基于双RFID物联网技术的非机动车防盗系统研究与应用

邹浩　胡志勇　余道敏　张松

摘   要：针对当前非机动车数量快速增加，盗窃问题日益突出，傳统防盗措施力度不足的问题，设计了基于射频识别物联网技术构建的非机动车防盗系统，从实质上规避非机动车的防盗问题。系统中的智能检测算法具有较高准确度和性能，且基于RFID技术有较低误识率和拒识率。在实际应用中，平台还拥有自动和远距离识别能力，在监测到被盗非机动车时触会发联动报警，从而保障民众的财产安全。

关键词：双RFID;物联网;非机动车防盗平台;联动报警;

中图分类号：TP311.5                                      文献标识码：A

Abstract： With the rapid increase of the number of non-motor vehicles，the problem of theft is becoming more and more prominent，and the traditional anti-theft measures are insufficient. The paper designs a non-motor vehicle anti-theft system based on RFID technology，which essentially avoids non-motorized vehicles. Anti-theft problem. The intelligent detection algorithm in the system has higher accuracy and performance，and has lower misrecognition rate and rejection rate based on RFID technology. In practical applications，the platform also has automatic and long-distance recognition capabilities，and when it detects stolen non-motor vehicles，it will trigger a linkage alarm to protect the property security of the people.

Key words：dual RFID;Internet of Things;non-motor vehicle anti-theft platform;linkage alarm;

伴随时代信息科技的飞速进步，智能化的安防技术已经与计算机全面结合。以计算网路为基础，结合无线通信等技术，实现对特定对象的监测和处理就是物联网的作用。其中射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）是隶属于通信技术，它在物联网发挥着极其重要的作用，它的优势包括较强的防水性、防磁性、耐高温、远程识别、不易损坏及数据加密等[1]，这些都显示出非接触自动识别技术的先进性，人们所熟知的电子标签或电子条码等均为RFID卡。目前市场上针对非机动车被盗问题，大体上有两种解决方案：一是单一的振动感应报警系统，其以单片机作为控制单元，弹簧开关（振动传感器）作为信号触发，蜂鸣器作为报警装置。通过触发系统中振动传感器工作，检测车体是否有人触碰，进而控制系统报警，通过报警器模块震慑偷盗者 [2，3];二是在非机动车上安装可以发射GPRS或GSM信号的装置，实时监测车辆的位置信息，如果车辆发生了位移，就产生告警信息并报告最新位置信息。这两种防盗措施都存在一些不足，对于第一种方案，仅仅只能起到震慑盗窃人员的作用，而且要求车主本身不能离开太远，车辆被盗后也无法锁定具体位置。对于第二种方案，安装GPRS或GSM信号装置的费用和后期维护成本都较高，并且当车辆处于地下室等对信号有屏蔽的场所时，将无法产生及时有效的告警信息。

在过去的几年中物联网技术从无到有，从少数行业运用到逐渐被推广到各个领域，因此借助物联网被推广应用的大趋势，从目前非机动车防盗措施存在的缺点入手，并能充分发挥RFID物联网的作用，提出了一种基于双RFID物联网技术的非机动车防盗系统。

1   双RFID防盗系统的特点及优势

系统采用双RFID卡配置，为非机动车配置固定RFID车卡，同时也为用户配置对应的RFID人卡，通过预设双卡关联的相关逻辑，实现对不同使用场景下的使用情形进行防盗报警、轨迹追寻等。其中人卡还可以与车卡隔离开来使用，即采用单RFID卡配置，使得应用场景进一步扩大，例如可以开启电子围栏设置，车辆驶出半径范围立即产生告警信息，或者用来防止老人和小孩走丢。

依附于物联网技术的主要优势如下：

（1）构建了非机动车的管理和报警平台，基于自动化的识别机制，实现了辖区内大量非机动车的统一管理和规划。

（2）系统的可靠性高，信号传输稳定，抗干扰能力强。采用了有源RFID卡，识别距离可达50米，满足了绝大部分路口对识别范围的要求。读卡器拥有自备电源，采用GPRS传输信号，在不长时间停电的情况下，可满足持续读取数据的要求。

（3）系统具有主动防范能力，产生报警信息后，可以将报警信息直接推送给110警务中心，大大的提高了车辆被追回的概率。

（4）采用自动化的报警识别平台，减少了人力和物力消耗，不需要安排专人值守，平台管理便捷。

（5）部署便捷，只需要在小区大门口和辖区内各个卡口安装RFID的读卡器设备即可。

（6）车主使用方便，只需前期绑定安装RFID卡片，经过路口时无需任何操作。

（7）平台具有99%的识别率。

2   系统设计原理和基本架构

该系统以非接触式射频卡（RFID卡）为电动车设定电子标签，同时车主身上配备关联RFID卡，通过软件系统将车卡和人卡进行绑定。在小区出入口、社区主要路口的红绿灯杆、路灯杆等现有"杆"资源上安装读卡设备。当配备有RFID电子标签的非机动车或携带RFID卡片的车主通过路口时，读卡器会自动识RFID信号并经由通信网上报到管理平台，实现对车辆行踪的管控。

2.1   系统的网络结构

在非机动车防盗系统的设计过程中，采用的是B/S/D 的分布式架构设计模式，该模式包含了数据采集模块、检测服务模块、数据库模块、告警推送模块等。以局域网为网路传输基础，数据采集模块搜集经过路口的非机动车信息，将数据上传给服务中心。检测服务模块按照预先设定的检测规则对数据进行筛选过滤，出现报警信息时，将信息经过报警推送模块推送到相应的报警终端上。数据库模块主要是存放上报的非机动车信息，以及数据处理产生的中间数据和保存处理完的结果信息。系统整体架如图1所示：

2.2   系统的软件架构

非机动车防盗系统的软件架构设计分为基础层、中心处理模块、应用支撑及数据中心、应用系统、表示层五个层次。基础层的RFID检测设备能自动识别经过的非机动车，设备的中心处理模块实时计算正确的状态位置等信息，然后将上传的数据在应用支撑及数据中心中进行处理。应用支撑及数据中心包括流程引擎、规则引擎、计算引擎、任务引擎、电子地图、车辆基本信息和位置等动态信息以及负责系统、数据库之间交互数据的API接口[4]，实现了对上传数据的操作处理，最后调用消息引擎，将需要报警的信息经过权限管理分模块别推送给相应用户，使得用户在各自的门户端看到需要的信息。详细内容如图2所示。

3   智能检测算法设计分析

智能检测算法主要是指读卡器能自动识别RFID卡发出的信号，并能驱动完成相应的工作。读卡器的工作原理决定了开启读卡器设备后，会对通过路口的RFID卡信号进行不间断的实时扫描，已经扫描得到的卡信息还会进行再一次的扫描。在实际应用中，一台主机往往需要完多台读卡器设备的连接，一般系统都会为每台读卡器完成一个相对的资源池设置，设置资源池主要的作用就是完成各台/组内读卡器读到的 RFID 卡号的有效保存[5]。图3是本系统的智能检测流程图。

由于本系统采用了双RFID卡配置，且可以设置为单RFID卡工作模式，所以首先考虑到三个场景：

3.1   场景一：双RFID卡模式下先识别车卡

在识别到车卡之后，在一定时间间隔内，系统会检测与车卡关联的人卡是否被识别到，一般情况下时间间隔为30秒，读卡器扫描一次为2秒内。如果在时间间隔内检测到了相关联的车卡和人卡，表明该非机动车是正常驶过路口，此时系统不会产生告警信息，但是通信记录会被记录到通行记录表中，方便后续对车辆的路径信息追溯和查询。如果超过时间间隔内没有扫描到对应的车卡和人卡，则系统会产生告警信息，并以微信或短信的形式通知车主，由车主决定是否产生报警，同时数据库中会记录相应的报警信息。

3.2   场景二：双RFID卡模式下先识别到了人卡

在识别到人卡之后，在一定的时间间隔内，系统会检测与人卡关联的车卡信息是否被识别到，时间间隔一般也为30秒，读卡器扫描一次时间间隔为2秒之内。在有效时间间隔内双卡都被检测到则判定车辆为正常通信状态，系统不会做出及时响应，通信记录被正常记录在数据库中。如果超过了时间间隔系统只识别到了人卡没有是被到车卡，系统也不会做出及时响应。

由于开启后的读卡器会处于连续扫描状态，所以从识别到RFID卡开始的的一定时间间隔内，对于上述两个场景模式，具体的操作逻辑如下：

（1）同一组内识别到的新车卡与人卡进行比对，成功则跳转（2），否则跳转（3）。

（2）开启成功标识。

（3）进行下一次扫描，判断是否识别到新车卡[6]。

（4）识别到新车卡则跳转到（1）。

（5）没有识别到新卡则跳转到（3）。

（6）识别到已存在的车卡则跳转到（3）。

（7）没有识别到已存在的车卡，则将没有识别到的车卡删除，跳转到（3）[7]。

3.3   场景三：采用单RFID卡模式

用户可以在APP端开启电子围栏并设置围栏半径，非机动车一旦驶出围栏半径，并且被半径外其他读卡器识到就会产生告警信息，告警信息会被推送给车主、物业甚至警方，为及时响应处置赢得时间。

4   结   论

依托物联网技术的蓬勃发展，基于RFID的应用场景也越发广泛。本系统解决了当前非机动车辆数量越来越多与防盗措施力度不足并且被盗后追回概率不高等现存问题间的矛盾。以RFID技术为切入点，在充分发挥RFID物联网技术的各个优点的基础上，完成了非机动车智能防盗系统的设计。随着未来系统的有效部署和实施，一定可以为人民的财产保驾护航。

参考文献

[1]    张季良.论射频识别技术在车辆防盗报警系统中的應用[J].物联网术，2018，8（05）：111—112.

[2]    李铮，许又泉，汤神根，等. 基于单片机的电动自行车无线防盗报警器[J].电子世界，2016（7）：27.

[3]    张培君.几款新颖实用的电动车防盗报警器 [J]. 电动自行车，2013 （6）：38—41.

[4]    张超，计虹.基于物联网技术的婴儿防盗定位系统的研究与实践[J].中国卫生信息管理杂志，2016，13（02）：197—201.

[5]    王伟丽.浅析RFID物联网技术在车辆防盗报警系统中的应用[J].汽车实用技术，2016（11）：97—99.

[6]    张江州，张元元，万会松，等. 基于RFID物联网技术的车辆防盗报警系统研究与应用[J]. 物联网技术，2014，4（04）：41—43.

[7]    宋姗姗. 物联网的关键技术及其应用[J]. 信息与电脑，2014（18）：154-155.