柔性电子标签（RFID）在新型安防领域中的应用研究
时间：2021-01-05 12:01:36 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：柔性电子标签系统在新型安防领域的应用，是对射频电子标签RFID的一种功能拓展，是一种技术上的改造、创新。特别是在与传统安防领域产品进行对比之后发现，柔性电子标签自身有非常显著的优势。利用电子标签天线和自身的网络传输协议，不仅可以对高价值目标进行定位和安防监管，同时还能实现电子标签自身的隐形化，对减小目标物体体积、形态，提高安防效果和创造经济价值都有显著作用。随着科技的发展，柔性电子标签RFID在新型安防领域都得到广泛应用，电子标签的数据处理能力也愈加快捷、高速，应用前景十分广阔。
关键词：柔性电子标签RFID；电子标签天线；网络传输协议；新型安防领域
中图分类号：TP273 文献标志码：A
0 引言
众所周知，电子标签又称射频识别技术RFID，是一种新型无线电通信技术，由于它可以通过发射无线电信号识别对象目标，并在识别的同时同步完成数据的读写工作，而且不需要在发射端和对象端之间建立传递机构和环节，因此自诞生以来在物流运输、图书管理、医疗等诸多领域已经得到广泛运用。又因其体积小、重量轻、反应迅捷和便于隐藏、装载等特点，在新型安保领域也有着巨大的应用价值和发展潜力。
1 射频识别技术RFID在安防领域应用现状
当前电子标签主要在汽车防盗、证件查验、智能门禁、轨迹定位等领域有着非常成熟的运用经验，随着射频识别技术的不断推广，其应用领域也在不断地扩大和发展。这其中在安防系统运用比较典型的有——重要场所安全管理系统等，其主要工作原理就是运用控制软件，将系统的各个功能单元模块进行连接，当持证人进入重要场所后，预制在证件中的电子标签RFID与现场入口处的电子标签阅读机进行实时数据读取，系统同步自动调取数据库内预存的入场人员信息资料，与被读取的进场人员信息进行实时匹配，如果匹配成功则放行并将读取的信息存储起来，如果发现数据匹配不成功则要报警。该系统就是通过射频识别技术RFID完成入场人员与系统的对照、证照查验工作。而作为功能实现的核心工具——电子标签RFID需要提前预制在进场人员的证件中，其利用的就是电子标签的轻薄和微波通联特性。在整个工作过程中，系统可以同时完成一对多的实时数据读写，而且预制在证件中的电子标签可以无源工作，这就大大减少了配件的占用空间，同时还提高了系统的工作效率。
但是，上述安防管理系統多为动态标签与静态标签读卡器之间的匹配工作模式，而现实当中有很多高价值的重要目标往往都是静态目标，在不要求移动的情况下，需要保证安防对象的绝对安全。由此可见，向静态高价值目标提供和制定新型的安防手段和技术，特别是将电子标签隐藏并植入包装物内，或许是现在和未来新型安防技术发展的主要目标和方向。
2 柔性新型安防电子标签RFID的工作原理与实现
现在由于电子标签内部基本都是采用印刷工艺制作天线，因此标签的综合制造工艺成本已经大大降低。但是能够进行弯曲折叠的电子标签（RFID），国内也是近几年才刚刚开始。当电子标签可以实现柔性折叠弯曲的时候，也意味着电子标签的应用范围将在诸多领域得到更加广泛地拓展。
2.1 柔性新型安防电子标签的工作原理
新型安防电子标签是利用其轻薄、形态多样化的特点和应答机理，将电子标签内置于重要目标的夹层内，象档案袋或包装物，在重要目标的保管放置区域内同步安装标签定位接收机，当定位器和标签都在应答信号的有效工作范围内时，系统在经过数据通联匹配后，如果通联应答匹配正确则默认为安全状态。当检测到安防目标被异常移动（超出有效应答范围），或者应答信号突然消失（异常中断），或者内置电子标签的包装物被人为破坏，导致内置在包装夹层内的电路系统被破坏（正常通信被异常强制中断）等，系统检测到通信异常后就会自动报警，同时对目标物体进行自动定位，并同步向管理者或者用户发送报警和定位信息，并实时展开位置追踪。用户或者管理者通过手机APP或者电脑管理终端，可以随时接收和查看安防对象的具体位置信息，以便做出后续的处理决策。如果没有发生位置异常迁移或者通信的突然中断，此时系统的主要作用就是对重要价值目标进行定位监控和巡查。其工作原理如图1所示。
这个系统的优点是对过去的一些单纯依靠增加封闭外壳结构强度、厚度、加密锁具，来达到安防目的的被动安防设施，象保险柜（箱）等进行变革，将重要价值目标的外载体变为柔性材料，使安防目标逐渐实现小型化，而且可以缩小安防目标的占用空间，使目标物体装载形态在不丧失安全性的前提下，整体的外在形态更加灵活多样，更加便于存储和装载、运输。并通过网络通信技术将安防目标、包装物、监控基站与货主、监管人联系起来，监管人既可以用手机监控端随时查看安防目标的实时动态，也可以对目标定位轨迹进行有效监管。其基本工作流程图如图2所示。
通过这些方法的创新改进，使重要的安防目标的定位监管更方便、快捷，安置安防目标的综合成本也大幅降低。最主要的是整个系统可以实现存储、运输和监管三位一体，将原本各自独立的系统通过管理软件串接起来，使整个系统的各环节都能做到高效、快捷。
2.2 柔性新型安防电子标签系统的实现
2.2.1 技术分类选择
目前电子标签根据工作频率的快慢，分为以下几种：低频、高频、超高频和微波等。但对柔性新型安防系统而言，由于低频（30 kHz～300 kHz）标签和高频（13.56 MHz）标签的工作频率相对偏低、应答距离有限，因此其多数应用在图书馆、医药、烟草等领域。真正能够满足该系统使用要求的工作频率，只剩下超高频（760 MHz～960 MHz）和微波（2.4 GHz和5.8 GHz）。这2种因其工作频率高，应答识别距离远，可以满足安防系统对对象目标进行监管和数据快速分析处理的需要，当然也成为柔性新型安防系统应用的首选。
2.2.2 系统实现方法
