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基于半有源RFID技术的涉密资产安全防范管理系统

 1. 导言

  1.1 文档建造阐明

  此计划意图是让集成商、工程商及运用方了解物联网RFID技能在涉密财物安全防备办理范畴的规划理念、准则、整体规划及怎么发挥其巨大效果的并具体论述相关物联网设备作业原理、装置方位等信息,以便集成商、工程商、运用方正确知道物联网在智能交通范畴带来的革命性革新,树立物联网在涉密财物办理范畴正确的知道。如您在阅览进程中,遇到任何不解和困惑,请与计划编撰者联络。

  1.2 术语与缩写解说

  术语解说

  RFID\射频辨认 一种通讯技能,可经过无线电信号辨认特定方针并读写相关数据,而无需辨认体系与特定方针之间树立机械或光学触摸

  RFID有源射频卡 由嵌入式处理器及其软件、卡内发射和接纳天线、收发电路和高能电池组成,特别编号预存储于微操控器中,并接连发射仅有的加密辨认码无线电信号。卡内高能电池为有源卡正常作业供给能量,卡内电池可替换。

  定向读写器 由信息搜集、处理、信息传输、嵌入式软件组成,其首要功用是完结对车辆辨认编码输出信号的实时搜集、处理。

  涉密财物 单位,公司,家庭,个人等的固定财物,触及到产业及秘密文件等

  2. 项目布景

  2.1 现状剖析

  涉密财物实时定位和追寻体系(APS:Area Position System)是选用现在国际上最先进的ACTIVE RFID 技能的区域实时定位体系。该APS定位体系能够及时、准确的将各个区域人员的动态状况反映到中心监控计算机体系,使办理人员能够随时把握布控区域人员散布状况和每个受控方针的运动轨道,以便于进行愈加合理的办理。当有突发事情时,办理人员也可依据该APS区域定位体系所供给的数据、图形,敏捷了解有关人员、涉密财物的方位状况,及时采纳相应的操控措施,进步安全和应急作业的功率。

  涉密财物实时定位和追寻体系是集安全操控、人员考勤、盯梢定位、日常办理等一体的归纳性运用体系。也是国内技能最先进、运转最安稳、规划最专业化的区域实时定位体系。这一科技成果的完结,将为企事业单位和机要单位的安全出产和日常办理上台阶以及事端急救带来了新的关键。

  2.2 体系建造的含义

  对涉密财物进行防盗安全办理。许多的宝贵财物,总是会遭到丢掉,单位或许财物具有者损失惨重,为了避免宝贵财物丢掉,特意开发该体系;

  对涉密宝贵财物进行定位、追寻、主动盘点等,使得财物的办理主动化,智能化;

  解放人工劳动力,节约办理本钱,使得办理水平得到很大的提高;

  3. 体系概述

  3.1 体系建造的准则

  体系建造包含软、硬件两方面。在软、硬件的开发、收购、集成时,上海仁微电子科技有限公司确保遵从了以下准则:

  1) 先进性

  APS体系首要构建思维是运用射频主动辨认技能、嵌入式移动计算技能和软件技能,结构一个掩盖大规模区域的产品智能追寻体系,具有产品先进、老练、性价比高级特色优势。

  2) 经济性

  在确保满意技能要求的前提下,体系规划尽量选用性能价格比最佳的产品。体系的建造最大极限发挥原有部分设备的效果,如计算机网络,设备、软件等,最大极限上为用户节约出资,保护已有的用户出资。

  3) 实用性

  体系的建造彻底符合本项意图运用需求和实践状况,杰出实用性强,界面友爱,操作简略。

  4) 扩展性

  在体系计划中依照体系剖析、统筹规划的观念对体系容量及网络开展想象进行计划规划,既考虑到当时运用的易用性,更具有恰当的超前性。

  APS区域实时定位体系触及嵌入式技能、移动计算技能、无线射频辨认、计算机软件、数据库、数字通讯等方面。因而,在规划计划时,除了考虑其功用外,在安稳性、牢靠性、抗干扰才干、容错才干及反常保护等方面也进行了充分考虑。体系运用现有老练的工业TCP/IP通讯网络作为主传输渠道,相应的无线辨认基站、RFID辨认标签等设备与体系挂接,经过区域实时定位办理专用软件与主体系以规范的专用数据库进行后台数据交流然后完结区域方针的盯梢定位和安全办理。体系整体规划首要体现在:

  1) 完结布控区域方针进出的有用辨认和监测监控,使办理体系充分体现“人性化、信息化和高度主动化”。

  2) 为办理人员供给人员进出约束、考勤作业、跨区报警、安全监控、求助报警、合理调度等多方面的办理信息,一旦有突发事情,经过该体系马上能够知道和回溯一切受控方针的方位和运动前史状况,确保安全办理作业的高效运作;

  3) 体系规划的安全性、可扩容性、易保护性和易操作性;

  4) 轻松联网,BS 结构,轻松完结更宽广地域联网监控。

  3.2 体系规划特色

  1) 高度主动化。体系能主动检测受控方针经过受控区域的时刻、地址信息,并主动完结对受控方针的考勤作业、计算及安全办理。

  2) 老练牢靠的网络通讯体系。装置在布控区域的无线辨认基站,实时将搜集到的信息经过TCP/IP通讯网络传送到中心集控体系,整个进程无需人为干涉。

  3) 齐备的数据计算与信息查询软件。体系软件具有专用数据库办理体系,包含受控方针的信息搜集和计算剖析体系,考勤作业的计算与办理剖析体系,显现并打印各种计算报表材料,为高层办理人员的查询与办理供给全方位的效劳。

  4) 体系的安全、安稳、牢靠性规划。体系产品彻底选用室外环境下全天候接连牢靠作业规划。

  5) 完善的反常状况(包含无效卡、失效卡、黑名单卡进入、未授权区域等)报警呼叫体系配置。

  3.3 体系完结的首要功用

  1)受控方针实时盯梢监测及突发事情按钮求助,方位主动显现;

  2)实时查询、打印当时及某时刻段受控方针数量、 活动轨道及散布状况;

  3)受控方针的考勤、计算、存储、打印;

  4)监测图页静态和动态修正作图对用户敞开,支撑多种图形格局,鼠标和键盘均可操

  作,全面支撑实时多使命。在体系进行实时数据搜集的一起,体系可进行记载、显现、查询、修正、人工录入、网络通讯等;

  5) 体系中心站及网络终端能够局域网方法联网运转, 使网上一切终端在运用权限规模内都能同享监测信息和体系归纳剖析信息、查询各类数据报表;

  6) 监控软件具有很强的作图才干, 并供给有相应的图形库, 操作员可在不接连监测的一起,简单地完结联机并完结图形修正、制作和修正;

  7) RFID辨认标签选用纳瓦级低功耗规划,重量轻,无须外部电源,有多种带着方法供挑选。整个体系将尽最大或许,坚持用户现有网络体系与运用体系,并预留接口,可与现有运用体系或将来的运用体系结合,完结多方统一办理功用,削减或避免用户重复出资。

  4. 体系整体介绍

  4.1 体系原理

  APS实时定位追寻体系经过RFID(电子标签)的运用,以电子标签作为现在最先进的标识码,具有了不易破损、数据牢靠、运用周期长、有用通讯间隔长等特色,是代替条形码、红外线标识的最佳挑选。将其装置在受控方针上,来作为方针的仅有标识进行追寻和定位。

  作业时,办理人员经过联网的无线辨认基站追寻和定位方针。

  电子标签

  简略的讲,电子标签(RFID)技能是一种无触摸主动辨认技能,其基本原理是运用射频信号及其空间耦合、传输特性,完结对停止的或移动中的待辨认物品的主动机器辨认。

  射频辨认体系一般由两个部分组成,即电子标签和阅览器。运用中,电子标签附着在待辨认的物品、设备、人员上,阅览器用于当附着电子标签的待辨认物品、设备、人员经过其读出规模时,主动以无触摸的方法将电子标签中的约好辨认信息取出或将特定的信息写入,然后完结主动辨认物品或主动搜集物品标识信息的功用。

  因为RFID不要求在标签和阅览器之间有光线通路,避免了其他主动辨认体系(例如条形码)的缺陷。这确保了RFID体系能够用于恶劣环境,比方尘埃、泥土、高湿度、可见度差的环境。 RFID的最大长处是在上述恶劣环境下仍能够得到令人满意的读写速度,在大多数状况下,能够在100毫秒之内呼应。除此之外,RFID的读写是彻底主动、全透明的,不需求手艺扫描被追寻方针,也不需求象其他触摸式标签技能那样,需求激活磁条阅览器、IC卡阅览器等。

  RFID主动辨认作业原理

  RFID与短程通讯设备组成的体系首要包含智能RFID,RFID的读写设备(Read-Write Units,简称RWU)两部分,读写设备RWU和RFID之间的无线通讯完结信息办理体系与RFID之间的信息沟通。

  读写设备RWU是RFID的读写操控器,由微处理器、安全模块和微波通讯操控器和RS232、485、TCP/IP等通讯接口等组成,以短程通讯协议和微波无线传递手法,完结RWU与RFID的之间安全牢靠的信息交流意图,RWU经过RS232、485、WIFI、GPRS、TCP/IP等与上位机衔接,从上位机接纳操控指令和数据并回来数据。

  RFID是一种具有微波通讯功用和信息处理、存储功用的移动装置。RFID内置一个小型的实时使命体系,完结RFID内部的存储器、I/O、电源、通讯协议、密钥、算法、指令协议处理等功用。

  短程通讯技能选用的无线通讯协议,其中心是运用小功率微波天线掩盖而构成的小区切割,并选用依据HDLC协议的时分多址和同步通讯机制,经过规划相应的处理与操控软件来完结RWU-RFID之间的双向数据传输和信息交流。

  4.2 体系的整体结构

  依据体系整体功用及现场调研,涉密财物办理体系整体规划计划包含二部分,其一:楼层外涉密财物门禁办理体系,其二:楼层内涉密财物办理体系,两部分相得益彰一起形成了完善的涉密财物办理体系。

  楼层外涉密财物门禁办理体系

  门禁办理体系作业原理

  固定财物门禁办理体系是依据先进的射频技能,每个移动的载体配备有一个无线标识,在一楼电梯收支口(单位大门口)各装置两台与无线标识相配套的辨认基站(电梯收支口装置缆试天线、单位大门口装置定向性读写器),当无线标识挨近辨认基站必定的规模内,辨认基站会主动辨认物品进出,并主动记载下收支的物品所带着的无线标识ID号;若涉密财物未经授权,体系主动报警,避免涉密事情的发作。然后完结每个固定财物载体的收支都有严厉的操控,一起确保了实践运转的高效和快速。

  门禁办理体系功用

  1) 避免被授权涉密财物不合法带出未经授权的区域,如:某涉密财物被授予权限为大楼内部运用,借用人员因成心或许无意将财物随身带着到大楼以外时(又未经二次授权),读写器搜集到相关信息并传至后台进行比对,激起报警装置进行报警,避免呈现秘要走漏;只需经过二次授权的固定财物才可带出大楼,于此一起固定财物的相关信息(如:借用人、借用日期、出库时刻等)被主动记载在数据库中;

  2) 单位领导或许单位员工只需随身带着电子标签,从门禁经过即可完结考勤功用(员工名字、职务、上班时刻等相关信息主动录入数据库),并可依据实践的需求打印周、月各个时刻段的考勤报表;

  3)避免陌生人以种种名义闯入办公大楼,以确保各种涉密财物及行政人员的安全;

  4)给经领导答应的观赏人员、外来商务人员等进行挂号并配发暂时通行证。

  门禁办理体系组成部分

  远间隔固定式定向读写器(一体机)、远间隔固定式缆试天线读写器

  远间隔有源(无源)电子标签,作为暂时卡

  PC效劳器

  报警器

  涉密财物办理体系软件

  发卡器,给暂时卡授权

  门禁办理体系装置拓扑图

  电梯口缆试天线装置图

  单位门口定向天线装置方位图

  4.3 楼层内涉密财物办理体系

  楼层内涉密财物办理体系运用RFID技能,每个移动载体都配备有一个无线标识,在机房内装置一台(或许多台)与无线标识相配套的辨认基站,使之一切固定财物都在辨认基站的辨认规模内,辨认基站会主动辨认一切固定财物随身带着的一切ID信息,并实时监管一切固定财物在位状况。若涉密财物完结未经答应不合法带出,体系会随时发送信息给监控中心并触发报警,只需经过授权的合法固定财物,才干安全带出,然后确保每个固定财物的安全。

  楼层内涉密财物办理体系作业原理

  1) 由辨认基站设备扫描到无线标识,信号传输到效劳器;

  2) 办理员在效劳器上经过涉密财物办理软件办理员口令登陆办理渠道输入固定答应,暂时答应或禁止带着出去的无线标识的编号,体系主动辨认判别;

  3) 若效劳器接纳到体系设置为答应带着出门的无线标识,体系主动记载其收支时刻与卡号;

  4) 若效劳器接纳到体系设置为禁止带着出去的无线标识,监控中心或许门口及其保密室报警器会长鸣,直至险情扫除。

  楼层内涉密财物办理体系功用:

  1) 实时盘点,盘点人员点击页面改写选项,读写器在几秒钟内将一切在位之固定财物悉数清点结束,并上传之体系办理软件奉告盘点人员库存财物的数量并可显现借出财物的物理信息(借出时刻、借出期限、借用人名字、联络方法等等),经过各个仓库的联网机制,能够随时了解本企业全国各地机房财物借入借出状况;

  2) 区域定位,经过3台以上读写器能够完结区域非准确定位。

  区域定位详解:现在关于RFID定位的首要技能问题如下:

  ◆ 定位环境的杂乱性, RFID是一种以微波传输的技能,而波的发射具有不规律性,且传输很简单遭到环境的影响,如反射,衍射,屏蔽等;

  ◆ RFID产品的技能特征,产品的辨认间隔问题,现在辨认间隔首要是经过调整读写器的信号接纳规模(读写器天线的增益)和方向(接纳规模,)。因为这两个目标很难准确操控,所以在必定程度上约束了RFID定位技能的开展;

  因为读写器的接纳很难操控,所以咱们是否考虑改动RFID电子标签的天线增益来完结定位,然后进行含糊判别。。

  区域定位计划:

  A B C为阅览器,接纳规模为稳定,tag1 tag2 tag3 为同一参数且增益型标签。增益主动可循环(分别为0db 1db 2db 3db)。在发射数据时分一起可发送自身的天线增益数据。

  当标签增益最大为2db时,ABC阅览器都能接纳到信号

  当标签增益最大为1db时。AB阅览器能接纳到信号

  当标签增益最大为0db时,A阅览器能接纳到信号

  由此能够经过软件可计算出tag1最靠近A,即把tag1定位在A邻近,完结区域型定位

  以tag2为比如:

  当标签增益最大为2db时,ABC阅览器都能接纳到信号

  当标签增益最大为1db时,ABC阅览器都能接纳到信号

  当标签增益最大为0db时,B阅览器都能接纳到信号

  相同能够经过软件可计算出tag2最靠近B,即把tag2定位在B邻近.

  此计划能够在必定程度上躲避杂乱的环境对RFID信号传输的影响,经过被多个阅览器的辨认次数及接纳时分顺便自身增益来判别完结区域定位。此技能能在必定程度上满意部分需求对区域定位的需求,如:银行钞箱区域的监控,监控医院特别器械的方位摆放,涉密财物及人员的定位。。。。。

  3) 财物防盗及借用延期报警,楼层内涉密财物上运用的电子标签都具有防拆功用,一旦标签被强行从涉密财物上取下,电子标签及会发送一个特别的ID给读写器,读写器将信号传递到后台办理软件,然后驱动报警器报警;关于未被授权的涉密财物,被强行带出机房,一旦信号消失将会马上触发报警器进行报警;若某涉密财物的借用期限已到,借用人还未偿还,体系将主动弹出页面显现借用人及财物相关信息并触发报警;


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