Uso de etiquetas RFID para supervisar la seguridad del hogar

Para simplificar su instalación y operación, los sistemas de seguridad domésticos modernos deben poder monitorear sus entornos de forma inalámbrica. Esto incluye el monitoreo de la seguridad del perímetro, la detección de intrusos, así como la seguridad de áreas sensibles dentro del hogar, como contenedores de medicamentos, cajas fuertes u otros lugares donde se esconden objetos de valor.

Si bien el monitoreo de video es posible, requiere un procesamiento y análisis de imágenes sofisticado para detectar actividades no autorizadas y también genera preocupaciones sobre la privacidad. Los sensores de movimiento convencionales eliminan el problema de la privacidad, pero requieren una fuente de alimentación y componentes electrónicos de soporte, que aumentan el costo de la lista de materiales del producto. Los detectores de movimiento también requieren algún tipo de interfaz cableada o inalámbrica para transmitir la salida del sensor a la nube. En muchos casos, las cámaras y los detectores de movimiento requieren una instalación profesional, lo que los hace antieconómicos para muchas aplicaciones sensibles a los costos.

Este artículo presenta una solución alternativa más adecuada a las necesidades de muchos consumidores y pequeñas empresas:el uso de la tecnología de etiquetas RFID para habilitar sistemas de seguridad para el hogar de bajo costo, sin baterías y fáciles de instalar.

Las etiquetas RFID se pueden utilizar como base para una serie de sensores de seguridad robustos. Se puede fabricar un detector de movimiento integrando la etiqueta RFID con un interruptor de lengüeta. Asimismo, se puede fabricar un detector de eventos de choque sustituyendo el interruptor de lengüeta por un interruptor de choque. En ambos casos, el interruptor del sensor está conectado entre los dos terminales de la antena y también los dos terminales del chip RFID. En esta configuración, la operación de la etiqueta RFID se habilita o deshabilita según el estado ENCENDIDO o APAGADO del interruptor.

Los sensores brindan una solución compacta y de bajo costo para el sistema de monitoreo de seguridad que se muestra en la Figura 1. Las etiquetas RFID equipadas con sensores de movimiento se pueden colocar en la ventana, la puerta y la caja fuerte, mientras que una etiqueta de detección de golpes se puede colocar en el medicamento. caja. Un lector de RFID comercial tiene dos funciones:a) detecta cualquier sensor que haya sido puesto en su estado activo por su interruptor de detección de movimiento o impacto b) el lector también inunda el área con radiación de RF de baja potencia que alimenta las etiquetas cuando se activan . Dado que cada etiqueta RFID tiene su propia identificación única, el lector RFID sabe dónde ocurre la actividad detectada. Una vez capturados, los datos de la actividad se pueden transmitir a la nube para su análisis y, cuando corresponda, notificar al usuario a través de un teléfono inteligente o una alerta por correo electrónico.

Figura 1. Monitoreo de seguridad mediante etiqueta RFID.

Principios de funcionamiento del sensor

Los diagramas funcionales de la Figura 2 ilustran los mecanismos de funcionamiento del sensor de impacto y del sensor de movimiento.

Figura 2. Un sensor de impacto se compone de un chip RFID, una antena y un sensor de impacto (a). En su estado normal (sin perturbaciones), la bola de metal pone en cortocircuito los dos contactos del sensor de impacto (b). Cuando se perturba el sensor, su bola de metal ya no pone en cortocircuito los dos contactos, lo que permite que la antena reciba energía para el chip RFID y transmita su señal (c). Un sensor de movimiento está compuesto por un chip RFID, una antena y un interruptor de lengüeta (d). En su estado normal, el interruptor de lengüeta se mantiene en su estado ON mediante un imán colocado cerca. Esto cortocircuita la antena, evitando que el chip RFID reciba energía (e). Cuando se quita el imán, el interruptor de lengüeta pasa a su estado APAGADO, lo que habilita el dispositivo RFID (f).

Detector de golpes

Como se indicó anteriormente, el sensor de impacto consta de un chip RFID y una antena, como se muestra en la Figura 2a. El interruptor de choque se compone de una cavidad y una pequeña bola de metal que rueda por dentro. Cuando el interruptor de choque se coloca en posición vertical, la bola rueda sobre los dos contactos conductores que sobresalen de la cavidad, creando una ruta conductora (Figura 2b). Si el sensor se inclina hacia otra dirección, los contactos se desconectan, lo que constituye un medio sencillo para detectar movimiento u orientación. Cuando se utiliza como sensor de seguridad, el interruptor de choque se conecta entre los dos terminales de la antena y se coloca en posición vertical, de modo que los cortocircuite en su posición pasiva. El cortocircuito resultante rompe la coincidencia de impedancia entre el chip RFID y la antena, evitando que la etiqueta RFID irradie una señal. Si el sensor de impacto está inclinado, la bola de metal se mueve fuera de los contactos, lo que permite que la etiqueta RFID reciba energía e irradie una señal, que luego es leída por el lector RFID.

Sensor de movimiento

El sistema de sensor de movimiento que se muestra en la Figura 2d consta de un chip RFID, una antena, un interruptor de lengüeta y un imán. Un interruptor de láminas se compone de dos contactos de láminas de metal flexibles ferromagnéticos en una cavidad de vidrio sellada. Los dos contactos del interruptor están normalmente abiertos, hasta que la presencia de un campo magnético hace que se cierren (Figura 2e). Cuando el sensor se mueve fuera de la proximidad del imán, sus contactos vuelven a la condición original abierta como en la Figura 2f, habilitando así el chip RFID y alertando al lector que la etiqueta se ha movido. Esto se ilustra en la Figura 1 donde, por ejemplo, la etiqueta RFID con el interruptor de lengüeta se coloca en la ventana y el imán se coloca en la pared cerca de la etiqueta RFID. Cuando la ventana está cerrada, el imán mantiene el interruptor de lengüeta en una posición cerrada, desviando así la antena y manteniendo el chip inactivo. Cuando la ventana se mueve hacia arriba o hacia abajo, el imán ya no está lo suficientemente cerca para mantener cerrado el interruptor de lengüeta. En este punto, el interruptor de lengüeta vuelve a su posición abierta y la etiqueta RFID se activa.

Sensores tontos, sistema inteligente

Dado que cada etiqueta RFID tiene su propia identificación única, puede correlacionarse con el objeto o la ubicación específicos que se están monitoreando. Esta información puede ser utilizada por el lector RFID o la aplicación de seguridad basada en la nube para comprender más sobre la naturaleza del evento, incluida la identificación de la cantidad de posibles intrusos, dónde se encuentran y hacer algunas inferencias sobre sus actividades. Dicho análisis también puede reducir la cantidad de falsas alarmas causadas por mascotas u otras perturbaciones benévolas.

La tecnología RFID es una herramienta prometedora para crear sistemas de seguridad robustos, confiables y de bajo costo. Las etiquetas son fáciles de instalar y no requieren baterías, lo que garantiza su confiabilidad a largo plazo. Sin embargo, en las aplicaciones del mundo real, se debe tener cuidado para garantizar que los lectores de RFID estén colocados para brindar una cobertura completa del área bajo vigilancia. La comercialización también requerirá el desarrollo de lectores RFID "inteligentes" que puedan realizar al menos la primera capa de procesamiento de la actividad producida por las etiquetas RFID.

>> Este artículo se publicó originalmente el nuestro sitio hermano, EDN.