為了簡化其安裝和操作，現(xiàn)代家庭安全系統(tǒng)必須能夠無線監(jiān)控其環(huán)境。這包括監(jiān)控周邊安全、入侵檢測以及家中敏感區(qū)域的安全，例如藥物容器、保險箱或其他隱藏貴重物品的地方。

雖然視頻監(jiān)控是可能的，但它需要復(fù)雜的圖像處理和分析來檢測未經(jīng)授權(quán)的活動，并且還會引起對隱私的擔(dān)憂。傳統(tǒng)的運(yùn)動傳感器消除了隱私問題，但它們需要電源和支持電子設(shè)備，這增加了產(chǎn)品的 BOM 成本。運(yùn)動檢測器還需要某種有線或無線接口將傳感器的輸出中繼到云端。在許多情況下，攝像機(jī)和運(yùn)動檢測器需要專業(yè)安裝，這使得它們對于許多成本敏感的應(yīng)用來說并不經(jīng)濟(jì)。

本文介紹了一種更適合許多消費(fèi)者和小型企業(yè)需求的替代解決方案：使用 RFID 標(biāo)簽技術(shù)實現(xiàn)低成本、無電池且易于安裝的家庭安全系統(tǒng)。

RFID 標(biāo)簽可用作一系列堅固安全傳感器的基礎(chǔ)?？梢酝ㄟ^將 RFID 標(biāo)簽與簧片開關(guān)集成來制作運(yùn)動檢測器。同樣，可以通過用簧片開關(guān)代替震動開關(guān)來制造震動事件檢測器。在這兩種情況下，傳感器開關(guān)都連接在天線的兩端以及 RFID 芯片的兩端之間。在此配置中，RFID 標(biāo)簽的操作根據(jù)開關(guān)的 ON 或 OFF 狀態(tài)啟用或禁用。

這些傳感器為圖 1 所示的安全監(jiān)控系統(tǒng)提供了一種低成本、緊湊的解決方案。配備運(yùn)動傳感器的 RFID 標(biāo)簽可以貼在窗戶、門和保險箱上，而震動感應(yīng)標(biāo)簽可以貼在藥物上盒子。商用 RFID 閱讀器有兩個功能：a) 它檢測通過其運(yùn)動或震動感應(yīng)開關(guān)進(jìn)入其活動狀態(tài)的任何傳感器 b) 閱讀器還用低功率射頻輻射淹沒該區(qū)域，當(dāng)標(biāo)簽被激活時為標(biāo)簽供電. 由于每個 RFID 標(biāo)簽都有自己的唯一 ID，因此 RFID 閱讀器知道檢測到的活動發(fā)生在哪里。一旦捕獲，活動數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行分析，并在適當(dāng)?shù)臅r候通過智能手機(jī)或電子郵件警報通知用戶。

圖 1. 使用 RFID 標(biāo)簽的安全監(jiān)控。

傳感器工作原理

圖 2 中的功能圖說明了沖擊傳感器和運(yùn)動傳感器的工作機(jī)制。

圖 2. 震動傳感器由 RFID 芯片、天線和震動傳感器組成 (a)。在其正常（未受干擾）狀態(tài)下，金屬球?qū)_擊傳感器 (b) 的兩個觸點(diǎn)短路。當(dāng)傳感器受到干擾時，其金屬球不再使兩個觸點(diǎn)短路，從而使天線能夠接收 RFID 芯片的電源并傳輸其信號 (c)。運(yùn)動傳感器由 RFID 芯片、天線和簧片開關(guān) (d) 組成。在其正常狀態(tài)下，簧片開關(guān)通過附在附近的磁鐵保持在其 ON 狀態(tài)。這會使天線短路，從而阻止 RFID 芯片接收功率 (e)。當(dāng)磁鐵被移除時，簧片開關(guān)轉(zhuǎn)換到其關(guān)閉狀態(tài)，從而啟用 RFID 設(shè)備 (f)。

沖擊探測器

如前所述，震動傳感器由 RFID 芯片和天線組成，如圖 2a 所示。震動開關(guān)由一個空腔和一個在里面滾動的微小金屬球組成。當(dāng)沖擊開關(guān)豎直放置時，球滾到伸出空腔的兩個導(dǎo)電觸點(diǎn)上，形成導(dǎo)電路徑（圖 2b）。如果傳感器向另一個方向傾斜，則觸點(diǎn)斷開，從而成為檢測運(yùn)動或方向的簡單方法。當(dāng)用作安全傳感器時，震動開關(guān)連接在天線的兩個端子之間并豎直放置，從而使其在被動位置短路。由此產(chǎn)生的短路會破壞 RFID 芯片和天線之間的阻抗匹配，從而阻止 RFID 標(biāo)簽輻射信號。如果震動傳感器傾斜，金屬球會從觸點(diǎn)上移開，

運(yùn)動傳感器

圖 2d 所示的運(yùn)動傳感器系統(tǒng)由 RFID 芯片、天線、簧片開關(guān)和磁鐵組成?；善_關(guān)由密封玻璃腔中的兩個鐵磁柔性金屬簧片觸點(diǎn)組成。開關(guān)的兩個觸點(diǎn)通常是打開的，直到磁場的存在導(dǎo)致它們關(guān)閉（圖 2e）。當(dāng)傳感器移出磁鐵附近時，其觸點(diǎn)返回到圖 2f 中的原始打開狀態(tài)，從而啟用 RFID 芯片并提醒閱讀器標(biāo)簽已被移動。如圖 1 所示，例如，帶有簧片開關(guān)的 RFID 標(biāo)簽貼在窗戶上，磁鐵貼在 RFID 標(biāo)簽附近的墻上。當(dāng)窗戶關(guān)閉時，磁鐵將簧片開關(guān)保持在關(guān)閉位置，從而分流天線并使芯片保持不活動狀態(tài)。當(dāng)窗口向上或向下移動時，磁鐵不再足夠靠近以保持簧片開關(guān)關(guān)閉。此時，簧片開關(guān)恢復(fù)到打開位置，RFID 標(biāo)簽變?yōu)榛顒訝顟B(tài)。

RFID 技術(shù)是一種很有前途的工具，可用于創(chuàng)建強(qiáng)大、可靠和低成本的安全系統(tǒng)。標(biāo)簽易于安裝，不需要電池，確保其長期可靠性。然而，在實際應(yīng)用中，必須注意確保 RFID 閱讀器的位置能夠提供對監(jiān)控區(qū)域的完整覆蓋。商業(yè)化還需要開發(fā)“智能”RFID 閱讀器，該閱讀器至少可以對 RFID 標(biāo)簽產(chǎn)生的活動進(jìn)行第一層處理。

審核編輯 黃昊宇