為了簡化安裝與操作，現(xiàn)代家庭安防系統(tǒng)必須要能通過無線進行環(huán)境監(jiān)控。監(jiān)控范圍包括外圍安防、入侵檢測，以及房屋內(nèi)敏感區(qū)域的安防，例如藥品容器、保險箱或其他貴重物品所隱藏的地方。

盡管可以采用視頻監(jiān)控，但是卻需要通過復雜的圖像處理與分析來檢測未經(jīng)授權(quán)的活動，而且會引起隱私擔憂。傳統(tǒng)的運動傳感器可以消除隱私問題，但是卻需要輔以電源和支持性電子裝置，因此會增加產(chǎn)品的BOM成本。運動探測器還需要有某種有線或無線接口，以便將傳感器的輸出轉(zhuǎn)發(fā)到云端。在許多情況下，攝像頭和運動探測器需要進行專業(yè)安裝，因此對許多成本敏感的應(yīng)用而言不太經(jīng)濟。

本設(shè)計實例提出了一種更適合許多消費者和小型企業(yè)需求的替代解決方案：使用RFID標簽技術(shù)來實現(xiàn)低成本、無電池且易于安裝的家庭安防系統(tǒng)。

RFID標簽可以用來實現(xiàn)一系列魯棒的安防傳感器。運動探測器可以通過將RFID標簽與磁簧開關(guān)集成在一起來制作。同樣，可以通過用磁簧開關(guān)代替沖擊開關(guān)來制作沖擊事件探測器。在這兩種情況下，傳感器開關(guān)都連接在天線的兩個端子之間以及RFID芯片的兩個端子之間。在這個配置中，RFID標簽的工作是根據(jù)開關(guān)的ON或OFF狀態(tài)啟用或禁用的。

上述傳感器為圖1所示的安防監(jiān)控系統(tǒng)提供了一種低成本、小尺寸的解決方案。配備運動傳感器的RFID標簽可以粘貼到窗戶、門和保險箱上，而震動感應(yīng)標簽可以粘貼到藥盒上。商用RFID閱讀器具有兩個功能：a）用于檢測通過運動或震動感應(yīng)開關(guān)激活的任何傳感器；b）還用于為該區(qū)域提供低功耗RF輻射，而在標簽激活時為其供電。由于每個RFID標簽都有自己唯一的ID，因此RFID閱讀器就知道所檢測到的活動發(fā)生在哪里。一旦捕獲到活動數(shù)據(jù)，就可以將其傳輸?shù)皆贫诉M行分析，并在適當?shù)臅r候通過智能手機或電子郵件警報通知用戶。

圖1：使用RFID標簽的安防監(jiān)控。

傳感器工作原理

圖2中的工作原理圖說明了震動傳感器和運動傳感器的工作機制。

圖2：震動傳感器由RFID芯片、天線和震動傳感器組成（a）。在正常（不受干擾）狀態(tài)下，金屬球會使震動傳感器的兩個觸點短路（b）。當傳感器受到干擾時，其金屬球不再使兩個觸點短路，從而使天線能夠接收電能而用于RFID芯片并傳輸其信號（c）。運動傳感器由RFID芯片、天線和磁簧開關(guān)組成（d）。在正常狀態(tài)下，磁簧開關(guān)由附近所貼的一塊磁鐵保持在ON狀態(tài)。這會使天線短路，從而阻止RFID芯片接收電能（e）。磁鐵脫落后，磁簧開關(guān)轉(zhuǎn)換為OFF狀態(tài)，從而啟用RFID器件（f）。

震動探測器

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)由一個空腔及其內(nèi)部的一個滾動的微小金屬球所組成。當將震動開關(guān)直立放置時，球會滾動到兩個伸出空腔的導電觸點上，從而形成導電通路（圖2b）。如果將傳感器朝另一個方向傾斜，則觸點就會斷開，這樣就形成了檢測運動或方向的簡單方法。當用作安防傳感器時，沖擊開關(guān)是連接在天線的兩個端子之間并直立放置，這樣就能將它們短路在其無源位置。所產(chǎn)生的短路破壞了RFID芯片與天線之間的阻抗匹配，從而阻止了RFID標簽輻射信號。如果將震動傳感器傾斜，則金屬球?qū)挠|點上移開，這樣RFID標簽就能夠接收電能并輻射信號，然后由RFID閱讀器所讀取。

運動傳感器

圖2d中所示的運動傳感器系統(tǒng)由一個RFID芯片、一根天線、一個磁簧開關(guān)和一個磁鐵所組成。磁簧開關(guān)在密封的玻璃腔中由兩個鐵磁柔性金屬簧片觸點所組成。開關(guān)的兩個觸點為常開，直到磁場的存在而使它們閉合（圖2e）。當將傳感器移到磁鐵作用范圍以外時，其觸點將返回到初始開路狀態(tài)（如圖2f所示），從而啟用RFID芯片并警告閱讀器標簽已移動。圖1中對此進行了插圖說明，例如，將帶有磁簧開關(guān)的RFID標簽固定在窗戶上，而將磁鐵貼在RFID標簽附近的墻上。當窗戶關(guān)閉時，磁鐵使磁簧開關(guān)保持在短路位置，從而使天線處于分流狀態(tài)，進而使芯片處于非活動狀態(tài)。當將窗戶向上或向下移動時，磁鐵遠離而不足以使磁簧開關(guān)保持短路狀態(tài)。此時，磁簧開關(guān)恢復到開路位置，RFID標簽就變?yōu)榛顒訝顟B(tài)。

傻瓜傳感器與智能系統(tǒng)

由于每個RFID標簽都有自己的唯一ID，因此可以將其與要監(jiān)控的特定對象或位置相關(guān)聯(lián)。 RFID閱讀器或基于云的安防應(yīng)用可以使用這個信息來了解有關(guān)事件性質(zhì)的更多信息，包括識別可能入侵者的數(shù)量、他們的位置，以及對他們的活動進行一些推斷。這樣的分析還可以減少由寵物或其他善意干擾所引起的錯誤警報的數(shù)量。

RFID技術(shù)是一種可創(chuàng)建魯棒、可靠且低成本安防系統(tǒng)的有前途的工具。標簽易于安裝，不需要電池，因此可確保其長期可靠性。但是，在實際應(yīng)用中必須格外小心，以便確保RFID閱讀器的位置能夠完全覆蓋所監(jiān)控的區(qū)域。其商業(yè)化還需要開發(fā)“智能”RFID閱讀器，而至少可以對RFID標簽所產(chǎn)生的活動進行第一層處理。

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