RFID-метки – это простые и дешевые устройства, предназначенные в основном для беспроводной идентификации объектов. Но они также могут быть использованы для других целей – например простая охранная система и мониторинг помещений.
Одной из наиболее важных характеристик домашних систем наблюдения и защиты является то, что их должно быть легко установить и использовать. Современные системы этого типа должны основываться на беспроводных решениях, чтобы снизить стоимость и трудоемкость их установки, а также необходимость вмешательства в конструкцию здания. К основным задачам её относится обнаружение несанкционированного доступа к определенным помещениям или объектам, например, к сейфам.
Для построения их могут использоваться камеры, которые записывают и анализируют записанное видео, но это требует реализации сложных алгоритмов обработки изображений, что требует больших вычислительных мощностей. Регистрация изображений также создает проблемы, связанные с безопасностью хранимых данных, и, как следствие, угрозы конфиденциальности арендаторов здания.
Использование обычных датчиков движения позволяет устранить проблемы связанные с конфиденциальностью, но для правильной работы им требуется постоянное питание, а также необходимо установить соответствующие схемы управления, что увеличивает стоимость всей охранной системы.
Еще одним способом решения проблемы может стать использование технологии RFID. Самые большие преимущества её – низкая стоимость компонентов, отсутствие необходимости в питании датчиков и простота установки.
RFID технология
Технология RFID (Radio Frequency IDentification) – это общий термин, который описывает системы для идентификации объектов с помощью радиоволн. В зависимости от используемого стандарта система RFID обеспечивает одностороннюю или двустороннюю связь между активной схемой (считыватель / передатчик RFID) и схемой приемника, которая хранит определенную информацию в памяти. Приемники (метки) RFID можно разделить на несколько категорий в зависимости от способа подачи и сохранения данных.
По способу поставки различают следующие типы RFID-меток:
- пассивные – без собственного источника питания, работают на энергии радиоволн, посылаемых считывателем. Для них характерны относительно небольшой ассортимент и самая низкая цена,
- полупассивные – это комбинация активных и пассивных меток. У них есть источник питания, который служит только для питания интегральной микросхемы, встроенной в метку, и не используется для генерации радиосигнала. К их преимуществам можно отнести более высокую чувствительность, чем в случае пассивных систем, и более длительный срок службы, чем у активных,
- активные – они имеют собственный источник питания, поставляющий энергию, необходимую как для работы интегральной микросхемы, так и для излучения радиоволн. У них обычно больше памяти и гораздо больший радиус действия. Их недостаток – ограниченное время автономной работы.
По способу записи данных различают следующие типы RFID-меток:
- Метки RO (Read Only) – только для чтения, без возможности изменения сохраненных данных,
- Метки WORM (Write Once, Read Many) – позволяют однократно записывать данные в память,
- RW (Rewritable) метки – с возможностью многократной записи и редактирования данных в памяти.
Считыватель RFID
Еще одним элементом системы RFID является считыватель, то есть устройство, способное передавать и принимать радиосигнал. Считыватель контролирует связь с метками, считывая информацию, хранящуюся в них. Это могут быть стационарные или мобильные устройства, диапазон действия которых зависит в первую очередь от типа антенны. Также можно подключить к одному считывателю несколько антенн, что увеличивает дальность действия без значительного увеличения стоимости.
Приемники RFID могут успешно использоваться в системе обнаружения доступа в помещения, заменяя в этой роли датчики движения. Отдельный элемент системы обнаружения движения или открытия двери / окна может быть построен на основе RFID-метки, подключенной к герконовому переключателю или переключателю другого типа, который изменяет свое состояние в результате изменения положения / удара. Коммутатор соединяет метку RFID с антенной, что позволяет активировать или деактивировать метку.
Пример простой системы контроля доступа в дом, основанной на системах RFID, показан на рисунке. Здесь RFID-метки с герконовыми переключателями размещаются в точках доступа в помещение, таких как окна и двери. Считыватель RFID выполняет две функции – он обнаруживает активацию одного из датчиков и снабжает их электричеством через генерируемое им электромагнитное поле. Каждая метка имеет уникальный идентификационный номер, поэтому можно четко определить, какой из датчиков сработал, а значит определить место нарушения доступа. Данные о взломе могут быть отправлены через схему управления в облако, а затем проанализированы и обработаны, после чего, среди прочего, можно сообщить пользователю о нарушении доступа посредством SMS или электронной почты.
Детектор движения на основе RFID-метки
Далее представлена упрощенная схема работы датчика движения, построенного на базе приемника RFID. Этот элемент состоит из RFID-чипа, антенны, геркона и магнита. Геркон представляет собой реле, состоящее из двух контактов, изготовленных из материала с ферромагнитными свойствами и помещенных в герметичный корпус, заполненный инертным газом или вакуумом. Под действием внешнего магнитного поля они меняют свое положение, что может привести к их замыканию или размыканию.
В большинстве моделей герконов контакты в нейтральном положении разомкнуты, контактируя при наличии магнитного поля достаточной силы. Поэтому, когда геркон находится достаточно близко к магниту, он переходит во включенное состояние. Если он удален из зоны действия магнита, контакты снова размыкаются, а геркон остается выключенным.
Геркон с антенной и RFID-меткой можно разместить на оконной раме, а магнит разместить на стене таким образом, чтобы в нейтральном положении (окно закрыто) он удерживал геркон во включенном состоянии, что делает RFID-метку неактивной. Открытие окна выводит систему из рабочего диапазона магнита и, как следствие, выключает герконовый переключатель и активирует систему RFID.
Поскольку каждый приемник RFID имеет уникальный идентификационный номер, его можно легко связать с определенным местоположением или объектом. Эта информация может использоваться чипом считывателя RFID или специальным приложением, обрабатывающим данные, отправленные в облако. RFID-метки, несмотря на простоту их конструкции и ограниченное количество функций, могут, таким образом, составлять основу для построения эффективной системы “Интернета вещей”, позволяющей осуществлять удаленный мониторинг доступа к зданиям и помещениям.
Подведём итог
Технология RFID – это отличный инструмент, который позволяет создавать простые в установке, надежные и недорогие системы безопасности и мониторинга. Датчики на основе RFID-меток не требуют питания, что сводит обслуживание к минимуму, обеспечивая при этом длительную работу схемы. Всё сводится к правильному размещению датчиков и обеспечению того, чтобы контролируемая область была покрыта радиочастотным сигналом, генерируемым считывателем RFID.
