基于RFID的嬰兒智能防盜系統軟硬件設計有哪些

　    根據美國“失蹤與受虐兒童援助中心”統計，從1983年到2002年間，美國有217個(gè)嬰兒被誘拐，在這個(gè)總數中，100個(gè)嬰兒是從醫院(57個(gè)是從母親的病房)被盜走的。事實(shí)證明，醫院內新生兒被盜事件與是否采用母嬰同室方式并沒(méi)有太大的關(guān)聯(lián)。近年來(lái)，國內一些醫院的嬰兒被盜案件也能很容易地從公開(kāi)媒體上查詢(xún)到，例如2007年，杭州市第四人民醫院產(chǎn)婦湯某嬰兒被盜;2008年8月南寧市梁某新生嬰兒在衛生院被冒牌醫生盜走，至今沒(méi)有破案。新生兒對于其家庭來(lái)說(shuō)相當重要，一旦在醫院被盜或被更換，將給包括醫院、受害人及其家庭在內的當事各方帶來(lái)災難性的后果。繼而出現“醫鬧”事件，在社會(huì )上造成不良影響，影響醫院正常工作的運行，同時(shí)也給本來(lái)就比較緊張的醫患關(guān)系“雪上加霜”。如何有效避免這種問(wèn)題的出現，在此設計一種基于射頻識別技術(shù)的嬰兒智能防盜系統，能夠防止嬰兒在醫院內被盜，有效保護嬰兒的安全，也保障了各方權益。
 

　　嬰兒智能防盜系統借助射頻識別技術(shù)，在嬰兒身上佩戴對人體無(wú)害的，能發(fā)射RF射頻信號的智能電子標簽。嬰兒電子標簽定時(shí)發(fā)射具有惟一ID信息給嬰兒防盜系統，系統據此對嬰兒所在位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監控和追蹤，同時(shí)對企圖盜竊嬰兒的行為及時(shí)報警提示。RFID工作原理如圖所示，標簽(即射頻卡)進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號;解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進(jìn)行有關(guān)數據處理。那么，基于RFID的嬰兒智能防盜系統軟硬件設計有哪些呢?
 

　　1、嬰兒防盜標簽及腕帶

　　系統的核心是嬰兒防盜標簽設計，它是一個(gè)小巧的射頻發(fā)射器，從戴上標簽的瞬間開(kāi)始，電子防盜標簽就不斷地自動(dòng)發(fā)射出信號，以便系統隨時(shí)進(jìn)行監控。如未經(jīng)授權，任何試圖取下或破壞標簽的行為會(huì )觸發(fā)報警?？紤]到嬰兒治療、洗澡等需要較遠距離的識別，系統設計采用有源標簽。有源標簽主要由電源、微控制器和RF發(fā)射組成。微控制器用于控制RF芯片的工作模式和頻段，同時(shí)產(chǎn)生標簽的內碼，傳送給RF芯片發(fā)射出去。有源標簽射頻部分主要由RF專(zhuān)用芯片組成。與標簽配套使用的腕帶可以進(jìn)行調節以適應不同嬰兒，但不可重復使用。由于新生嬰兒在出生后的數天內會(huì )因迅速失去體內多余的水分而減輕體重，腕帶還可以隨時(shí)根據嬰兒體重變化而調整。嬰兒防盜標簽可以重復使用，采用防水設計，可進(jìn)行清洗，無(wú)任何過(guò)敏反應。

　　2、讀卡器設計

　　讀卡器向防盜標簽提供射頻能量，從防盜標簽中讀出數據，完成數據信息處理，并實(shí)現應用操作以及高層交互應用。雖然因頻率范圍、通信協(xié)議、數據傳輸方式的不同，各種讀卡器會(huì )有很大的區別和差異，但是所有的讀卡器在上述功能上是很相似的。由于是遠距離控制，讀卡距離不能太遠也不能太近，要使卡片一進(jìn)入感應的范圍就被識別。要求距離讀卡器讀卡全向范圍穩定，具有明確的邊界，讀卡范圍在3m以?xún)?卡片不受人體影響，不能被人體屏蔽;卡片角度的轉換對讀卡距離影響小，讀卡不存在死腳。綜合各方面考慮選用低頻系統，Cryptag Census系列感應射頻識別產(chǎn)品能滿(mǎn)足需求，發(fā)射頻率為153kHz，接收頻率為115kHz。對人體無(wú)輻射傷害，對心臟患者、孕婦、心臟起搏器、助聽(tīng)器等特殊人群和設備均無(wú)影響。接受到的數據通過(guò)RS 485總線(xiàn)以及計算機網(wǎng)絡(luò )傳送到服務(wù)器，然后進(jìn)行實(shí)時(shí)的監控以及后臺數據處理。
 

　　3、出口監視器

　　出口監視器安裝在受控區域(例如婦產(chǎn)科病區)各出口附近而且不斷發(fā)射出射頻信號。

　　一旦攜帶防盜標簽的嬰兒進(jìn)入某個(gè)出口監視器的發(fā)射區域，接收到出口監視器信號的防盜標簽就立即通過(guò)接收器向控制計算機發(fā)送報警信息。系統不斷監控出口監視器的工作狀態(tài)，并可在設備出錯或遭到破壞時(shí)及時(shí)報警。監視器的監控范圍在2～3m范圍可調。

　　4、計算機控制系統

　　計算機控制系統包括通信網(wǎng)關(guān)和防盜系統中的各種服務(wù)器以及終端計算機。通信網(wǎng)關(guān)安裝在婦產(chǎn)科病區各樓層的弱電間，用于采集、處理本樓層各讀卡器和出口監視器的數據，管理本樓層各讀卡器和出口監視器的工作，同時(shí)以TCP/IP與服務(wù)器以及醫院的局域網(wǎng)相連，包括門(mén)禁系統、保安室以及計算機中心等監控報警裝置。

　　防盜系統軟件設計嬰兒智能防盜管理軟件系統主要用于實(shí)現對電子標簽的維護與管理，門(mén)禁控制系統和自動(dòng)報警系統的管理，以及嬰兒防盜標簽及腕帶信息的讀取、分析、統計等功能。系統如圖所示。

　　5、標簽維護模塊

　　主要負責嬰兒防盜標簽及腕帶的發(fā)放、回收以及系統維護(更換電池，故障登記等)。

　　6、信息管理模塊

　　主要負責母嬰資料維護(輸入、修改母嬰資料)、嬰兒跟蹤(記錄嬰兒移動(dòng)詳細情況，包括時(shí)間、位置、原因等)、用戶(hù)管理、工作狀態(tài)(系統部件工作狀態(tài)顯示，各類(lèi)標簽工作狀態(tài)記錄)以及報表打印(可生成手環(huán)發(fā)放記錄、巡查記錄、嬰兒數據、產(chǎn)婦出院等報表)。

　　7、門(mén)禁控制模塊

　　主要負責門(mén)禁系統的管理、門(mén)禁控制器管理、實(shí)時(shí)監控、權限管理。門(mén)禁系統管理又包含了通信配置、修改操作員密碼、數據庫設置、數據庫管理、操作日志等方面。門(mén)禁控制器管理由控制器、門(mén)參數、電參數、外聯(lián)動(dòng)組、臨時(shí)時(shí)間組、特殊時(shí)間組等方面組成。通過(guò)實(shí)時(shí)監控可實(shí)時(shí)查看正常讀卡事件、異常讀卡事件、普通事件、報警事件等信息。并且可以手動(dòng)設置門(mén)的狀態(tài)(休眠、常開(kāi)、安全、密碼)，從而使門(mén)保持在門(mén)衛設置的狀態(tài)下，手動(dòng)控制指定的點(diǎn)就可使該點(diǎn)處于打開(kāi)或者關(guān)閉狀態(tài)。權限管理包含單元管理、標簽管理、門(mén)禁權限組，設置系統的單元資料信息和系統的使用人員資料信息，以及定義門(mén)權限組。

　　小結分享

　　賽億方案十三年電子產(chǎn)品硬件及嵌入式軟件開(kāi)發(fā)設計經(jīng)驗，累計開(kāi)發(fā)產(chǎn)品電子應用設計完成5000多個(gè)方案設計;目前為客戶(hù)提供理念超前的手機app開(kāi)發(fā)、智能家居系統、電子技術(shù)、電子線(xiàn)路設計、PCB設計、電路板設計、單片機技術(shù)、智能控制、嵌入式系統等。如有產(chǎn)品方案開(kāi)發(fā)意向，期待您的來(lái)訪(fǎng)。