物联网技术在安防行业中的融合应用

Our Eyes本 期 关 注物 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 晔联 网 是 把 所 有 物 品 利 用 射 频 识 别物 (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14 智 能 建 筑 与 城 市 信 息 2011 年 第 2 期 总 第 171 期

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Intelligent Building & City Information 2011 2 No.171 15

Our Eyes本 期 关 注体 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16 智 能 建 筑 与 城 市 信 息 2011 年 第 2 期 总 第 171 期

Our Eyes本 期 关 注前 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 。18 智 能 建 筑 与 城 市 信 息 2011 年 第 2 期 总 第 171 期