RFID技术在社区管理系统中的应用研究

李晓茹，江 河，王 晓

（1. 太原学院，山西 太原 030012；2. 太原科技大学 计算机科学与技术学院，山西 太原 030024）

0 引言

RFID（Radio Frequency Identification）应用技术已越来越纯熟，其应用也越来越广泛。本研究运用RFID技术规划社区业主安全环境，重点研究“业主进出管理系统”，“社区异常管理服务系统”，“业主安全管理服务系统”与“社区访客管理服务”四个方面。在社区管理问题上应用无源RFID技术，针对社区管理量身打造RFID的整合性服务系统[1]。研究之初，我们首先获得通过物业和业主的调查获得了“**小区”在社区管理上的相关需求和现有问题，结合 RFID技术特点，把射频识别技术融合到物业管理中，帮助物业管理方更全面，更快速，更便捷的掌握业主的情况。另外，在构建系统过程中，我们参考同类研究的开发情况，适当调节系统的构建方向和开发进度，尊重业主意愿，对于业主个人信息的安全与隐私问题也非常关注，只在业主确认启动管理时，才会把业主纳入管理范围，系统主要的服务对象是社区的老人、孩子以及需要管理的相关业主[2]。经实际使用验证，系统不仅提高了社区服务质量，减少人力支出，还大大简化了社区管理流程，降低了行政管理过程中的复杂性，非常适用在高端中小型社区管理中应用。

1 射频识别技术（Radio Frequency Identification, RFID）

RFID[3]技术是Radio frequency identification的缩写，它是一种非接触式的信息获取技术，此系统的读写器利用射射频信号以无线方式发送、接收数据，同时为标签提供读写活动电路运行的电源。RFID系统主要是由读写器、标签、中间件以及应用系统所组成，通过读写器发送信号驱动内部的电路提供电力，再由天线将内部存储器所存储的数据发送到控制器，通过中间软件编码，最后再将ID码对应到应用系统数据库，并以人类能识别的文字呈现的识别系统。

无源RFID[4]的优势众多，在进行社区管理时，除了具有数据的传输速度快、体积小外，还有环境适应性强、可重复性强、穿透性优良、存储容量大、安全性佳，使用寿命长等特点。RFID的未来发展也呈现多元化的爆发式增长，未来应用前景不可估量。

2 社区管理系统模块分析

目前，社区管理系统的设计追求便利性和效益，RFID技术在节省人力、减少损耗、缩短作业时间、简化工作流程、提高作业效率、提供实时的网络化环境优势突出[5]。已有的各种社区管理系统都不算完美，存在这样或者那样的问题，特别是在管理数据不一致或数据重复性等方面的问题较多，进而使得整个系统在服务过程中出现了“只是一种摆设”的情况[6]。本论文主要针对社区管理服务构建一套便于社区管理人员掌握业主社区活动情况，进而提高服务质量的新型社区系统，以下就各功能模块加以说明。

2.1 业主进出管理系统

业主是社区管理的核心，准确及时的掌握业主在社区公共范围内的情况是“业主进出管理系统”的重中之重[7]。在这个子系统中，RFID标签会事先发给业主，当社区各个出入口的管理读写器感应业主进出社区大门时，信息被发送到业主安全系统，安全系统将业主进出社区大门的信息发送到信息存储服务器，利用查询系统可以查询业主进出社区大门情况，场景如图1所示，系统运行流程如下：

（1）业主持有合法标签从入口进入社区后，社区管理读写器感应到业主所持有的RFID标签；

（2）管理系统根据设定判断业主出入状态；

（3）如果业主在设定时间过后尚未离开或者进入社区，则产生“特别标注”事件，并将业主状态标示成“异常”；

（4）物业管理人员在社区进一步确认“异常”业主是否有情况。如果业主状态正常，则操作网页接口，将业主“异常”状态更改为“正常”；如果业主异常，则操作网页接口确认此“异常”事件，系统发出信息核实信息存储服务器。

图1 业主管理服务模式图Fig.1 Owner management service model

2.2 社区访客管理服务

社区访客是较难管理的群体，每每总会有些物业与访客冲突的事件发生，这种情况多是由于管理制度的不合理、不准确、人性化设计不足造成。另外，对于混入小区的违法犯罪分子也要有快速准确的监控手段。系统设计参考了大量社区管理经验，把访客的身份认定和轨迹追踪作为“社区访客管理服务”子模块的设计核心[8]。

访客进入社区时，需向保安登记并且持有“访客标签”，访客标签会以某种时间间隔回传信息，通过架设在社区中的读写器掌握访客状态，如访客进入社区，访客进入楼宇号，单元号，这些信息会与访客进门时的信息对比，一旦访客进入未经允许的区域，系统将立即向保安报警[9]，运行流程如下：

（1）访客在社区大门保安室办理登记，保安换发访客感应标签。

（2）系统开始追踪访客。

（3）拜访结束，访客在社区大门保安室缴回标签，系统停止追踪。

图2 社区访客管理服务模式图Fig.2 Community visitor management service model

2.3 业主安全管理服务系统

业主安全管理服务系统主要的服务对象是老人、儿童、残障人士、特殊病患等相对“弱势”的群体，对于这个群体的实时监控可较大程度避免危险的发生，甚至可以挽救生命。目前，系统主要是通过在危险区域设置读写器，一旦有服务对象进入到这些区域，物业会派专人查看服务对象状态[10]。比如：小孩接近配电房，楼顶，社区角落等危险区域。

当系统感测到业主进入预设的危险区域时，感应器发送信息到业主安全系统，安全系统立即通知保安及社区管理人员。运行流程如下：

（1）业主持有感应标签活动。

（2）在危险区域安装数字监控设备，当系统感应学业主进入危险区域并停留一定时间间隔，即触发社区广播提醒业主远离该区域，同时系统利用监控画面，或者亲自查看业主进入安全区。

（3）如果保安判定服务对象没有发生危险情况，则将危险状态设定为“正常”，如果业主已经造成伤害，则可发出信息通知物业管理人员处理。

图3 业主安全管理服务模式图Fig.3 Owner safety management service mode

2.4 业主异常管理服务系统

“业主异常管理服务系统”利用互联网、物联网，射频识别等技术手段，有效整合社会资源，信息资源借助平台和各类终端按照养老服务规范向业主提供安全看护“提醒”服务[11]。业主异常管理服务系统以“智慧监护标签”为核心，通过系统提醒平台在管理者，护理员以及家属之间实现快速准确的服务对象身体状况提醒。智慧监护标签将定时回报状态，如果系统判断感应器回传信息为异常时，立即发出警报通知医护人员进行处理。运行流程如下所述：

（1）RFID读写器安装在服务对象家中，医护人员将智慧监护标签佩戴到业主手腕。

（2）智慧监护标签会定期采集服务对象数据，一方面将数据纪录在系统数据库，另一方面通过预设的健康指标判断服务对象的状态。

（3）系统根据允许最高值与最低值判断，并将结果存入数据库。

（4）如果系统发现异常时，警示医护人员。

（5）医护人员判断异常事件，进而采取相应措施。

图4 业主异常管理服务系统模式图Fig.4 Owner exception management service system model

3 系统构建

3.1 系统常驻程序

本系统需要不间断收集监听这各读写器所传输的信息，因此采用 Microsoft Visual Studio2017平台进行开发，程序从 MySQL 数据表中查询目前所有读写器所设定的IP地址及传输端口[12]。服务器控制程序接收到标签持有者的卡号时，会询问数据库，比对使用者资料，确定持卡者是否拥有权限进行下一步操作，如果有权限，服务器会发出相应指令。同时也会在数据库中记录持卡者的相关信息，以备日后查阅及产生报表用。

3.2 后端控制程序

此平台系架构在 WAMP（Windows+Apache+Mysql+Python）的基础上，构建后端控制程序。功能模块包括有：开卡、连线控制、报表、控制点管理、权限管理

当系统管理者想要查阅或统计某些相关数据时，可以使用后端控制程序的报表产生功能。此功能会搜索数据库，并以DOC文件格式呈现，其流程如图5所示。

3.3 数据库

系统使用 MySQL 数据库7.1 版本，使用四个数据表，包括

图5 报表产生流程Fig.5 Report generation process

（1）用户数据表：记录用户的基本数据、允许各门禁的使用权限。

（2）进出记录数据表：记录用户进出各出入口及单元门的详细记录，可据以制作报表。

（3）阅读器数据表：记录各阅读器的网络地址及网络端口。

（4）标签使用记录数据表：记录用户申请、使用、注销、销毁标签的时间，以判定是否为有效标签。

（5）危险区域情况数据表：记录用户对于危险区域的接近数据。

（6）业主“异常”状态数据表：记录申请服务业主的各项情况。

系统从 MySQL数据库中查询个监控点所设置的IP地址及传输端口，建立与控制器之间的联络。传输的ID号或错误信息都会被及时显示和记录。服务器控制程序接收到远程传输的标签持有者信息时，会查询数据库，对比持有标签用户的信息，确定标签持有者是否产生某种事件，同时也会在数据库记录标签持有者状态等信息[13]。

社区服务平台架构如图6所示，硬设备包括系统服务器、RFID读写器、RFID标签及相关网络设备。系统通过各个读写器接收的 RFID标签信息，进而解释成对应的事件，根据设定的策略进行事件处理、状态通知与异常状态提示，将 RFID事件通知相关人员。。原始的RFID标签信息进行解释之后，可被写入到相关数据库。系统服务器负责控制和调配读写器运行状态，并可以设置、管理 RFID读写器参数。网络设备显示 RFID相关的网络设备运行状态，并设定管理网络设备网络参数。系统登录控制是根据使用者的等级对信息有不同的存取权限，最后可将系统的运行状态以报表形式呈现，供决策分析。

图6 社区管理系统架构图Fig.6 Community management system architecture

4 结论

万物互联，盛放美好。物联网在我国已经走过了十个年，的重要性已经不言而喻！而射频识别技术作为物联网信息获取的重要途径已经越来越受到重视，其应用也越来越普及。本研究提出了基于RFID的社区管理应用服务平台，重点研究了业主进出管理，社区访客管理服务，业主安全管理服务，业主异常管理服务四个方面。系统整合了 RFID类型的信息，通过信息服务器可以及时的掌握业主在社区的活动情况，这样既可以帮助孩子远离危险，还可以使特殊人群得到及时准确的关照，同时还保护业主隐私及安全。