基于RFID的嬰兒防盜系統的研究與實現

【摘要】隨著無線射頻識別技術（RFID）的發展及在各個領域的成功應用，在醫療行業的應用優勢也顯現出來。基于RFID的嬰兒防盜系統是將RFID技術同醫療行業結合的產物，能夠在大型綜合醫院的婦產科或婦兒醫院中應用，從而提高母嬰識別管理、嬰兒防盜管理、通道權限管理等的工作效率。

【關鍵詞】RFID；嬰兒防盜；報警事件處理

1.引言

嬰兒安全是醫院和嬰兒家屬關注的敏感問題。基于RFID的嬰兒防盜系統是專門針對嬰兒安全而設計的解決方案，能有效地對醫院內的新生嬰兒進行可靠和安全的保護。嬰兒可以佩戴對人體無害的電子標簽，同時在醫院內需要進行控制的區域安裝信號接收裝置，信號接收裝置能夠隨時接收到嬰兒電子標簽所發出RF信號，并據此信號判斷標簽所處的狀態，從而對嬰兒所在位置進行實時監控和追蹤，系統可以對企圖盜竊嬰兒的行為及時報警提示，并結合門控系統更有效地防止盜竊嬰兒事件的發生。

2.系統功能結構

基于RFID的嬰兒防盜系統包括四個主要模塊：RFID模塊、通訊模塊、應用軟件管理模塊和供電模塊。RFID工作原理如圖1所示，標簽（即射頻卡）進入磁場后，接收讀感器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息，或者主動發送某一頻率的信號。讀感器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理。

圖1 RFID工作原理圖

3.系統組成

基于RFID的嬰兒防盜系統包括嬰兒標簽、母親/呼市腕表、定位器、讀感器以及相關管理軟件組成。

3.1 嬰兒標簽

嬰兒標簽是系統的主要監控電子標簽，特點如下：

（1）全球唯一ID號識別。

（2）標簽具有防破壞特性，佩戴標簽后，表面不暴露安裝或者規定卡位，不破壞標簽或腕帶的情況下無法解除。戴上標簽穿上腕帶的瞬間開始，電子標簽就不斷地自動發射出信號，系統隨時進行監控。未經授權，任何試圖取下標簽的行為都會觸發報警。

（3）嬰兒防盜標簽要求可以重復使用，可以防水設計，可以進行清洗，無任何過敏反應。

（4）嬰兒防盜標簽具備腕帶防反抽特性，一旦穿好，無法在不破壞標簽的情況下抽取。強行破壞標簽抽取腕帶將引發系統即時報警。

（5）快速的腕帶被剪斷檢測響應時間

3.2 母親/護士腕表

母親/護士標簽是為母親或者醫護人員配置的電子標簽，特點如下：

（1）全球唯一ID號識別。

（2）提供光、震動報警功能，出現報警事件時，系統可根據設定向佩戴腕表的指定或者全部母親/醫護人員發出光、震動報警。

3.3 定位器

定位器包括智能定位器和普通定位器。

智能定位器可以加速標簽上報信息的速度，部署于特別監控區域，可以輔助系統加強對區域的監控。同時智能定位器還具有分級的聲光報警功能，可以在軟件的控制下，根據事件的嚴重程度，發出不同的聲光提示，為醫護人員及時提供報警指示。特點如下：

（1）監控范圍為以設備為中心半徑2～4m（可調）的圓形區域。

（2）可加強系統對監控范圍內標簽的檢測速度。

（3）分級的聲光報警功能。

（4）定時向數據服務器匯報工作情況，系統可以實時檢測各系統組件是否運行正常，防止各種原因引起的失效。

普通定位器是最基本的標簽信息采集設備，兼具定位和識別功能，采用無線的方式接入系統。普通定位器可以擴展全向讀感器的監控范圍，在適當的位置部署普通定位器可以減少全向讀感器的設備量。特點如下：

（1）監控范圍為以設備為中心2.4～9m（可調）。

（2）定位監控范圍內的標簽以及各類事件。

（3）擴展全向讀感器的監控范圍。

（4）定時向數據服務器匯報工作情況，系統可以實時檢測各系統組件是否運行正常，防止各種原因引起的失效。

3.4 讀感器

讀感器包括遠距離定向讀感器、全向讀感器和桿式讀感器。

遠距離定向讀感器具有較為精確的區域定位能力和較高的信息處理能力，可以在短時間內處理大量標簽信息，專用于需要嚴密監控的區域，如出入口等。遠距離定向讀感器采用RS485總線接口接入系統。特點如下：

（1）監控范圍為0.6～3.5m的區域（可調）。

（2）強大的多標簽識別處理能力。

（3）數據服務器定時檢測是否運行正常，防止各種原因引起的失效。

全向讀感器是標簽信息的搜集匯總和預處理設備，采用RS422接口接入系統。特點如下：

（1）在室內無阻隔情況下，可靠覆蓋半徑約為20m。

（2）若存在120mm半磚墻阻隔，可靠覆蓋范圍為穿1墻，半徑約為8m。

（3）可同時采集處理超過500個標簽的數據。

（4）數據服務器定時檢測是否運行正常，防止各種原因引起的失效。

桿式讀感器是定向式的標簽信息采集設備，采取無線方式接入系統，其感應區域較小，可以用于出入口等區域的監控，為系統及時提供預警信息。

4.系統實現的關鍵技術點

4.1 精確定位

精確定位不但可以實現準確地識別嬰兒，而且還可以快速的定位到每個嬰兒、母親或護士當前所在的位置。同時也可以清楚、詳細地顯示每個房間有哪些嬰兒、母親或護士，并且記錄嬰兒、母親或護士行動的路線。

4.2 快速的報警事件處理

實現快速地指示發生報警的準確位置，能夠引導護士或保安人員迅速地到達報警發生的位置。而且當系統發生報警事件時，護士手上帶的標簽會發出光和振動提示，提示相關護士迅速的去處理報警事件。

4.3 標簽的主動式防盜保護

所有防盜標簽每隔3秒鐘左右向系統發出信息，匯報其工作狀態，主要信息包括：位置信息、電池電量信息、防盜標簽腕帶和休眠狀態標識；系統可以快速檢測各個標簽的工作狀態，并及時發出各種警報，如標簽電量過低、標簽處于非法位置等。

4.4 全方位區域監控

系統能夠對部署設備的整個病房區域進行監控。標簽的實時定位和跟蹤功能，實時監控佩戴防盜標簽的嬰兒所處的位置，并跟蹤記錄嬰兒的移動情況。發生嬰兒偷盜、設備被破壞等事件時，能夠立即觸發報警，并定位報警事件發生的位置。

5.結束語

基于RFID的嬰兒防盜系統可以代替傳統的人防系統，從而提高了防盜安全系數，提高了醫院的管理效率。系統立足于開放原則，既支持集中式管理，又支持人性化的服務，符合目前和未來的發展需要。

參考文獻

[1]陳敏亞，沈志強.基于RFID技術的嬰兒防盜系統的設計[J].研制報告，2010，31（7）：59-60.

[2]邢俊鳳，李慧萍，高琦.RFID技術在嬰兒安全防盜中的應用研究[J].計算機與數字工程，2013，41（10）：1710-1712.

基金項目：內蒙古自治區高等學校科學研究項目（項目編號：NJZY12226）。

作者簡介：邢俊鳳（1981—），女，內蒙古包頭人，碩士研究生，講師，研究方向：計算機網絡、射頻識別。