物联网技术在安防行业中的融合应用

文｜天津天地伟业数码科技有限公司 邓 晔

物联网技术在安防行业中的融合应用

文｜天津天地伟业数码科技有限公司 邓 晔

物联网是把所有物品利用射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来，通过构建的感知层、网络层和应用层，进行数据交换通信，实现智能识别和监控管理的网络。

物联网技术其实离我们并不遥远，随着信息采集、传感网络、智能分析等技术在安防行业中的快速发展，网络视频监控、周界报警、门禁巡更等安防子系统都带有物联网的一些特征，并在轨道交通、机场、医疗、物流等行业有了实际的应用。其中，关注和结合较为深入的当属RFID技术。

1 物联网RFID技术解析

物联网RFID技术，中文解释就是微波识别，微波是手段，识别是目的，即采用微波频段对需管理的目标进行扫描并获取相关信息的一种新兴技术。

从广义的角度来说，过去安防领域的门禁管理系统中经常出现的ID卡/IC卡，其频段分别为125kHz和13.56MHz，都可以算作是RFID的部分应用，在此文不再赘述。

本文所说的RFID技术，主要是特指902～928MHz，以及2.45G这两种频段，其特征是频率高，受外界干扰少，传输距离远，载波宽，传输数据速率快。因此，目前为各大厂商推崇，并不断掀起推广浪潮，美国总统奥巴马为解决这次世界性的经济危机，提出了以RFID技术为核心的智慧地球概念，温总理在无锡提出的同样以RFID技术为核心的物联网概念，将RFID技术推到顶点。

2 RFID市场的发展阶段

国内RFID技术的应用，大致产生于十年前，可以简单分为三个阶段。

第一阶段是前5年，当时一台读写器的价格动辄十几万元，电子标签的价格也是在数百元，如此高昂的成本，导致了市场应用层面的狭窄。因此最早期的应用都是集中于车辆管理，主要是对于价格不太敏感的公用领域，最典型的应用就是深圳皇岗口岸的进出关车辆管理、铁路交通系统对列车的定位管理，以及更加广泛巨大的停车场管理市场。国内早期的RFID设备供应商，大多是从停车场管理提供远距离控制设备的机遇中得到生存发展。

第二个阶段是从2005～2009年，随着读写器技术的国产化，以及以EPC-G2为代表的电子标签技术的成熟化，不仅系统应用成本越来越低，项目实施的完成度也越来越高，而相对应的市场上细分领域的需求也逐步被开发出来，这一阶段的具体特征就是应用遍地开花，而且随着早期各家公司技术人员的流动，新的RFID公司也越来越多，整个市场逐步繁荣。这一阶段的应用需求主要是由最终用户自发提出，传统的系统集成商和RFID技术提供商大多是被动地因某一具体项目而走到一起，相互之间缺乏长期磨合和深入交流。最终用户和系统集成商由于对RFID技术的期望过高，加之RFID技术在应用中的复杂性，导致了很多项目在前期的测试阶段就被否定，或者不断更换集成商和RFID技术提供商最终无法正式应用，导致除了传统的铁路应用及车辆管理应用外没有形成成熟的项目应用。

第三个阶段是从去年年中开始，随着奥巴马总统及温家宝总理的宣传以及各级政府的积极响应，各行各业的传统集成商开始从以往对RFID技术事急从权、被动上马的态度，转变为主动积极地将各自行业领域的应用需求，以智慧地球和物联网为方向，从基础架构开始，重新与RFID技术提供商共同制定全新的能充分利用RFID技术的解决方案。而RFID技术提供商在经过多年的项目实施后，也都积累了大量的现场实施经验，政策大背景下的双方密切结合，使RFID技术进入真正的井喷期，谁能够率先推出满足客户需求的解决方案，谁就能在新的市场格局中脱颖而出，占领先机，这可能是一次行业的洗牌，也可能是领先者扩大竞争优势的契机。

3 RFID系统的实施部署

只有想不到，没有做不到，RFID技术适用性十分宽泛，可以是食品跟踪溯源，也可以是煤矿工人井下定位，这些种类繁多的行业应用，其底层主要依托于信息数据的采集。

一个标准的RFID管理单元是由两部分组成，一是在被管理目标（物体或人员）上放置的电子标签，二是读取这些标签的读写器。读写器将读到的标签内容发送给后台数据库，后台数据库对这些数据进行存储管理。射频信息采集环节的主要流程包括合理放置电子标签、合理布置读写器，将读到的数据完整传输给后台数据库。

在这个过程当中，考量RFID技术能力高低就是在不同的被管理目标上如何更科学地放置电子标签，如何能让读写器更可靠地读取到这些电子标签，并按照集成商需要的方式将数据上传。由于每个项目实施中要根据最终用户的侧重点不同而灵活调整部署，所以还不太可能完全按照最佳方式或理论方式实施。简单举例，同样是人员管理项目，A用户强调的是读取的灵敏度，要求被管理人员在通过检测通道时，无论何种方式通过，在不主动出示标签的情况下，都能迅速被识别到。那么这个方案里，我们肯定会建议客户使用有源电子标签及读写器，这样在人均应用的成本上会比较高；而同样的环境，B用户更注重的是成本，那么我们就会建议客户使用无源电子标签，但是在管理流程中，需要被管理者主动出示电子标签，这样才能保证实际的使用效果。

4 RFID技术在安防行业的快速应用

物联网的核心是业务应用的创新。应用是主体，RFID技术是手段，必须在应用层将技术与行业需求结合，方能实现深度融合和智能发展。目前困扰其在安防行业内大面积应用推广的主要因素，一是RFID系统的整体设备成本高，二是最终用户对于其在实际应用中的综合效益和必要性认识不足，通常以视频监控、报警探测和人员管理相结合为主要的系统配置。后者是目前首要解决的关键问题，只有将目标识别定位的优势与用户的日常业务密切结合，解决流程中的管理问题，提高追溯准确性和效率，才能扩大用户群体，加速物联网技术的产业化和规模化。下面将逐一列举RFID技术在安防各分支领域的具体应用，多点成面，务求勾勒出用户对识别定位技术需求应用的主线。

4.1 门禁系统和考勤系统

门禁控制是RFID在安防行业中应用最为广泛的领域。RFID技术常常被用于许多政府、企业和校园机构的实体门禁控制系统中。这些系统可以是简单的门禁控制方案，也可扩展为多功能卡解决方案，如电子钱包或图书借阅。

在大型会议的入口处和重要活动场所的通道处，安置开放式的门禁系统，当参会人员或其他进出通道的人员通过时，系统自动感应人员持有的RFID电子标签请柬或身份卡等证件，确认出入人员的身份。合法的用户正常通过，同时在显示屏上即时显示通过人员的身份信息和现场抓拍的照片，值守的警卫人员能予以对比确认。没有相关身份识别证件的人员或持有非法证件的人员通过时，系统设备会提示报警，警卫人员可及时阻止其进入。对于运动场馆、音乐会和其他一些休闲娱乐设施，RFID系统能够提供一系列的门禁功能来进行票证管理，减少因票证伪造所带来的损失。门票既可以用带有RFID技术的简易卡片由条码打印机来制作，同时也可以将RFID卡片制作成会员卡、月卡或年卡，而且门票无需拿出，只需放在身上就可以识别出来，实现开放式人性化的门禁管理。

RFID开放式门禁系统既具有传统普通门禁系统的全部功能特点，还具有开放式多人快速通过，同时记录每个出入者的信息特点。当佩带射频身份卡的人员通过大门时，身份卡中的信息被系统自动采集，无需人工干预，使门禁管理工作变得更为便捷。电子标签卡片使用寿命长，可以反复读写十万次以上，使用寿命长达十年以上。

4.2 车辆管理

4.2.1 停车场管理

RFID技术为停车场的管理提供独立的、不间断的系统服务，确保只有经过许可的车辆方可通过，实现了停车服务及费用收取的数字化管理。使用RFID技术的停车场管理系统可以实现对场地中所有车辆的掌控，实现计算机车辆信息化管理。在无人值守的情况下，系统自动记录出入车辆的时间和车牌号码，提供进出场时刻的完整记录，加强对滞租费用车辆的控制管理通过，加速车辆的及时寻找与交付等，还可以通过便携阅读器来采集掌握车库状况与车位信息。目前全国已有数千个RFID停车场收费系统正在使用中。

使用RFID技术的停车场不停车自动收费系统一部分为微波信号识别装置，即出入口通讯器，它可安装在控制车辆出入口上方，另一部分为电子标签，系统为每一停车用户配备一张经过注册的电子标签，它可安装在车辆前挡风玻璃内适当位置，该模块内部有身份识别代码。当车辆到达小区入口前时，车辆检测器检测到车辆的存在，启动入口通讯器，检测前来车辆的电子标签内的身份代码ID，ID以微波的形式加载并发射到通讯器，如果通讯器中自带的信息数据库中预置了该车主电子标签内的ID码，说明该标签属于本车场，则车闸迅速自动打开，车辆无须停车便可顺利通过。使用RFID技术能对车辆实现非接触式快速识别，并对用户身份的自动鉴别对比，确保了个人财产的安全保护性以及正常出入手续的简洁快速性。

4.2.2 车辆远距离核查

该系统采用世界领先的微波频段远距离射频识别技术，每部车辆上均安装有一张预先在系统注册的无源感应卡/有源感应卡。感应卡会不断的发射微波信号，当在附近的远距离读写器（手持机）接收到感应卡信号后，远距离读写器通过GPS/GPRS与控制中心进行信息对比。自动识别判断卡片的合法性。如果合法，则允许放行，否则手持读写器报警提醒并自动记录车辆信息。手持远距离读写器可由核查工作人员随身携带，随时随地监控车辆，包括车辆部门、司机姓名、牌照以及照片等信息。

4.2.3 高速路不停车收费

不停车收费系统又称电子收费系统（简称ETC系统）。它利用车辆自动识别（简称AVI技术）完成车辆与收费站之间的无线数据通信，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网络对收费数据进行处理，实现不停车自动收费的全电子收费管理系统。

该系统通过安装在车辆挡风玻璃上或者车身其他部位的车载电子标签与在收费站ETC车道上的读卡器之间的微波专用短程通信，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的。不停车收费系统主要利用车辆自动识别技术，通过路侧车道控制系统的信号发射与接收装置识别车辆的编号，自动从该用户的专用账户中扣除通行费。“不停车收费”使得车辆通过高速公路收费站的时间缩短在几秒钟之内，高速公路通行能力得到较大提高。

4.3 电子巡更

远距离自检巡更系统主要针对安保人员的巡检自动化管理。系统采用远距离RFID无线射频技术，自动采集数据，无须触碰定位点，在完成巡逻监督的同时，不影响保安的正常巡视工作，确保对保安的日常巡逻工作进行有效监管。

系统的工作原理主要是在巡更路线上布设远距离定点标识，而保安身上佩戴的巡更器内含有远距离识别模块。当保安到达事先布有定点标识的区域时，巡更器自动采集定点标识发出的、含有唯一识别码的射频信号，自动记录保安巡逻到该地点的时间，数据在线或事后传入电脑。因为采用了远距离数据自动采集技术对保安的日常巡逻工作进行监管，可以在确保巡更质量的前提下有效地满足巡更管理工作的复杂要求。而由于定点标识可以根据需要随机布置，有效杜绝了针对标识点的作弊行为，确保监控无漏洞。

使用RFID技术的自检巡更系统还可以和视频监控等其他系统配合监控保安巡逻，一方面可以确保巡更员的人身安全，另一方面还可以避免巡更人员不遵守规定的行为。

4.4 防盗报警

采用RFID技术的室内安全防范报警装置由传统的红外（或感应式）探测器和RFID识别设备共同控制，将RFID技术与传统入侵探测技术结合，通过分析在同一时间内监测到的RFID信号及传统入侵探测设备的输出信号来区分非法入侵与合法进入。当有人员进入红外探测区域，系统将通过RFID射频识别技术与传统的防盗报警装置相结合，自动识别和记录监测范围内的人员身份，如果检测到是佩带标识的工作人员时，系统将记录保安或内部工作人员在系统监控区域的出入，但不发出报警信号，工作人员可以在防盗区域内进行必要正常工作。当系统检测到不明物体为非法入侵者时，将立即发出警报信号。这种装置能实现24小时监控而不影响其他正常工作，并且可以与已经部署使用的防盗系统集成使用，提高了报警系统的智能化程度，甄别处理流程更高效更人性化。

汽车防盗是RFID较新的应用领域。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。

4.5 防伪管理

4.5.1 证件防伪

RFID防伪技术主要应用于证件防伪、票务防伪和包装防伪方面。在比赛和演出等票务量比较大的场合用RFID技术对门票进行防伪，不仅不再需要人工识别，实现人员的快速通过，还可以鉴别门票使用的次数，以防止门票被偷递出来再次使用，做到反潜回或“次数防伪”的目的。

4.5.2 酒类防伪

RFID酒类防伪优点在于每个标签都有一个唯一的ID号码，无法修改和仿造。运用RFID技术酒类防伪无机械磨损，防污损；读写器不直接对最终用户开放物理接口，保证其自身的安全性；数据安全方面除标签的密码保护外，数据部分可用一些算法实现安全管理；读写器与标签之间存在相互认证的过程；数据存储量大，内容可多次擦写，还可以建立基于RFID技术的物流及供应链管理系统，通过该系统可以记录每瓶酒的生产、仓储、销售出厂的全过程，并可以自动统计产量、销量等信息，辅助以视频监控系统，在达到防伪效果的同时，可以检测生产线或物流仓储的运行状况，实现管理的信息化。

使用RFID酒类防伪技术可杜绝假冒产品流入销售市场、控制产品质量、销售人员监督管理、制订合理服务战略、加强对市场的控制管理、指导企业产品设计定位和提高经营决策的及时性。

4.6 人员定位

4.6.1 矿井管理

生产安全的核心是人的安全。煤矿、金属矿等采矿场所迫切需要利用相应的矿井人员跟踪定位设备，全天候对煤矿入井人员进行实时自动跟踪和考勤，随时掌握每个员工在井下的位置及活动轨迹、全矿井下人员的位置分布情况，提升了安全生产信息化管理水平。

4.6.2 监狱管理

人员定位也可以运用于监狱管理，通过RFID技术可以安全可靠地区分识别在押犯人和管理人员，通过比对个人信息实现人员出入的严格甄别，并实时掌握在押犯人的活动轨迹，从真正意义上实现数字化监狱管理系统信息化。目前RFID技术已经被美国、荷兰、新加坡、马来西亚等国广泛应用于监狱管理。天地伟业的监狱解决方案可实现RFID技术与监狱视频监控平台的紧密结合，实现无线区域与可视监控联动报警。针对异常跨区域行为、无信号、拆卸、剪断等异常信号及时发现并通过现场监控视频复核，同时联动录像和声光报警实现即时处理，并对此区域进行对讲喊话；实现多重严密监控，有效降低监控人员工作压力、提升工作效率。

5 结束语

随着IP化和物联网的深化发展，视频监控乃至整个安防产业正在经历前所未有的结构性巨变，很难通过某项具体技术把握认知全局的变化，而且RFID核心技术掌握度较低，很容易形成完全竞争的格局，这就需要厂商从产业融合的角度系统地把握理解用户业务需求的变化，从对海量信息的处理分析中归纳形成切实有效的快速融合方案，提升自己的软实力。