RFID橡膠樹防護(hù)防盜管理系統(tǒng)

　　一、 需求背景

　　制作橡膠的主要原料是天然橡膠，天然橡膠就是由橡膠樹割膠時(shí)流出的膠乳經(jīng)凝固及干燥而制得的。天然橡膠因其具有很強(qiáng)的彈性和良好的絕緣性，可塑性，隔水、隔氣性，抗拉橡膠樹和耐磨等特點(diǎn)，廣泛地運(yùn)用于工業(yè)、國(guó)防、交通、醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域和日常生活等方面，用途極廣。

　　中國(guó)專用國(guó)家植膠區(qū)主要分布于海南，現(xiàn)在很多橡膠樹的日常管理都是采用人工記錄的方式，防盜防割采用人工監(jiān)督巡查的方式，遺漏、偷割、偷砍一直是很難解決的問題，廣州眾志物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司結(jié)合RFID系統(tǒng)的高科技產(chǎn)品使橡膠樹的管理更加智能，更好地杜絕偷盜行為。

　　二、 使用流程

　　1. 安裝RFID標(biāo)簽

　　如圖1所示，每顆橡膠樹都安裝一個(gè)RFID智能標(biāo)簽，樹的孔直徑是1~2cm，深度是8cm，孔離地面的距離大概是2米，智能標(biāo)簽代表橡膠樹的ID身份，記錄該橡膠樹的生長(zhǎng)信息。

圖1 安裝RFID標(biāo)簽

　　2. 防護(hù)管理

　　優(yōu)化橡膠樹的病蟲防治工作，工作人員拿著手持機(jī)在橡膠園進(jìn)行檢查，系統(tǒng)設(shè)置有八種病癥：白粉病、炭疽病、割面條潰瘍病、橡膠根病、褐皮病、橡膠小蠹蟲、六點(diǎn)始葉螨、橡膠介殼蟲，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某顆橡膠樹生病了，工作人員可用手持機(jī)掃描相應(yīng)的橡膠樹，并按下相應(yīng)病癥的序號(hào)，系統(tǒng)即會(huì)登記。

　　3. 防盜管理

　　RFID標(biāo)簽利用射頻信號(hào)以無(wú)線的方式傳送和接收數(shù)據(jù)資料，系統(tǒng)分為RFID標(biāo)簽、道口接收器、主機(jī)三部分，RFID標(biāo)簽隱藏在橡膠樹內(nèi)，當(dāng)移動(dòng)到設(shè)于道口接收器所產(chǎn)生的信號(hào)時(shí)，RFID標(biāo)簽即向道口接收器發(fā)送告警信號(hào)，道口聲光報(bào)警器會(huì)響起，同時(shí)系統(tǒng)平臺(tái)會(huì)接收到報(bào)警信號(hào)。

　　三、 系統(tǒng)介紹

圖2 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

　　RFID橡膠樹防護(hù)防盜管理系統(tǒng)由RFID標(biāo)簽、道口讀頭、手持機(jī)、平臺(tái)管理系統(tǒng)組成，如圖2所示。平時(shí)RFID標(biāo)簽安裝在橡膠樹里，處于睡眠狀態(tài)，此時(shí)的功耗非常低，當(dāng)有非法分子偷砍橡膠樹時(shí)，RFID標(biāo)簽感受到震動(dòng)醒來(lái)，不間斷地向外發(fā)送告警信號(hào)，當(dāng)未授權(quán)的橡膠樹通過道口讀頭時(shí)，道口讀頭識(shí)別到非法橡膠樹的數(shù)量及具體信息，道口處的報(bào)警器即響起，同時(shí)讀頭通過GPRS將告警信號(hào)傳輸給后臺(tái)。方便管理人員及時(shí)做出處理。

　　1. RFID標(biāo)簽

圖3 RFID標(biāo)簽效果圖

　　RFID的設(shè)計(jì)原則為堅(jiān)固耐用、小巧方便、工作時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，效果圖如圖3所示。

　　RFID標(biāo)簽隱藏在橡膠樹中，每顆橡膠樹安裝一個(gè)標(biāo)簽，記錄該橡膠樹的ID號(hào)，當(dāng)橡膠樹通過裝有讀頭的道口時(shí)，在離讀頭20米左右的距離內(nèi)(運(yùn)輸車的配置對(duì)讀取距離有一定的影響)，未經(jīng)過授權(quán)的橡膠樹里的RFID標(biāo)簽，會(huì)自動(dòng)向道口讀頭發(fā)送告警信號(hào)，道口讀頭也會(huì)將告警信息通過GPRS發(fā)送到監(jiān)控平臺(tái)，同時(shí)道口的聲光報(bào)警器會(huì)響起，表示有非法的橡膠樹正在接近道口，方便管理人員及時(shí)做出處理。

　　監(jiān)控平臺(tái)的管理人員通過系統(tǒng)可以獲取到非法橡膠樹的信息及其所在的道口位置。RFID標(biāo)簽的使用時(shí)間為5年，時(shí)間到期時(shí)系統(tǒng)會(huì)提醒工作人員及時(shí)更換RFID標(biāo)簽。

　　表格1 RFID標(biāo)簽特性

　　2. 道口讀頭

圖4 道口讀頭三視圖

　　每一個(gè)道口的內(nèi)側(cè)和外側(cè)各裝一個(gè)讀頭，如圖4所示(室外外殼需更改)，橡膠樹進(jìn)出道口時(shí)，不同方向會(huì)有不同的讀頭先識(shí)別，告警信號(hào)通過GPRS無(wú)線傳輸?shù)较到y(tǒng)平臺(tái)，方便工作人員及時(shí)做出處理，道口讀頭特性如表格2所示。

　　表格2 道口讀頭特性

　　3. 手持機(jī)

　　圖5 手持機(jī)效果圖

　　手持機(jī)的效果圖如圖5所示，主要是橡膠園工作人員巡檢管理，用于防護(hù)橡膠樹生病，及時(shí)對(duì)癥下藥。當(dāng)工作人員發(fā)現(xiàn)某一橡膠樹生病后，通過手持機(jī)輸入病癥序號(hào)，手持機(jī)通過GPRS將對(duì)應(yīng)信息傳輸?shù)较到y(tǒng)后臺(tái)，具體功能說(shuō)明如表格3所示。

　　表格3 手持機(jī)參數(shù)

　　四、 軟件系統(tǒng)

圖6 軟件系統(tǒng)效果圖

　　軟件追蹤頁(yè)面如圖6所示，圓點(diǎn)表示道口安裝的讀頭位置，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有非法橡膠樹通過時(shí)，讀頭即顯示紅色告警，并附上非法橡膠樹的數(shù)量，方便管理人員做出行動(dòng)安排。如圖6所示，即表示有兩個(gè)道口存在非法偷運(yùn)橡膠樹的行為。

　　五、 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

圖7 海南橡膠園

　　1. 讀寫距離遠(yuǎn)

　　RFID標(biāo)簽讀寫的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無(wú)源標(biāo)簽，系統(tǒng)會(huì)控制在20m范圍的區(qū)域?qū)ο鹉z樹進(jìn)行監(jiān)控，保證準(zhǔn)確性，這樣在對(duì)橡膠樹進(jìn)行監(jiān)控管理時(shí)，可以快速讀取標(biāo)簽的信息。

　　2. 無(wú)死角識(shí)別

　　由于有源標(biāo)簽的無(wú)線信號(hào)是以球面波的方式發(fā)送出去，這樣對(duì)安裝在電動(dòng)車上的有源標(biāo)簽的安裝方向沒有要求，不管橡膠樹以哪個(gè)方向通過路口，都能被道口讀頭識(shí)別。

　　3. 輻射影響小

　　無(wú)源標(biāo)簽工作時(shí)需要主機(jī)提供能量，所以對(duì)主機(jī)的無(wú)線信號(hào)發(fā)射功率相對(duì)要求較高，當(dāng)無(wú)線信號(hào)功率達(dá)到一定值時(shí)會(huì)對(duì)人體有危害。相對(duì)無(wú)源標(biāo)簽，有源RFID標(biāo)簽可自身提供能量，這樣主機(jī)和標(biāo)簽的發(fā)射功率可以做得比較小，對(duì)人體基本沒什么危害。

　　4. 工作時(shí)間長(zhǎng)

　　RFID標(biāo)簽用到的是低數(shù)據(jù)量、低功耗的無(wú)線技術(shù)，休眠功耗為uA級(jí)別，這樣有源RFID標(biāo)簽可以長(zhǎng)時(shí)間工作，工作時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)5年。