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

雖然視頻監控是可能的，但它需要復雜的圖像處理和分析來檢測未經授權的活動，并且還會引起對隱私的擔憂。傳統的運動傳感器消除了隱私問題，但它們需要電源和支持電子設備，這增加了產品的 BOM 成本。運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，攝像機和運動檢測器需要專業安裝，這使得它們對于許多成本敏感的應用來說并不經濟。

本文介紹了一種更適合許多消費者和小型企業需求的替代解決方案：使用 RFID 標簽技術實現低成本、無電池且易于安裝的家庭安全系統。

RFID 標簽可用作一系列堅固安全傳感器的基礎。可以通過將 RFID 標簽與簧片開關集成來制作運動檢測器。同樣，可以通過用簧片開關代替震動開關來制造震動事件檢測器。在這兩種情況下，傳感器開關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 標簽的操作根據開關的 ON 或 OFF 狀態啟用或禁用。

這些傳感器為圖 1 所示的安全監控系統提供了一種低成本、緊湊的解決方案。配備運動傳感器的 RFID 標簽可以貼在窗戶、門和保險箱上，而震動感應標簽可以貼在藥物上盒子。商用 RFID 閱讀器有兩個功能：a) 它檢測通過其運動或震動感應開關進入其活動狀態的任何傳感器 b) 閱讀器還用低功率射頻輻射淹沒該區域，當標簽被激活時為標簽供電. 由于每個 RFID 標簽都有自己的唯一 ID，因此 RFID 閱讀器知道檢測到的活動發生在哪里。一旦捕獲，活動數據可以傳輸到云端進行分析，并在適當的時候通過智能手機或電子郵件警報通知用戶。

圖 1. 使用 RFID 標簽的安全監控。

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)。在其正常（未受干擾）狀態下，金屬球將沖擊傳感器 (b) 的兩個觸點短路。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 RFID 芯片的電源并傳輸其信號 (c)。運動傳感器由 RFID 芯片、天線和簧片開關 (d) 組成。在其正常狀態下，簧片開關通過附在附近的磁鐵保持在其 ON 狀態。這會使天線短路，從而阻止 RFID 芯片接收功率 (e)。當磁鐵被移除時，簧片開關轉換到其關閉狀態，從而啟用 RFID 設備 (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。震動開關由一個空腔和一個在里面滾動的微小金屬球組成。當沖擊開關豎直放置時，球滾到伸出空腔的兩個導電觸點上，形成導電路徑（圖 2b）。如果傳感器向另一個方向傾斜，則觸點斷開，從而成為檢測運動或方向的簡單方法。當用作安全傳感器時，震動開關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 標簽輻射信號。如果震動傳感器傾斜，金屬球會從觸點上移開，

運動傳感器

圖 2d 所示的運動傳感器系統由 RFID 芯片、天線、簧片開關和磁鐵組成。簧片開關由密封玻璃腔中的兩個鐵磁柔性金屬簧片觸點組成。開關的兩個觸點通常是打開的，直到磁場的存在導致它們關閉（圖 2e）。當傳感器移出磁鐵附近時，其觸點返回到圖 2f 中的原始打開狀態，從而啟用 RFID 芯片并提醒閱讀器標簽已被移動。如圖 1 所示，例如，帶有簧片開關的 RFID 標簽貼在窗戶上，磁鐵貼在 RFID 標簽附近的墻上。當窗戶關閉時，磁鐵將簧片開關保持在關閉位置，從而分流天線并使芯片保持不活動狀態。當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關閉。此時，簧片開關恢復到打開位置，RFID 標簽變為活動狀態。

RFID 技術是一種很有前途的工具，可用于創建強大、可靠和低成本的安全系統。標簽易于安裝，不需要電池，確保其長期可靠性。然而，在實際應用中，必須注意確保 RFID 閱讀器的位置能夠提供對監控區域的完整覆蓋。商業化還需要開發“智能”RFID 閱讀器，該閱讀器至少可以對 RFID 標簽產生的活動進行第一層處理。

審核編輯 黃昊宇