CN106558206A - 一种基于有源rfid技术的便携防丢方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于有源RFID技术的便携防丢方法，将RFID标签和RFID便携终端进行配对，确保只有配对的设备间可完成通信；RFID标签与被保护的物品绑定；RFID标签实时检测RFID便携终端所发出的信号的信号强度，并转换为距离值，与系统所设定的安全距离阈值进行比较；当检端的相对距离大于安全距离阈值时，RFID标签发送信号给RFID便携终端发出告警信号；RFID标签启动内部的定位模块，记录下当前标签所在的地理位置信息并发送到监控服务平台；在物品丢失期间，RFID标签以固定时间频率发送当前的位置信息。与现有技术相比，能够对涉密物品外出、押运过程中进行防丢监控，并在丢失后，能跟踪位置，辅助找回，尽量减少涉密事件的发生，降低泄密风险。

Description

一种基于有源RFID技术的便携防丢方法
技术领域
本发明涉及一种基于有源RFID技术的便携防丢方法，特别是涉及一种适用于涉密物品防丢失安全领域的，基于有源RFID技术的便携防丢方法。
背景技术
当前在保密安全领域，众多涉密物件，包括：涉密光盘、涉密优盘、涉密笔记本以及文件资料等，在外出过程中，缺乏有效的防丢管控，有潜在丢失风险，而且一旦丢失会对国家秘密造成重大的泄密风险，因此，对涉密物品的防丢管理显得尤为重要。而目前相关的技术领域中，基于有源RFID技术的防丢系统并不广泛，而主要是采用蓝牙技术体制或者无源的RFID技术。但是蓝牙技术存在容易被遮挡的弊端，而无源RFID技术会导致检测端的电池体积较大，不便于随身携带。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在非控区域对重要物品（密品），基于有源RFID技术的便携防丢方法，尽量让重要物品与携带人之间的距离处于安全范围，最大程度地杜绝因携带者不小心或遗忘而引发物品丢失的风险。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于有源RFID技术的便携防丢方法，将RFID标签和RFID便携终端进行配对设定，确保只有配对的设备间可完成通信；RFID标签与被保护的物品绑定（如通过粘贴、螺栓连接或挂绳的方式）；RFID标签实时检测RFID便携终端所发出的信号的信号强度，并将信号强度转换为距离值，并与系统所设定的安全距离阈值进行比较；当RFID标签检测到RFID便携终端的相对距离大于安全距离阈值时，RFID标签发送信号给RFID便携终端向携带者发出告警信号，提醒携带者此时物品有丢失或被盗窃的风险，实现系统的防丢功能； RFID标签启动内部的定位模块，记录下当前标签所在的地理位置信息并发送到监控服务平台；并且，在物品丢失期间，RFID标签以固定时间频率（默认设置为每间隔1分钟1次）向后台发送当前的位置信息，实现对物品的定位追踪。系统在检测到物品出现丢失或盗窃的情况时，监控服务平台可根据RFID标签上传的地理位置信息对物品进行跟踪和找回。
由于RFID便携终端与RFID标签之间可能为一对多的形式，因此RFID便携终端可以以声、光、动的形式发出告警，例如相应的LED灯对应相应的RFID标签，或者在RFID便携终端中显示对应的RFID标签编号。
RFID标签和RFID便携终端将各自的ID信息写入所配对的设备Flash中，确保只有配对的设备间可以完成通信。所述的RFID便携终端开机运行后进入配对模式，待所述的RFID标签运行后与之建立通信连接；两方交互各自的ID信息后，永久记录在各自的硬件Falsh中，直到下次重新配对才清除以前记录的ID信息。
判断RFID便携终端检测到RFID标签的相对距离是否大于安全距离阈值的具体方法为：RFID标签实时检测RFID便携终端的信号，获取当前RFID便携终端的信号强度，结合前N次的信号强度记录，形成一条趋势曲线，从中提取曲线的倾斜特征；将新得到的斜率特征与预先植入所述的RFID标签中的斜率特征进行比较，从而区分出所述RFID标签和RFID便携终端是正常超距还是由于人体遮挡而导致的超距假象；对于正常超距的情况，及时将信号强度转换成距离值；否则继续监测RFID手环的实时信号强度，随着后续信号强度变化趋势的稳定，强度的曲线斜率将回归到平缓范围内，此时再将信号强度转换成距离值；所述N为大于等于2的自然数（在本具体实施例中，N=10）。当趋势特征属于正常超距模式，并且实时距离超过安全距离，手环开始按照一定频率进行声、光、动的报警提醒；同时在预留的一个时间段内，若手环和标签之间的距离恢复到安全距离范围内，手环的报警提醒中断。
所述方法还包括，当RFID便携终端无法检测到与RFID标签之间的信号时，向携带者发出告警信号。
所述方法还包括，RFID便携终端向携带者发出告警信号后，在设定时间阈值内，若所述RFID标签检测到RFID便携终端的相对距离小于等于安全距离阈值，则终止告警；否则，再实施RFID标签启动内部的定位模块，记录下当前标签所在的地理位置信息并发送到监控服务平台的步骤。当报警后一段时间内，若RFID手环和标签之间能恢复到安全阈值范围内，报警停止；否则报警会间断性地进行多次提醒。
所述定位模块为移动通信模块，采用基站定位模式获取当前标签所在的地理位置信息并通过移动通信的方式，以数据流量的形式将地理位置信息发送到监控服务平台。
所述定位模块包括卫星定位模块和移动通信模块，采用卫星定位模式获取当前标签所在的地理位置信息并通过移动通信的方式，以数据流量的形式将地理位置信息发送到监控服务平台。
所述方法还包括，当卫星定位模式无法获取当前标签所在的地理位置信息时，切换为基站定位模块，通过移动通信模块获取当前标签所在的地理位置信息并发送到监控服务平台。
所述方法还包括，所述监控服务平台收到RFID标签上传的位置信息后，调用电子地图，并将所述地理位置信息描绘成轨迹信息后以实时动态视屏的形式在监控服务平台上进行显示。
所述RFID便携终端为RFID手环。
所述卫星定位模块为GPS和或北斗定位模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：能够对涉密物品外出、押运过程中进行防丢监控，并在丢失后，能跟踪位置，辅助找回，尽量减少涉密事件的发生，降低泄密风险。传统密品外出监管手段主要靠人，难免出现疏忽、遗忘的情况，该发明正是杜绝这种危险出现；相比传统单纯的防丢技术，采用RFID和卫星定位有机结合的方式，增加丢失后的密品位置追踪能力；与传统靠信号检测是否超距的方法，增加了信号趋势特征比较算法，极大减少了因为遮挡而造成的“超距”虚警。
附图说明
图1为本发明其中一实施例的便携防丢系统的结构框图。
图2为本发明其中一实施例的RFID标签结构示意图。
图3为本发明其中一实施例的RFID手环结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
具体实施例1
如图1所示，一种基于有源RFID技术的便携防丢方法，便携防丢系统包括RFID标签、RFID便携终端和监控服务平台；RFID标签和RFID便携终端之间以射频信号连接；RFID标签与监控服务平台之间通过公共网络进行连接。
将RFID标签和RFID便携终端进行配对设定，确保只有配对的设备间可完成通信；RFID标签与被保护的物品绑定（如通过粘贴、螺栓连接或挂绳的方式）；RFID标签实时检测RFID便携终端所发出的信号的信号强度，并将信号强度转换为距离值，并与系统所设定的安全距离阈值进行比较；当RFID标签检测到RFID便携终端的相对距离大于安全距离阈值时，RFID标签发送信号给RFID便携终端向携带者发出告警信号，提醒携带者此时物品有丢失或被盗窃的风险，实现系统的防丢功能； RFID标签启动内部的定位模块，记录下当前标签所在的地理位置信息并发送到监控服务平台；并且，在物品丢失期间，RFID标签以固定时间频率（默认设置为每间隔1分钟1次）向后台发送当前的位置信息，实现对物品的定位追踪。系统在检测到物品出现丢失或盗窃的情况时，监控服务平台可根据RFID标签上传的地理位置信息对物品进行跟踪和找回。
在本具体实施例中，当进入超距报警模式时，所述RFID便携终端开始进行声光电的报警，即灯光闪烁10秒、持续10秒震动以及蜂鸣器发出连续10秒的“唔唔唔”提示音。
具体实施例2
在具体实施例1的基础上，RFID标签和RFID便携终端将各自的ID信息写入所配对的设备Flash中，确保只有配对的设备间可以完成通信。
具体实施例3
在具体实施例1或2的基础上，判断RFID便携终端检测到RFID标签的相对距离是否大于安全距离阈值的具体方法为：RFID标签实时检测RFID便携终端的信号，获取当前RFID便携终端的信号强度，结合前N次的信号强度记录，形成一条趋势曲线，从中提取曲线的倾斜特征；将新得到的斜率特征与预先植入所述的RFID标签中的斜率特征进行比较，从而区分出所述RFID标签和RFID便携终端是正常超距还是由于人体遮挡而导致的超距假象；对于正常超距的情况，及时将信号强度转换成距离值；否则继续监测RFID手环的实时信号强度，随着后续信号强度变化趋势的稳定，强度的曲线斜率将回归到平缓范围内，此时再将信号强度转换成距离值；所述N为大于等于2的自然数（在本具体实施例中，N=10）。
具体实施例4
在具体实施例1到3之一的基础上，所述方法还包括，当RFID便携终端无法检测到与RFID标签之间的信号时，向携带者发出告警信号。
具体实施例5
在具体实施例1到4之一的基础上，所述方法还包括，RFID便携终端向携带者发出告警信号后，在设定时间阈值内，若所述RFID标签检测到RFID便携终端的相对距离小于等于安全距离阈值，则终止告警；否则，再实施RFID标签启动内部的定位模块，记录下当前标签所在的地理位置信息并发送到监控服务平台的步骤。
具体实施例6
在具体实施例1到5之一的基础上，所述定位模块为移动通信模块，采用基站定位模式获取当前标签所在的地理位置信息并通过移动通信的方式，以数据流量的形式将地理位置信息发送到监控服务平台。
具体实施例7
在具体实施例1到6之一的基础上，所述定位模块包括卫星定位模块和移动通信模块，采用卫星定位模式获取当前标签所在的地理位置信息并通过移动通信的方式，以数据流量的形式将地理位置信息发送到监控服务平台。
如图2所示，在本具体实施例中，包括RFID通讯模块、定位模块、通信模块、中央处理模块：RFID通讯模块完成与RFID便携终端之间实时信号读取和通信的功能；定位模块可以是GPS、北斗导航等主流定位系统，也可以是移动通信定位，定位模块每隔一段时间进行一次定位，并保存自身位置信息；通信模块可以是2G、3G、4G等公用网络，也可以是固定频段的专用通信网络。通信模块提供对外通信接口，可以发送和接收指定格式的数据；中央处理模块是RFID标签的处理核心，负责协调各个模块的工作，根据与RFID便携终端实时信号强度，比对变换趋势特征，从而确定当前的状态，决策是否启动定位和远程通信模块或者终止远程报警，并组织信息内容并通过网络模块与服务工作站建立连接，收发数据。
具体实施例8
在具体实施例 7的基础上，所述方法还包括，当卫星定位模式无法获取当前标签所在的地理位置信息时，切换为基站定位模块，通过移动通信模块获取当前标签所在的地理位置信息并发送到监控服务平台。
具体实施例9
在具体实施例1到8之一的基础上，所述方法还包括，所述监控服务平台收到RFID标签上传的位置信息后，调用电子地图，并将所述地理位置信息描绘成轨迹信息后以实时动态视屏的形式在监控服务平台上进行显示。
具体实施例10
在具体实施例1到9之一的基础上，在本具体实施例中，所述蓝牙便携终端为蓝牙手环，佩戴于物品运输人员手腕。在本具体实施例中，如图3所示，RFID手环包括通讯模块、报警模块和中央处理模块：RFID通讯模块完成与RFID标签之间实时射频信号通信的功能；报警模块是声光电的报警装置，分别有LED灯、马达以及蜂鸣器；中央处理模块是RFID手环的处理核心，负责协调各个模块的工作，根据与RFID标签实时通信，获得是否超距或者是否破坏的信号，决策是否立即启动或终止报警。
在本具体实施例中，监控服务平台选用主流的网络服务器配置，保证高实时性和高并发性等要求。监控服务平台包含数据接收模块、数据处理模块、数据存储模块和数据查看模块：数据接收模块主要提供接收网络中传输的数据的接口和能力；数据处理模块是完成RFID标签上报信息的处理，包括指定格式的信息解析、标签异常位置信息表的更新；数据存储模块负责存储RFID标签的异常轨迹和状态信息；数据查看模块是为用户提供关于RFID标签状态及异常情况查看的功能。
具体实施例11
在具体实施例7到10之一的基础上，所述卫星定位模块为GPS和或北斗定位模块。

Claims (10)

1.一种基于有源RFID技术的便携防丢方法，具体方法为：将RFID标签和RFID便携终端进行配对设定，确保只有配对的设备间可完成通信；RFID标签与被保护的物品绑定；RFID标签实时检测RFID便携终端所发出的信号的信号强度，并将信号强度转换为距离值，并与系统所设定的安全距离阈值进行比较；当RFID标签检测到RFID便携终端的相对距离大于安全距离阈值时，RFID标签发送信号给RFID便携终端向携带者发出告警信号； RFID标签启动内部的定位模块，记录下当前标签所在的地理位置信息并发送到监控服务平台；并且，在物品丢失期间，RFID标签以固定时间频率向后台发送当前的位置信息。
2.根据权利要求1所述的便携防丢方法，RFID标签和RFID便携终端将各自的ID信息写入所配对的设备Flash中，确保只有配对的设备间可以完成通信。
3.根据权利要求1所述的便携防丢方法，判断RFID便携终端检测到RFID标签的相对距离是否大于安全距离阈值的具体方法为：RFID标签实时检测RFID便携终端的信号，获取当前RFID便携终端的信号强度，结合前N次的信号强度记录，形成一条趋势曲线，从中提取曲线的倾斜特征；将新得到的斜率特征与预先植入所述的RFID标签中的斜率特征进行比较，从而区分出所述RFID标签和RFID便携终端是正常超距还是由于人体遮挡而导致的超距假象；对于正常超距的情况，及时将信号强度转换成距离值；否则继续监测RFID手环的实时信号强度，随着后续信号强度变化趋势的稳定，强度的曲线斜率将回归到平缓范围内，此时再将信号强度转换成距离值；所述N为大于等于2的自然数。
4.根据权利要求1所述的便携防丢方法，所述方法还包括，当RFID便携终端无法检测到与RFID标签之间的信号时，向携带者发出告警信号。
5.根据权利要求1所述的便携防丢方法，所述方法还包括，RFID便携终端向携带者发出告警信号后，在设定时间阈值内，若所述RFID标签检测到RFID便携终端的相对距离小于等于安全距离阈值，则终止告警；否则，再实施RFID标签启动内部的定位模块，记录下当前标签所在的地理位置信息并发送到监控服务平台的步骤。
6.根据权利要求1所述的便携防丢方法，所述定位模块为移动通信模块，采用基站定位模式获取当前标签所在的地理位置信息并通过移动通信的方式，以数据流量的形式将地理位置信息发送到监控服务平台。
7.根据权利要求1所述的便携防丢方法，所述定位模块包括卫星定位模块和移动通信模块，采用卫星定位模式获取当前标签所在的地理位置信息并通过移动通信的方式，以数据流量的形式将地理位置信息发送到监控服务平台。
8.根据权利要求7所述的便携防丢方法，所述方法还包括，当卫星定位模式无法获取当前标签所在的地理位置信息时，切换为基站定位模块，通过移动通信模块获取当前标签所在的地理位置信息并发送到监控服务平台。
9.根据权利要求1所述的便携防丢方法，所述方法还包括，所述监控服务平台收到RFID标签上传的位置信息后，调用电子地图，并将所述地理位置信息描绘成轨迹信息后以实时动态视屏的形式在监控服务平台上进行显示。
10.根据权利要求1到9之一所述的便携防丢方法，所述RFID便携终端为RFID手环。
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