物聯網技術在安防行業中的融合應用

文｜天津天地偉業數碼科技有限公司 鄧 曄

物聯網技術在安防行業中的融合應用

文｜天津天地偉業數碼科技有限公司 鄧 曄

物聯網是把所有物品利用射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備與互聯網連接起來，通過構建的感知層、網絡層和應用層，進行數據交換通信，實現智能識別和監控管理的網絡。

物聯網技術其實離我們并不遙遠，隨著信息采集、傳感網絡、智能分析等技術在安防行業中的快速發展，網絡視頻監控、周界報警、門禁巡更等安防子系統都帶有物聯網的一些特征，并在軌道交通、機場、醫療、物流等行業有了實際的應用。其中，關注和結合較為深入的當屬RFID技術。

1 物聯網RFID技術解析

物聯網RFID技術，中文解釋就是微波識別，微波是手段，識別是目的，即采用微波頻段對需管理的目標進行掃描并獲取相關信息的一種新興技術。

從廣義的角度來說，過去安防領域的門禁管理系統中經常出現的ID卡/IC卡，其頻段分別為125kHz和13.56MHz，都可以算作是RFID的部分應用，在此文不再贅述。

本文所說的RFID技術，主要是特指902～928MHz，以及2.45G這兩種頻段，其特征是頻率高，受外界干擾少，傳輸距離遠，載波寬，傳輸數據速率快。因此，目前為各大廠商推崇，并不斷掀起推廣浪潮，美國總統奧巴馬為解決這次世界性的經濟危機，提出了以RFID技術為核心的智慧地球概念，溫總理在無錫提出的同樣以RFID技術為核心的物聯網概念，將RFID技術推到頂點。

2 RFID市場的發展階段

國內RFID技術的應用，大致產生于十年前，可以簡單分為三個階段。

第一階段是前5年，當時一臺讀寫器的價格動輒十幾萬元，電子標簽的價格也是在數百元，如此高昂的成本，導致了市場應用層面的狹窄。因此最早期的應用都是集中于車輛管理，主要是對于價格不太敏感的公用領域，最典型的應用就是深圳皇崗口岸的進出關車輛管理、鐵路交通系統對列車的定位管理，以及更加廣泛巨大的停車場管理市場。國內早期的RFID設備供應商，大多是從停車場管理提供遠距離控制設備的機遇中得到生存發展。

第二個階段是從2005～2009年，隨著讀寫器技術的國產化，以及以EPC-G2為代表的電子標簽技術的成熟化，不僅系統應用成本越來越低，項目實施的完成度也越來越高，而相對應的市場上細分領域的需求也逐步被開發出來，這一階段的具體特征就是應用遍地開花，而且隨著早期各家公司技術人員的流動，新的RFID公司也越來越多，整個市場逐步繁榮。這一階段的應用需求主要是由最終用戶自發提出，傳統的系統集成商和RFID技術提供商大多是被動地因某一具體項目而走到一起，相互之間缺乏長期磨合和深入交流。最終用戶和系統集成商由于對RFID技術的期望過高，加之RFID技術在應用中的復雜性，導致了很多項目在前期的測試階段就被否定，或者不斷更換集成商和RFID技術提供商最終無法正式應用，導致除了傳統的鐵路應用及車輛管理應用外沒有形成成熟的項目應用。

第三個階段是從去年年中開始，隨著奧巴馬總統及溫家寶總理的宣傳以及各級政府的積極響應，各行各業的傳統集成商開始從以往對RFID技術事急從權、被動上馬的態度，轉變為主動積極地將各自行業領域的應用需求，以智慧地球和物聯網為方向，從基礎架構開始，重新與RFID技術提供商共同制定全新的能充分利用RFID技術的解決方案。而RFID技術提供商在經過多年的項目實施后，也都積累了大量的現場實施經驗，政策大背景下的雙方密切結合，使RFID技術進入真正的井噴期，誰能夠率先推出滿足客戶需求的解決方案，誰就能在新的市場格局中脫穎而出，占領先機，這可能是一次行業的洗牌，也可能是領先者擴大競爭優勢的契機。

3 RFID系統的實施部署

只有想不到，沒有做不到，RFID技術適用性十分寬泛，可以是食品跟蹤溯源，也可以是煤礦工人井下定位，這些種類繁多的行業應用，其底層主要依托于信息數據的采集。

一個標準的RFID管理單元是由兩部分組成，一是在被管理目標（物體或人員）上放置的電子標簽，二是讀取這些標簽的讀寫器。讀寫器將讀到的標簽內容發送給后臺數據庫，后臺數據庫對這些數據進行存儲管理。射頻信息采集環節的主要流程包括合理放置電子標簽、合理布置讀寫器，將讀到的數據完整傳輸給后臺數據庫。

在這個過程當中，考量RFID技術能力高低就是在不同的被管理目標上如何更科學地放置電子標簽，如何能讓讀寫器更可靠地讀取到這些電子標簽，并按照集成商需要的方式將數據上傳。由于每個項目實施中要根據最終用戶的側重點不同而靈活調整部署，所以還不太可能完全按照最佳方式或理論方式實施。簡單舉例，同樣是人員管理項目，A用戶強調的是讀取的靈敏度，要求被管理人員在通過檢測通道時，無論何種方式通過，在不主動出示標簽的情況下，都能迅速被識別到。那么這個方案里，我們肯定會建議客戶使用有源電子標簽及讀寫器，這樣在人均應用的成本上會比較高；而同樣的環境，B用戶更注重的是成本，那么我們就會建議客戶使用無源電子標簽，但是在管理流程中，需要被管理者主動出示電子標簽，這樣才能保證實際的使用效果。

4 RFID技術在安防行業的快速應用

物聯網的核心是業務應用的創新。應用是主體，RFID技術是手段，必須在應用層將技術與行業需求結合，方能實現深度融合和智能發展。目前困擾其在安防行業內大面積應用推廣的主要因素，一是RFID系統的整體設備成本高，二是最終用戶對于其在實際應用中的綜合效益和必要性認識不足，通常以視頻監控、報警探測和人員管理相結合為主要的系統配置。后者是目前首要解決的關鍵問題，只有將目標識別定位的優勢與用戶的日常業務密切結合，解決流程中的管理問題，提高追溯準確性和效率，才能擴大用戶群體，加速物聯網技術的產業化和規模化。下面將逐一列舉RFID技術在安防各分支領域的具體應用，多點成面，務求勾勒出用戶對識別定位技術需求應用的主線。

4.1 門禁系統和考勤系統

門禁控制是RFID在安防行業中應用最為廣泛的領域。RFID技術常常被用于許多政府、企業和校園機構的實體門禁控制系統中。這些系統可以是簡單的門禁控制方案，也可擴展為多功能卡解決方案，如電子錢包或圖書借閱。

在大型會議的入口處和重要活動場所的通道處，安置開放式的門禁系統，當參會人員或其他進出通道的人員通過時，系統自動感應人員持有的RFID電子標簽請柬或身份卡等證件，確認出入人員的身份。合法的用戶正常通過，同時在顯示屏上即時顯示通過人員的身份信息和現場抓拍的照片，值守的警衛人員能予以對比確認。沒有相關身份識別證件的人員或持有非法證件的人員通過時，系統設備會提示報警，警衛人員可及時阻止其進入。對于運動場館、音樂會和其他一些休閑娛樂設施，RFID系統能夠提供一系列的門禁功能來進行票證管理，減少因票證偽造所帶來的損失。門票既可以用帶有RFID技術的簡易卡片由條碼打印機來制作，同時也可以將RFID卡片制作成會員卡、月卡或年卡，而且門票無需拿出，只需放在身上就可以識別出來，實現開放式人性化的門禁管理。

RFID開放式門禁系統既具有傳統普通門禁系統的全部功能特點，還具有開放式多人快速通過，同時記錄每個出入者的信息特點。當佩帶射頻身份卡的人員通過大門時，身份卡中的信息被系統自動采集，無需人工干預，使門禁管理工作變得更為便捷。電子標簽卡片使用壽命長，可以反復讀寫十萬次以上，使用壽命長達十年以上。

4.2 車輛管理

4.2.1 停車場管理

RFID技術為停車場的管理提供獨立的、不間斷的系統服務，確保只有經過許可的車輛方可通過，實現了停車服務及費用收取的數字化管理。使用RFID技術的停車場管理系統可以實現對場地中所有車輛的掌控，實現計算機車輛信息化管理。在無人值守的情況下，系統自動記錄出入車輛的時間和車牌號碼，提供進出場時刻的完整記錄，加強對滯租費用車輛的控制管理通過，加速車輛的及時尋找與交付等，還可以通過便攜閱讀器來采集掌握車庫狀況與車位信息。目前全國已有數千個RFID停車場收費系統正在使用中。

使用RFID技術的停車場不停車自動收費系統一部分為微波信號識別裝置，即出入口通訊器，它可安裝在控制車輛出入口上方，另一部分為電子標簽，系統為每一停車用戶配備一張經過注冊的電子標簽，它可安裝在車輛前擋風玻璃內適當位置，該模塊內部有身份識別代碼。當車輛到達小區入口前時，車輛檢測器檢測到車輛的存在，啟動入口通訊器，檢測前來車輛的電子標簽內的身份代碼ID，ID以微波的形式加載并發射到通訊器，如果通訊器中自帶的信息數據庫中預置了該車主電子標簽內的ID碼，說明該標簽屬于本車場，則車閘迅速自動打開，車輛無須停車便可順利通過。使用RFID技術能對車輛實現非接觸式快速識別，并對用戶身份的自動鑒別對比，確保了個人財產的安全保護性以及正常出入手續的簡潔快速性。

4.2.2 車輛遠距離核查

該系統采用世界領先的微波頻段遠距離射頻識別技術，每部車輛上均安裝有一張預先在系統注冊的無源感應卡/有源感應卡。感應卡會不斷的發射微波信號，當在附近的遠距離讀寫器（手持機）接收到感應卡信號后，遠距離讀寫器通過GPS/GPRS與控制中心進行信息對比。自動識別判斷卡片的合法性。如果合法，則允許放行，否則手持讀寫器報警提醒并自動記錄車輛信息。手持遠距離讀寫器可由核查工作人員隨身攜帶，隨時隨地監控車輛，包括車輛部門、司機姓名、牌照以及照片等信息。

4.2.3 高速路不停車收費

不停車收費系統又稱電子收費系統（簡稱ETC系統）。它利用車輛自動識別（簡稱AVI技術）完成車輛與收費站之間的無線數據通信，進行車輛自動識別和有關收費數據的交換，通過計算機網絡對收費數據進行處理，實現不停車自動收費的全電子收費管理系統。

該系統通過安裝在車輛擋風玻璃上或者車身其他部位的車載電子標簽與在收費站ETC車道上的讀卡器之間的微波專用短程通信，利用計算機聯網技術與銀行進行后臺結算處理，從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的。不停車收費系統主要利用車輛自動識別技術，通過路側車道控制系統的信號發射與接收裝置識別車輛的編號，自動從該用戶的專用賬戶中扣除通行費。“不停車收費”使得車輛通過高速公路收費站的時間縮短在幾秒鐘之內，高速公路通行能力得到較大提高。

4.3 電子巡更

遠距離自檢巡更系統主要針對安保人員的巡檢自動化管理。系統采用遠距離RFID無線射頻技術，自動采集數據，無須觸碰定位點，在完成巡邏監督的同時，不影響保安的正常巡視工作，確保對保安的日常巡邏工作進行有效監管。

系統的工作原理主要是在巡更路線上布設遠距離定點標識，而保安身上佩戴的巡更器內含有遠距離識別模塊。當保安到達事先布有定點標識的區域時，巡更器自動采集定點標識發出的、含有唯一識別碼的射頻信號，自動記錄保安巡邏到該地點的時間，數據在線或事后傳入電腦。因為采用了遠距離數據自動采集技術對保安的日常巡邏工作進行監管，可以在確保巡更質量的前提下有效地滿足巡更管理工作的復雜要求。而由于定點標識可以根據需要隨機布置，有效杜絕了針對標識點的作弊行為，確保監控無漏洞。

使用RFID技術的自檢巡更系統還可以和視頻監控等其他系統配合監控保安巡邏，一方面可以確保巡更員的人身安全，另一方面還可以避免巡更人員不遵守規定的行為。

4.4 防盜報警

采用RFID技術的室內安全防范報警裝置由傳統的紅外（或感應式）探測器和RFID識別設備共同控制，將RFID技術與傳統入侵探測技術結合，通過分析在同一時間內監測到的RFID信號及傳統入侵探測設備的輸出信號來區分非法入侵與合法進入。當有人員進入紅外探測區域，系統將通過RFID射頻識別技術與傳統的防盜報警裝置相結合，自動識別和記錄監測范圍內的人員身份，如果檢測到是佩帶標識的工作人員時，系統將記錄保安或內部工作人員在系統監控區域的出入，但不發出報警信號，工作人員可以在防盜區域內進行必要正常工作。當系統檢測到不明物體為非法入侵者時，將立即發出警報信號。這種裝置能實現24小時監控而不影響其他正常工作，并且可以與已經部署使用的防盜系統集成使用，提高了報警系統的智能化程度，甄別處理流程更高效更人性化。

汽車防盜是RFID較新的應用領域。目前已經開發出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器，當鑰匙插入到點火器中時，讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發送來的特定信號，汽車的引擎將不會發動。用這種電子驗證的方法，汽車的中央計算機也就能容易防止短路點火。

4.5 防偽管理

4.5.1 證件防偽

RFID防偽技術主要應用于證件防偽、票務防偽和包裝防偽方面。在比賽和演出等票務量比較大的場合用RFID技術對門票進行防偽，不僅不再需要人工識別，實現人員的快速通過，還可以鑒別門票使用的次數，以防止門票被偷遞出來再次使用，做到反潛回或“次數防偽”的目的。

4.5.2 酒類防偽

RFID酒類防偽優點在于每個標簽都有一個唯一的ID號碼，無法修改和仿造。運用RFID技術酒類防偽無機械磨損，防污損；讀寫器不直接對最終用戶開放物理接口，保證其自身的安全性；數據安全方面除標簽的密碼保護外，數據部分可用一些算法實現安全管理；讀寫器與標簽之間存在相互認證的過程；數據存儲量大，內容可多次擦寫，還可以建立基于RFID技術的物流及供應鏈管理系統，通過該系統可以記錄每瓶酒的生產、倉儲、銷售出廠的全過程，并可以自動統計產量、銷量等信息，輔助以視頻監控系統，在達到防偽效果的同時，可以檢測生產線或物流倉儲的運行狀況，實現管理的信息化。

使用RFID酒類防偽技術可杜絕假冒產品流入銷售市場、控制產品質量、銷售人員監督管理、制訂合理服務戰略、加強對市場的控制管理、指導企業產品設計定位和提高經營決策的及時性。

4.6 人員定位

4.6.1 礦井管理

生產安全的核心是人的安全。煤礦、金屬礦等采礦場所迫切需要利用相應的礦井人員跟蹤定位設備，全天候對煤礦入井人員進行實時自動跟蹤和考勤，隨時掌握每個員工在井下的位置及活動軌跡、全礦井下人員的位置分布情況，提升了安全生產信息化管理水平。

4.6.2 監獄管理

人員定位也可以運用于監獄管理，通過RFID技術可以安全可靠地區分識別在押犯人和管理人員，通過比對個人信息實現人員出入的嚴格甄別，并實時掌握在押犯人的活動軌跡，從真正意義上實現數字化監獄管理系統信息化。目前RFID技術已經被美國、荷蘭、新加坡、馬來西亞等國廣泛應用于監獄管理。天地偉業的監獄解決方案可實現RFID技術與監獄視頻監控平臺的緊密結合，實現無線區域與可視監控聯動報警。針對異常跨區域行為、無信號、拆卸、剪斷等異常信號及時發現并通過現場監控視頻復核，同時聯動錄像和聲光報警實現即時處理，并對此區域進行對講喊話；實現多重嚴密監控，有效降低監控人員工作壓力、提升工作效率。

5 結束語

隨著IP化和物聯網的深化發展，視頻監控乃至整個安防產業正在經歷前所未有的結構性巨變，很難通過某項具體技術把握認知全局的變化，而且RFID核心技術掌握度較低，很容易形成完全競爭的格局，這就需要廠商從產業融合的角度系統地把握理解用戶業務需求的變化，從對海量信息的處理分析中歸納形成切實有效的快速融合方案，提升自己的軟實力。