基于RFID技术的综合监控管理系统在现代化小区中的应用

唐庚，刘振

TANG Geng, LIU Zhen

（山东省建筑设计研究院）

(Shandong Provincial Architectural Design Institute)

基于RFID技术的综合监控管理系统在现代化小区中的应用

唐庚，刘振

TANG Geng, LIU Zhen

（山东省建筑设计研究院）

(Shandong Provincial Architectural Design Institute)

针对目前住宅小区安防门禁系统存在的一系列问题，提出了基于RFID技术的小区综合监控管理系统。该系统以射频识别系统为基础，将传统的门禁、报警、视频监控等系统有机地结合在一起，实现了多级操作、实时监控、报警、联动控制等多种功能，使小区的安防系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”，实现了数字小区的目标。

智能小区；安防门禁；RFID；射频技术

1 引言

近年来，一方面，随着我国城市规模不断扩大，兴建了大量的住宅小区；另一方面，随着人们安防意识的不断增强，对住宅小区的安全程度提出了更高的要求。这便为各地安全防范体系的建立，特别是安防产品市场的不断发展提供了广阔的空间。为了不断提高和完善安防系统的管理水平，各种新技术、新思路被引入到安防设备的研发和生产中，大大提高了安防系统的技术含量和智能化程度。本文基于RFID技术的安防、门禁系统，将其与传统的报警、视频监控系统有机地结合到一起，形成一套小区集成化综合监控管理系统。

2 RFID技术

2.1 RFID组成

RFID，英文全称radio frequency identification，即我们所说的射频识别技术，作为一种非接触式的自动识别技术，由于其识别过程不需要人工参与，而是通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，因而可广泛应用于各种复杂环境。该系统组成分为三部分：标签，天线，阅读器。

1)标签

标签顾名思义就是一种识别符号，其作用是存储被写入并识别的信息。指定特殊格式的并需要识别传输的相关信息，被存储于标签中。标签使用阅读器非接触式读取，并识别标签中相关信息，从而完成智能识别。标签还具有加密信息并智能读写的功能。

2)天线

标签与阅读器之间发送并接收识别数据信息的装置称为天线。在应用中，不同频段的阅读器需要配备不同的天线，是信息传输的重要一环。

3)阅读器

阅读器也可以称为读取器。阅读器由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成。其基本功能是通过天线向标签发送射频信号，然后经天线接收标签返回的载有存储信息的射频信号，并将读取的标签信息进行信息化处理，进而将信息传送至安防主机。此外，阅读器判定电子标签是否需重发信号的依据是所接收信息能否准确译码，即“命令响应协议”。这样，就能迅速而准确地识别多个标签，有效防止识别错误的发生。

2.2 RFID工作原理

一般来说，射频识别属于无源系统，即电子标签内无电源，阅读器发出的射频脉冲为其提供工作所需的能量。标签通过接收射频脉冲，整流并给电容充电。电容电压经稳压后即作为电源电压。阅读器通过天线发射出一定频率射频信号，当电子标签进入磁场时产生感应电流从而获得所需能量，发送出自身编码等信息，该信息被阅读器读取。阅读器解调部分从接收到的射频脉冲中解调出相关信息，传输到控制逻辑单元，进而根据指令完成信息存储、传输、处理、控制等操作。

2.3 RFID技术的特点

该技术利用无线射频方式进行非接触的双向通信，从而实现了数据的识别和交换。该识别工作由于并不需要人工完成，因此可以适应各类恶劣环境。射频识别技术与传统的条码、磁条等识别技术相比，具有很多优势，比如读取距离远，可实现与目标无接触式获得数据；可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位，从而获得该物体的位置信息；可以通过非接触方式直接读取一定距离内的识别数据，节省了进出小区的安检时间；通过射频信号自动识别目标对象，无需可见光源，具有良好的适应性；射频产品对环境要求低，可以在各种复杂环境下工作；支持无线写入数据，可根据需要重新制作标签，节省制作费用；能够同时识别多个射频标签。因此，在需批量识别的场合，大大缩短识别时间。

3 小区安防技术现状

目前，大部分已有小区的安防系统组成都相对简单，功能也相对单一。一方面，大部分小区内各住宅普遍采用单元密码式门禁系统，即在每个单元门口设置门禁主机，输入密码或通过住户户内开关进入。该方法密码泄露风险大，并且一旦泄露又不易被察觉，而且无法对非法闯入者进行监控，从而威胁到整栋住户的安全。另一方面，小区内公共空间的安防措施目前主要还是采用传统的物业人员巡更和值班的方式，这种传统的方式效率低，需要投入人力大并且无法对进入小区外来人员和车辆进行监控，大大增加了小区的安全风险。因此，需要建立一套高标准、智能化的安防系统，从而为小区居民创造一个安全舒适的居住环境。

4 小区综合监控管理系统及其功能

基于以上出现的问题，为了有效提高小区住户门禁系统的安全性、可靠性，并对小区公共空间内人员的位置进行有效监控，本文提出将基于RFID技术的安防门禁系统与传统的报警、视频监控系统有机地结合到一起，形成一套数字化集成综合监控管理系统。

该综合监控管理系统主要分为两部分，即住户安防门禁系统和小区公共空间监控系统。

选取2016年8月～2018年8月在我院进行尿常规检验的患者93例作为研究对象，其中，男53例，女40例，年龄10～63岁，平均年龄（44.67±5.43）岁[1] 。

4.1 住户安防门禁系统

住户安防门禁系统的操作流程为：当本楼住户准备进入时，住户将物业已写入正确信息的标签（即射频识别卡）靠近阅读器（即门禁读卡器），识别卡内信息通过控制器处理，如果信息正确则电锁自动打开，如果不正确或无法读取则被禁止访问。当本楼住户需要出门时，无需再次出示识别卡，只要按动出门按钮，电锁自动打开。当非正常开门或门禁系统被破坏时，门位检测装置发出报警信号，系统可立即将报警信息发送至安防中心并发出警报声，同时联动开启该位置的监控摄像机。该系统可实现以下功能：

1) 系统可分别设置每一个射频识别卡的开门时段和可使用的范围，在限制条件外使用，将无法正常开门。门禁系统的门开时间可任意设定，当超过设定值时，系统则会报警，门关闭后自动解除报警。

2) 依据物业操作员的操作权限不同可在控制主机上进行各种操作，如增加或删除射频识别卡信息，遥控开门和关门，查看某一被控区域状态等。

3) 实时监控。安防中心监控室的电脑可实时显示小区内所有监控门的状态和人员进出情况，全面掌握整个小区的安防信息。所有刷卡资料均实时记录在管理终端中，并在门禁控制器上保留备份数据，以便发生事故后及时查询。

4) 系统可以设置多个用户群组，并且可以为每个用户群组分配不同的使用权限，即可以按群组设定不同的使用时间，开门流程和使用范围。

此外对于小区内物业管理、消防控制室等重要建筑还可设置二级门禁系统，通过在出入口安装面部或指纹识别机，将射频识别与其他识别方式相结合，进一步提高了安全性。

另外，为方便外来访客临时进入，操作员还可为外来访客发放限定时间和使用区域的临时卡，并始终对该卡进行监控。

综上，该系统具有更好的便捷性和安全性，实际应用中可有效改善目前单一密码式门禁系统存在的各种问题。

4.2 小区公共空间监控系统

每个经门岗初步确认身份并进入小区的人员或车辆，在进入小区时需持有物业配发的射频识别标签（身份识别卡）。卡内识别代码可以被分布于小区各个通道的数个阅读器在一定的距离内非接触读取出来，并将它们通过通信线路与小区安防中心计算机进行数据交换。当人员和车辆进入小区时，只要通过或接近放置在通道内的任何一个阅读器，阅读器立即会将读取的识别信息发送到安防中心计算机，即可从大屏幕或电脑上实时显示整个小区的人员、车辆分布情况；安防人员也可以通过点击分布示意图，统计并显示某一特定区域的人员、车辆情况。这样一来，如果小区内发生事故(盗抢、火灾等)，即可根据实时人员、车辆分布信息，立即确定事故地点附近的人员、车辆情况，可以快速、准确地为公安、消防部门的救援提供有效的帮助。小区公共空间监控示意图如图1所示。

图1 小区公共空间监控示意图

为了实现对小区外来人员和车辆进出的有效识别、定位和监控，采用基于射频识别技术的安全监控系统，能够在一定范围内同时对多个挂有射频标签的目标物体进行非接触、准确及迅速地并行跟踪。

4.3 联动控制及功能拓展

1)联动控制。在出现警报信号或系统指定状态改变时，系统控制器自动执行系统内设定的一系列控制指令，联动控制执行相应的安防措施。如夜间合法进入时，开启小区内灯光；在非法进入报警时，自动定位报警位置并启动附近摄像机；在火灾报警时，联动切除所有门禁等。

2)功能拓展。该射频识别卡作为小区合法住户的身份标识，不仅可以作为门禁识别卡，也可以用于水、电、物业费缴费等途径，为数字化小区的建立提供了更多可能。

5 结束语

21世纪是信息时代，准确又迅速地获得信息至关重要。射频识别RFID具有储存信息量大、安全保密性好、读取简单快速等优点，虽然目前RFID 技术还处于初期阶段，但在公安、交通、工商、金融、社保等领域已经得到了广泛应用，并且取得良好的社会效益和经济效益。相信随着研究的深入，技术的成熟，RFID将对我们今后的生活产生更加深远的影响。本文提出的基于RFID技术的小区综合监控管理系统，以射频识别系统为基础将传统的门禁、报警、视频监控等有机地结合在一起，实现了多级操作、实时监控、报警、联动控制等多种功能，使小区的安防系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”，实现了小区数字化的目标。

[1] 张殿东.无线射频识别(RFID)技术[J].电信技术,2005(2)

[2] SanjayE Sarma,etal. RFID Systems and Security and Privacy Impli-cations[C]. Workshop on Cryptographic Hardware and Embedded Systems, LectureNotes in ComputerScience, 2002. 454-470.

[3] 李元忠.射频识别技术及其在交通领域的应用[J].电讯技术,2002(5).

[4] 蒋皓石,张成,林嘉宇.无线射频识别技术及其应用和发展趋势[J].电子技术应用,2005(5):1-4.

[5] 修智宏,李婴歌,杨美健.无线IC卡考勤及巡更计算机管理系统的设计与实现[J]·计算机工程与应用,2002(17).

The Application of Integrated Monitoring and Control System Based on RFID Technology in Modern Community

Aiming at a series of problems of the current residential security access control system, proposing integrated monitoring and control system based on RFID technology, the system based on RFID technology combines the traditional access control, alarm, video surveillance and so on together organically, realizes the function of a variety of multi operation, real-time monitoring, alarm and control linkage, so the security system of community fully embodies "humanization, informationization and high degree of automation, realizes the goal of digital community.

intelligent community; security access control; RFID; RF technology