基于RFID技术的新生婴儿防盗管理系统
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基于RFID技术的婴儿智能防盗系统设计
1、应用背景
每天都有无数婴儿在医院中诞生,对于每一个家庭来说,孩子都是最宝贵的财富。然而,但是新生婴儿的外貌特征相似,并且缺乏语言及理解能力而不能与外界进行信息交互。据医疗部门统计报告显示,产科医院婴儿错抱和被盗事件时有发生,这些事件不仅给当事人造成心灵上的严重创伤,也使医院的声誉受损,甚至面临被诉讼及经济赔偿;更有不法分子为了种种利益将罪恶之手伸向新生婴儿,给家属造成巨大灾难。据美国“失踪与受虐儿童援助中心”统计,从1983年到2002年间,美国有217个婴儿被诱拐,在这个总数中,100个婴儿是从医院(57个是从母亲的病房)被盗走的。近年来,国内一些医院的婴儿被盗案件也频频发生。如何有效避免这种问题的出现,在此设计一种基于射频识别技术的婴儿智能防盗系统,能够防止婴儿在医院内被盗,有效保护婴儿的安全,也保障了各方权益。
1.1婴儿智能防盗系统简介
婴儿智能防盗系统是利用射频技术、电子技术、计算机技术、通信与网络技术、传感技术等高新技术的设备和软件所组成的先进系统,以实现婴儿智能防盗功能。
婴儿智能防盗系统通过在婴儿身上佩戴无害的RF射频信号的智能标签定时发射信号,由医院的防盗系统对婴儿所在位置和身体信息
进行试试监控和追踪,同时对企图盗窃婴儿的行为及时报警提示。
2、系统设计目标和原则
2.1 设计目标
婴儿智能防盗系统的总体设计目标是建设一个标准化、规范化、信息化的,用于解决新生儿防盗(防拆电子腕带设计,具有拆卸报警功能)、错抱(每张电子标签具有唯一编码,与对应床位配对)、恶意调换、实时定位(实时追踪新生儿的位置并可进行运动轨迹的查询)、及时报警的专用系统。同时,考虑到受保护对象的特征,婴儿防盗标签必须安全无毒害,确保对婴儿没有任何不良影响。该系统在实现婴儿智能防盗功能的同时,还考虑该系统的发展空间,以建设一个高可扩展性的产品全面智能追踪系统为最终目标。整个系统将尽最大可能,保持用户现有网络系统与应用系统,并预留接口,在将来用于其他功能的拓展(如身体健康状况监控、饮食监控等),实现多方统一管理功能,减少或避免用户重复投资。
2.2 设计原则
婴儿智能防盗系统的设计原则包括系统的先进性、可靠性和拓展性。
(1)系统的先进性。系统具有成熟完善的计算机网络体系;具有先进的故障诊断和自适应功能;当网络发生故障时,婴儿电子标签能保证基本报警和定位功能。当网络恢复正常后,自动追加历史记录。
(2)系统的可靠性。系统具有高可靠性以及防止人为破坏和容灾
能力;系统具有备份功能;系统能够最大限度的确保婴儿的安全。
(3)系统的拓展性。系统应预留接口用于拓展系统功能,包括婴儿身体状况检测等。
3、系统功能与特点
3.1 系统功能
(1)定位监控功能。所有电子标签实时定位并将位置信息显示在电子地图上(同时,地图上显示医护人员和家属位置信息)。同时确保每个标签工作正常,为所有婴儿提供最大程度的安全保护。实时统计各区域应有的婴儿数及实有的婴儿数,并提示离开的婴儿的名称或编号。在监控端可输入婴儿的名称或标签号,可查找指定婴儿或婴儿的母亲的当前所处位置。发生报警,自动对报警区域识别、定位、寻迹。
(2)防破坏功能。电子标签如糟恶意拆除会立即报警。当标签电量低时,主动报警提示更换电池。同时系统主动地定期检测所有系统组件是否运行正常,防止各种原因引起的失效。
(3)报警防盗功能。可设定某些区域,当婴儿离开指定区域或消失时系统发出相应的告警。可设定某些特殊区域,婴儿或母亲进入这种区域停留超过一定时间时,系统告警,通过防止一些意外发生。未佩戴标签人员进入指定区域发出警报。婴儿的标签与病房、床位配对,当婴儿错入病房或床位时,自动报警防止婴儿抱错。
(4)历史记录功能。可查询某个婴儿、医护人员、家属某个时间
段内的活动轨迹。
(5)求助按钮功能。某些电子标签(如家属)上有功能按键,有情况可按键呼叫医护人员。电子地图实时显示此标签位置,并自动调取监控视频进行监控。
图3-1 婴儿智能防盗系统分级功能
3.2 系统特点
(1)系统先进性。系统设计应用先进的自动化系统技术、计算机网络技术等先进技术,能适应目前大型医院婴儿智能监控预警的管理需要。同时系统预留众多接口,便于以后升级改造。
(2)提高管理效率。通过婴儿智能管理系统自动统计各项信息,大大降低了信息的输入、统计等工作,节省大量管理成本。
(3)可靠的防盗技术。大大降低婴儿盗窃和抱错风险,为孩子、为家庭、为医院带来更高的安全保障。
4、系统主要硬件
4.1 婴儿电子标签
婴儿电子标签是系统的主要监控电子标签,是佩戴在婴儿手腕上的无线通信设备。可允许婴儿在移动状态下与医院里的各读写设备进行通信。此电子标签是感温的。
(1)产品质量标准。标签使用无害材料制成并符合人体工程学设计,佩戴舒适,无任何过敏反应。防水,可进行清洗。可根据婴儿体重变化调节周长。
(2)安全防护。标签具有全球唯一ID识别码,非法设备不可识别。标签具有防反抽特性,一旦佩戴好,不可在不破坏标签情况下取出。强行破坏或未经授权试图取下标签立即发生报警。
(3)技术特性。工作频率:2.4GHz―2.5GHz ISM 微波段,识别距离:0-200m,工作电流:小于13mA,功耗:超低功耗。抗干扰性:10V/m 0.1~1000MHz AM调幅电磁波。感温范围:-40℃~
+85℃。
(4)标签响应时间。标签应具备快速响应时间,以适应发生情况及时报警。
(5)标签的安装。标签应佩戴在婴儿手腕上,一经穿好,不可取下(除非强行剪断)。
4.2 家属/医护人员腕表
家属/医护人员腕表是为婴儿家属或医护人员设计的电子标签。可与读写器进行双向通信。
(1)安全防护。具有全球唯一ID识别码,不可伪造。
(2)特殊功能。具有震动,音频功能。有报警情况震动或发出报警音。腕表有功能键,用于报警呼叫、停止报警等功能。
(3)技术特性。工作频率:2.4GHz―2.5GHz ISM 微波段,识别距离:0-200m,工作电流:小于13mA,功耗:超低功耗。抗干扰性:10V/m 0.1~1000MHz AM调幅电磁波。
4.3 定向分析仪
定向分析仪部署于监控区域,对电子标签进行定位并将定位信息标识在电子地图上。定向仪应具有高速定位速度。
性能指标:工作频率:2.4GHz―2.5GHz ISM 微波段;识别精度:3-5M,识别能力;同时识别200 张标签;识别方式:全方向识别、定向识别;抗干扰性:使用频道隔离技术,多个设备互不干扰;安全性能:防水、防雷、防冲击,满足工业环境要求。
4.4 读写器