技主要從“定位”這個角度論證RFID技術(shù)在小區(qū)安防系統(tǒng)中應用的可行性。

一、RFID組成及工作原理

　　(一)系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)分為三部分(1)標簽(Tag)，標簽相當于條碼技術(shù)中的條碼符號，用來存儲需要識別傳輸?shù)男畔ⅰ?2)閱讀器(Reader)根據(jù)支持的標簽類型不同與完成的功能不同，閱讀器的復雜程度是顯著不同的。閱讀器基本的功能就是提供與標簽進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩健Ａ硗?，閱讀器還提供相當復雜的信號狀態(tài)控制、奇偶錯誤校驗與更正功能等。(3)天線(Antenna)天線是標簽與閱讀器之間傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射、接收裝置。

　　(二)工作原理

　　RFID技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)的無接觸式信息傳遞并通過所傳遞的信息達到自動識別的技術(shù)。工作原理為：利用射頻信號和空問耦合傳輸特性，實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。工作過程：當帶有電子標簽的物品在讀寫器的可讀范圍內(nèi)時，讀寫器發(fā)出磁場，查詢信號將會激活標簽，標簽根據(jù)接收到的查詢信號要求反射信號，讀寫器接收到標簽反射回的信號后，通過內(nèi)部電路的解碼處理無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達到自動識別物體的目的。然后進一步通過計算機及計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。

二、小區(qū)安防技術(shù)現(xiàn)狀

　　目前小區(qū)安防系統(tǒng)的主要職能是安全防范。為了給小區(qū)居民創(chuàng)造一個安全舒適的居住環(huán)境，就需要有一個高標準、智能化的安防系統(tǒng)，現(xiàn)在大部分小區(qū)仍然采用的是安防人員的巡邏、值班方式，這種傳統(tǒng)的方式效率低，人員勞動量大，不安全因素也得不到很好的控制。即使有些高級小區(qū)采用了先進的智能設(shè)備，也配備了素質(zhì)比較高的安防人員，但這些設(shè)備有價格昂貴、易人為損壞的缺點，總之安防效果不明顯。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作過程

　　(一)　結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮到小區(qū)內(nèi)的各個建筑物和人員可能經(jīng)過的路段中有多樣性和復雜性，所以需安裝若干個閱讀器，并且將它們通過通信線路與監(jiān)控中心的計算機進行數(shù)據(jù)交換。同時在進入小區(qū)的人員每輛車上安置一個電子標簽，對其進行監(jiān)控和定位。具體的工作模型如圖1所示。

圖1 工作模型

　　從圖1可以看出，在RFID系統(tǒng)的工作過程中，始終以能量為基礎(chǔ)，通過一定的時序方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。閱讀器向電子標簽提供工作能量。當電子標簽進入射頻識別場時，閱讀器發(fā)射出的射頻波激活標簽電路，相互作用，完成數(shù)據(jù)的交換。對于多標簽同時識讀來講，可以采用閱讀器先發(fā)的形式，也可以是標簽先發(fā)的形式。為了實現(xiàn)多標簽無沖突同時識讀，閱讀器先對一批標簽發(fā)出隔離命令，使得閱讀器識讀范圍內(nèi)的多個電子標簽被隔離，最后只保留一個標簽處于活動狀態(tài)與閱讀器建立無沖突的通信聯(lián)系。對于標簽先發(fā)的方式，標簽隨機地反復發(fā)送自己的識別ID，不同的標簽可在不同的時間段被閱讀器正確讀取，完成多標簽的同時識讀。對于任何一只電子標簽來講，都具有唯一的ID號，在大多數(shù)應用場合，是通過運用后臺數(shù)據(jù)庫來支持標簽的數(shù)據(jù)屬性的。閱讀器與應用系統(tǒng)之間的接口由開發(fā)工具調(diào)用的標準函數(shù)來表示。功能大致包含以下方面：應用系統(tǒng)根據(jù)需要向閱讀器發(fā)出配置命令和其他指令;閱讀器向應用系統(tǒng)返回其當前的配置狀態(tài)和各種指令的執(zhí)行結(jié)果。

　　(二)　工作過程每個進入小區(qū)的人員車輛在經(jīng)過小區(qū)門崗時，必須配戴保安發(fā)放的身份卡(包括人員卡和車輛卡)---射頻識別標簽，它的芯片中含有一個唯一的識別代碼以及用戶所指定的信息，它們可以被閱讀器(Reader)在一定的距離內(nèi)以非接觸的方式讀取出來?；谏漕l識別技術(shù)的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)能夠在一定范圍內(nèi)同時對多個掛有射頻標簽的目標物體進行非接觸、高速及準確的并行跟蹤和識別，因此只要在進入小區(qū)的人員車輛上放置射頻識別標簽(通常是封裝為卡狀，所以也稱為射頻卡)，當進入小區(qū)的人員車輛行駛到放置閱讀器的有效閱讀范圍內(nèi)時，系統(tǒng)的閱讀器就會自動讀取人員車輛所持有的射頻識別標簽的lD號碼，然后系統(tǒng)會將此標簽的lD號碼和人員車輛行駛的相關(guān)信息傳送到后臺系統(tǒng)進行處理。

四、可行性分析

　　經(jīng)過前面的介紹，可以論證，困擾小區(qū)的安全問題已經(jīng)在很大程度上得以解決，實現(xiàn)了小區(qū)人員車輛進出都有有效識別、監(jiān)測監(jiān)控和定位，使小區(qū)的安防系統(tǒng)充分體現(xiàn)“人性化、信息化和高度自動化”，實現(xiàn)了數(shù)字小區(qū)的目標，同時，RFID身份卡制作成本較低，投資較少。因此將該技術(shù)在小區(qū)安防系統(tǒng)中應用的方案是可行的。

五、RFID技術(shù)在小區(qū)安防系統(tǒng)中的總體設(shè)計

　　(一)功能設(shè)計

　　RFID技術(shù)在人員定位管理方面實現(xiàn)的基本功能包括：①識別：任一時間或某個地點究竟有多少人員或者車輛，這些人人員或者車輛都是誰可以完全識別;②記錄：所有進入小區(qū)的人員車輛在小區(qū)內(nèi)的任一時間的活動軌跡均可以記錄在數(shù)據(jù)庫中;③定位：小區(qū)監(jiān)控中心可以遠程監(jiān)控進入小區(qū)的人員車輛;④查詢有關(guān)人員車輛在任一地點的到/離時間和總停留時間等等一系列信息，可以督促和落實重要巡查人員是否按時、到點的進行各項數(shù)據(jù)的測試和處理，從根本上杜絕因疏忽而造成的相關(guān)安全問題。⑤防作弊：進入小區(qū)的人員車輛在行駛途中遺失或丟棄身份卡，監(jiān)控中心可以自動識別。

　　(二)設(shè)計方案

　　在小區(qū)的各個通道和人員可能經(jīng)過的通道中安裝若干個閱讀器，并且將它們通過通信線路與地面監(jiān)控中心的計算機進行數(shù)據(jù)交換。同時在每個進入小區(qū)的人員車輛上放置安置有RFID電子標簽身份卡，當人員車輛進入小區(qū)，只要通過或接近放置在通道內(nèi)的任何一個閱讀器，閱讀器即會感應到信號同時立即上傳到監(jiān)控中心的計算機上，計算機就可判斷出具體信息(如：是誰，在哪個位置，具體時間)，管理者也可以根據(jù)大屏幕上或電腦上的分布示意圖點擊小區(qū)內(nèi)的任一位置，計算機即會把這一區(qū)域的人員情況統(tǒng)計并顯示出來。同時，一旦小區(qū)內(nèi)發(fā)生事故(如：火災、搶劫等)，可根據(jù)電腦中的人員定位分布信息馬上查出事故地點周圍的人員車輛情況，然后可再用探測器在事故處進一步確定人員準確位置，以便幫助公安部門準確快速的方式營救出遇險人員和破案。人員車輛定位示意圖如圖2所示。

圖2 人員車輛定位示意圖

(三)系統(tǒng)完成

　　信息處理系統(tǒng)是整個小區(qū)安防系統(tǒng)的核心，由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和響應的應用軟件系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)可完成對人員車輛行駛路徑的記錄、查詢和相關(guān)信息的處理等功能。

六、RFID技術(shù)前景

　　無線射頻識別技術(shù)(RFID)現(xiàn)在已經(jīng)成為一個很熱門的話題，據(jù)：業(yè)內(nèi)人士預測，RFID技術(shù)市場將在未來五年內(nèi)在新的產(chǎn)品與服務帶來30～100億美元的商機，隨之而來的還有服務器、資料儲存系統(tǒng)、資料庫程序、商業(yè)管理軟件、顧問服務，以及其他電腦基礎(chǔ)建設(shè)的龐大需求。許多高科技公司正在加緊開發(fā)RFID專用的軟件和硬件，并紛紛將重金投入此項技術(shù)和解決方案的開發(fā)，這些公司包括英特爾、微軟、IBM、甲骨文、SUN等IT巨頭。而最近全球最大的零售商沃爾瑪?shù)囊豁棥耙笃淝?00家供應商向其配送中心發(fā)送貨盤和包裝箱時使用RFID技術(shù)，2006年1月前在單件商品中使用這項技術(shù)”的決議，把RFID再次推到了聚光燈下。因此可以說，RFID技術(shù)正在成為全球熱門的新科技。

七、結(jié)束語

　　RFID在小區(qū)安防系統(tǒng)中的應用以小區(qū)管理條例為依據(jù)，可按照人員安全管理、車輛安全管理和安全物資管理等方面分類應用。利用FRID技術(shù)，建立信息采集和處理方案，實現(xiàn)信息傳遞與信息共享，為小區(qū)安全管理提供支持，實現(xiàn)小區(qū)管理信息化、規(guī)范化和可視化。最大限度的保障小區(qū)的人員和財產(chǎn)的安全。