.武漢肺炎之後的工作場所安全和門禁控制系統

COVID-19: The Impact on Workers 



SWIFTLANE


大多數美國工人在外出工作時,感到不安全,並擔心武漢肺炎大流行的情況將變得更糟。在獲得可用的治療方法之前,我們對如何阻止致命病毒傳播有了更多的了解,企業仍然容易遭受疾病爆發、曠工、動機低下,以及生產力低下的風險。


如果經濟要恢復到大流行前的成長率,則必須重新考慮,改進和提高工作場所的安全性。工作場所將需要根據世界衛生組織,疾病預防控制中心和其他當局提供的一般指導方針和指示,適應其特定的商業環境;並採取預防措施,保護工人和社會免受感染的威脅。


實體門禁控制系統,可以在執行新法規,和使每個人的工作場所安全的過程中,發揮重要作用。讓我們仔細研究一下武漢肺炎,如何影響工作場所的安全性,以及辦公樓有效應對危機,所需的門禁控制系統的類型。



武漢肺炎如何影響安全性

辦公室和封閉的工作區,極有可能爆發武漢肺炎。衛生當局已通過執行以下準則,使雇主有責任制止或減緩,其辦公室中冠狀病毒的傳播。


社交距離:員工和客戶在工作期間,始終應保持 6 英尺(或 2 米)的人際距離。


遠端工作:應啟用並鼓勵員工在家工作。


健康與衛生:建議採取以下步驟,來保持工作場所的健康:


.應建立經常的清潔和消毒程序。


.應避免使用共享的公共觸摸表面,例如辦公室門禁鍵盤或指紋掃描機。


.雇主應確保工作場所通風良好,並按要求使用適當的個人防護設備或戴口罩


經常洗手:雇主負責放置洗手液分配器,並提供洗手區。


積極的健康監測:最新的 CDC 指南,使雇主有責任進行日常健康檢查,並在所有僱員進入工作場所之前,對所有僱員進行發燒和其他武漢肺炎症狀檢查。


消除危害:應對工作場所進行危害評估,以辨識可能導致冠狀病毒傳播的工作流程和工作場所。在確定危害之後,應使用工程控制、管理控制和 PPE 的適當組合,來消除或減少危害。


應急程序:制訂應急計劃和隔離或隔離程序,以阻止爆發風險。



為什麼過時的門禁控制不起作用

實體門禁控制可以幫助執行,大多數新的工作場所安全和安全協議 - 我們並不是指傳統的門禁控制系統,例如鑰匙卡、智慧鑰匙,生物指紋掃描機和 PIN 鍵盤。


免手動解鎖

這些系統仍在許多工作場所中使用,但是它們的局限性,使其不適用於 COVID-19 之後的工作場所。與過時的門禁控制方法相關的一些風險如下:


.細菌可以粘在塑料鑰匙卡上並隨身攜帶

.鑰匙卡易於複製並且存在隱憂

.如果沒有到工作場所就不能發行或吊銷離岸價格和鑰匙卡

.當辦公室關閉時,授予消毒人員門禁權限,可能是個問題

.無法更新門的時間表和工作時間

.本地伺服器上託管的安全系統無法遠端訪問

.冠狀病毒可以在門把手,基於接觸的生物辨識掃描機和數字鍵盤上保持存活數小時


武漢肺炎大流行前的門禁系統,已經在引入智慧手機訪問,以及後來的臉部辨識的門禁系統之後消失了。 COVID-19 加快了舊系統的淘汰,並加快了臉部辨識和智慧手機門禁控制的採用。



現代門禁控制系統和工作場所安全

這些現代的門禁控制方法,可以幫助雇主創建和管理更安全的工作場所,方法是幫助實施 COVID-19 相關法規,並遠端監控安全措施,而無需現場安全人員。以下是現代門禁控制可以幫助改善工作場所安全性的一些方法。


實施社會距離

使用視頻監視系統,安全團隊可以立即監視工作場所,並確定人們進入工作場所或工作期間是否保持6英尺的距離。 Swiftlane的面部識別訪問控制系統也可以用於在危害評估過程中識別出的高風險區域的視頻監視。人臉識別訪問控制還可以用作視頻對講機,使前台員工可以與訪客遠程對話。


現代訪問控制由人工智能驅動,使其高度可定制。該系統可以編程為在違反社交距離最小值時發出聲音警報或發出通知。


遠端安全管理

現代的門禁控制系統是由雲管理的,這意味著您可以隨時隨地授予或撤消權限,修改可門禁的時間表,以及更改權限級別。因此,如果您在星期天的下午知道,一個重要的代表團將在第二天早上到達,則可以預先授權代表透過手機進入家中。該系統消除了發行鑰匙卡或密鑰卡時,對身體或面對面互動的依賴。


COVID-19 爆發,以及人們的心理和財務狀況,可能會導致工作場所安全風險。使用雲端的門禁控制,安全團隊可以立即鎖定或解鎖,建築物的任何特定門或區域,以應對安全威脅。在收到人力資源部門的請求後,安全團隊可以撤回對解僱或患病員工的許可。


非接觸式門解鎖

重返工作崗位的人們,可能會避免使用鍵盤、觸控螢幕或指紋掃描機之類的常用接觸表面。臉部辨識門禁控制允許使用者,僅看臉部閱讀器即可解鎖門。用 Swiftlane 的非接觸式門禁控制代替傳統的門禁控制方法,是應用工程控制使工作場所,更安全地訪問和進入的完美示例。



可擴展性和標準化

借助雲端運算,Swiftlane 和其他遠端門禁管理系統,可以擴展到多個位置而不會遇到麻煩。硬體需要最少數量的 LV 電纜來安裝,並且可以在大多數位置一天內,啟動並運行。可以從單個行動或桌面介面管理所有位置的授權,吊銷和修改。該系統允許企業跨地區、國家和地區,創建和實施標準化的安全和門禁控制策略。


兩要素認證

伺服器機房,隔離室,PPE 儲存,以及工作場所的其他敏感區域,可能需要額外的安全性,可以透過啟動兩因素身份驗證,來啟用這些安全性。


僅限智慧手機的門禁控制系統,依靠使用者的智慧手機、攝影機和指紋掃描機,來實現兩因素身份驗證。諸如 Swiftlane 之類的下一代臉部辨識門禁控制系統,還具有智慧手機解鎖功能,並基於臉部和行動憑證,提供更強大的雙重身份驗證。


Swiftlane 健康檢查

在封鎖期間,Swiftlane 安全團隊一直忙於,圍繞工作場所安全場景的巨大變化,來武裝自己的手臂。我們的開發人員和工程師一直在努力將新標準轉變為適用於COVID-19之後工作場所的切實可行的訪問控制解決方案。我們創建了一個健康和安全模塊,該模塊使用面部識別和智能手機訪問控制來幫助執行許多新法規。


Swiftlane Health Check通過實施溫度檢查,容量計劃,錯開的時間表和健康公告,來提供安全返回工作的工具。


.員工在進入辦公室之前,可以進行自我發燒檢查,並透過健康檢查報告,與 COVID 相關的症狀

.人力資源和安全團隊可以計劃和實施能力限制,以保持社會距離;並可以創建,交流和實施交錯的時間表以進行遠程或輪班工作

.安全團隊可以發佈公告,為員工發布重要的安全更新,並管理 PPE 的庫存和分發



前進的道路

1918 年的流感大流行,是最近歷史上最嚴重的大流行,在世界範圍內奪走了至少 5000 萬人的生命。那時,工人無法使用現代醫療設施,而工作場所使用金屬鎖和鑰匙進行門禁控制。今天,醫學科學已經走了很長一段路,門禁控制技術也是如此。現代門禁控制系統,尤其是智慧手機和臉部辨識系統,在檢查感染傳播,和執行與 COVID-19 相關的工作場所安全法規方面,可以證明極為有效。


Swiftlane 結合了兩者的功能,並添加了自定義的運行狀況模組,使所有人的返回工作更安全,更輕鬆。請與我們的團隊聯繫,以了解有關重返工作,並安裝 COVID-19 安全工作場所安全和門禁控制系統的更多資訊。


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.智慧型攝影機可很快檢查,你是否有保持社交距離並戴著口罩

Coronavirus masks: How AI technology is detecting mask wearing and fevers 



FAST COMPANY



美國很多公司競相建立監視系統,以監視室內空間,是否有過多的人群和沒有戴口罩的人。


想像一下,拉到一家超市,看到外面的數位看板上有一個大紅色數字。這個標誌不是在誘使您進入銷售價格,或特價促銷活動,而是在估計內部人員之間的距離。


看起來似乎匪夷所思,現在至少有三家公司競相建立監視系統,以使在冠狀病毒大流行期間,可能出現這種情況。他們希望透過將傳統的安全攝影機,與人工智慧相結合,希望辨識出人們之間的距離太近,或沒有戴口罩。這樣,人們可以做出更明智的外出決策,而雇主可以弄清楚如何創建更安全的工作環境。


Mahesh Saptharishi 說:「你已經聽說過'Waze for 佔用和人員流動’,而不是車輛流動,不僅是自我報告,還包括自動報告不同室內位置,和公共區域人員的流動資訊。」摩托羅拉解決方案的 CTO,正在開發這種系統。 「我認為這將變得越來越普遍,直到人們感到足夠安全為止。」


超越發燒檢測

到目前為止,大多數冠狀病毒的監視宣傳都集中在熱像儀上,熱像儀使用紅外線感測器來挑選可能發燒的人。美國影像監控行業網路媒體 IPVM 的創始人約翰·霍諾維奇(John Honovich)表示,從 1 到 10 的比例,對發燒攝影機的興趣「就像 110,完全超出了預期。」


不過,溫度感應攝影並不是萬能藥。霍諾維奇(Honovich)和其他幾位專家說,該技術可能不準確,並且 IPVM 指控一家供應商偽造了部分行銷手段。此外,對於沒有症狀的冠狀病毒攜帶者,發燒檢測根本沒有幫助。對無症狀 COVID-19 病例的估計比例,為感染者的 25% 至 80%。


Saptharishi 說:「發燒檢測之類的東西可能會有用,但是如果人們一開始沒有社交距離,也沒有戴口罩,那將無法預防。」


隨著越來越多的州推動重新開放,某些業務並開放在家中接訂單,監控業者正在開發技術,來幫助加強社交距離。例如,摩托羅拉(Motorola)的 Avigilon 子公司,正在為其最新一代的安全攝影機開發軟體,該軟體可以檢測人們之間,何時站得太近,或沒有戴口罩。



科學家建議間隔至少六英尺,以減少透過空氣中的微粒感染病毒的風險。透過確定人們違反這些準則的熱點,樓宇建築中的管理人員,可以弄清楚如何佈署他們的商店和工作空間,並可以避免同時派遣太多人。


摩托羅拉希望在 6 月底開始為辦公室和工廠,主要佈署該解決方案,儘管超級市場和零售店也可以使用該技術。


「許多設施管理人員,現在必須做出的假設是,每個進入設施的人都是 COVID 陽性的,那麼如何減少感染呢?」 Saptharishi 說。


衡量差異的競賽

摩托羅拉並不是唯一的一家,希望透過 AI 監視來加強社交距離的公司。總部位於聖馬特奧的 Camio,還建立了一個系統,來檢測人們何時聚集得太近或沒有戴口罩。摩托羅拉的系統需要特定的攝影機並可以離線運行,而 Camio 的產品則可以透過雲端的軟體,與任何安全攝影機配合使用。


卡特·馬斯蘭(Carter Maslan)是前 Google Maps 產品總監,現在是 Camio 的首席執行官。他說,社交距離產品是「戰時重用」的故事。 Camio 最初開發該產品,是為了檢測企業中的「尾隨」情況,其中一個人刷了一張門禁卡,其他幾個人則躲到了後面緊跟隨著。透過在 3D 空間中繪製網格,Camio 可以確定人們何時站得太近,然後將這些圖像顯示在可搜索的數據庫中。



Maslan 說:「讓人難以置信的距離,真是令人驚訝。」 「這完全不自然。 您必須在地板上貼膠帶以提醒他們,或在入口的前庭外面放下錐形盆。」



像摩托羅拉一樣,Camio 的目標工廠和辦公室,必須決定如何分配員工空間,以及在哪裡放置社交距離標誌,但是它也試圖進入更多面向公眾的領域。例如,康乃狄克州的一個高速公路休息區,將測試一種在人群密度過高時,關閉車子入口的系統。


Camio 正在與墨西哥城的一家 IT 整合公司 Sabio Solutions 合作,開展其他幾項舉措,其中包括針對零售店的解決方案,向遊客發出警告,警告其內部擁擠的程度。


Sabio Solutions 的首席執行官 James Siojo 描述了一個「社交距離因素」,該分數實質上是根據人與人之間的距離(透過 Camio 的算法測得),和戴著口罩的人的百分比,得出的分數。每個組織將負責設置它,認為危險的臨界值,並且所得的分數,及其相關的顏色編碼,可以幫助人們決定是否去商店。這將給員工施加一定壓力,迫使他們保持社交距離。


Siojo 透過電子郵件說,他看到墨西哥大型零售商的「濃厚興趣」,但尚未簽署任何協議。


卡米歐的卡特·馬斯蘭(Cario Maslan)說:「人們在採取,等同於公共衛生安全警告的方式時,確實在創新,你可以在其中,決定它是否在風險承受範圍內。」


同時,一個名為 NICE 聯盟的攝影機技術供應商聯盟,正在建立自己的平台,以檢測社交距離,使用口罩和檢測溫度,同時最大程度地減少發送到雲的數據量。 


NICE 的系統會在本地分析,傳入的影像資料,以確定是否有人在場,然後根據需要上載素材進行進一步處理。


「周圍沒有人時,我們不會收集數據,也不會對其進行分析。NICE 成員 Scenera 的首席執行官 David Lee 說,這不僅使事情變得高效,而且使事情變得低成本。」


Lee 希望該解決方案將吸引小型企業,並正在與無線營運商進行談判,以將其與現有手機的監視產品捆綁在一起。他還努力推動電梯管理公司的採用,並說正在與特拉維夫市進行討論,以監視公共交通和學校。NICE 的目標是在第三季初啟動其平台,但尚未就佈署該技術達成任何協議。



輕觸執行

IPVM 創始人  John Honovich 表示,該技術有可能被超賣。


儘管任何 AI 攝影機系統,都非常容易檢測到口罩,但是某些攝影機可能無法以合適的角度設置,來確定人與人之間的距離。他們也可能被一群不需要分開的人拋棄,例如家人一起散步。同樣值得注意的是,距離本身並不能完美代表安全性。病毒顆粒可以傳播超過六英尺,並且接觸時間,也是這些系統也必須考慮的問題。


霍諾維奇說:「很難正確地進行分析,而對其進行管理的後勤工作,也很難正確實施。」


監視人群密度的設施,也有遭受反彈的風險,尤其是在美國,那裡的社會距離執法緊張局勢已經開始蔓延。日前,在密西根州弗林特市,兩名男子因口罩使用發生爭執,而被指控謀殺一名在 Family Dollar 商店的保全人員。


在紐約市,警察因違反紐約市的指導方針,而被指控不當地針對黑人和拉丁裔居民。同時,封鎖示威者故意在集會上聲稱自己的自由受到侵犯的集會上避免了社會疏遠。


儘管如此,調查顯示,絕大多數美國人(根據政治諮詢機構/晨諮詢公司的一項民意調查顯示,這一比例為 73%)即使不以經濟為代價,也繼續支持社交隔離。如果商店想說服顧客進來,他們可能必須對風險保持現實。


摩托羅拉(Motorola)的 Mahesh Saptharishi 說:「這是給(客戶)預先通知,或提供一些高級的資訊,以便他們可以在生活中做出更慎重的決定。」


減輕人們對隱私的擔憂,可能會更加困難,但是 Saptharishi 指出,人工智慧監視可以在某種程度上保護隱私。在辦公室,經理們不必親自檢查大量的攝影機鏡頭,而更明智的主動措施,可以幫助減少因工人之間的社交隔離,而引起的直接對抗。


Saptharishi說:「理想情況下,我們不希望定期查看太多信息,因為那樣的話,員工和客戶會感到不舒服,因為要定期查看他們。」


無論如何,建構這些解決方案的公司,都認為我們不會看到政府強制對公司進行監視的任何內容。正如卡米歐(Camio)的卡特·馬斯蘭(Carter Maslan)所言,可以證明其社交距離策略的企業,可能會更好地免受責任索賠的侵害,而商店也更有可能吸引人們回訪。


換句話說,已經有足夠的動力,來鼓勵進行社會距離監視。馬斯蘭(Maslan)說,他不得不僱用更多人員來跟上查詢。


他說:「如果您希望員工安全,並希望消費者充滿信心,那麼作為經理,您想知道自己是否有問題。」



.為新冠病毒後的零售市場做準備

How the COVID-19 pandemic 

could change the retail industry



SMARTCITIES DIVE


COVID 後持續存在的趨勢,將要求徹底的基礎架構變更,這遠遠超出了城市或零售商單獨實施的能力。



城市規劃人員和零售商,都在瘋狂地嘗試預測,將在 COVID-19 大流行的另一面,出現的趨勢和行為。 但是,從危機演變而來,並不是什麼新鮮事:一些城市最有影響力的基礎設施改進,和行為源於過去的流行病。


1890 年代霍亂和傷寒的肆虐,為我們帶來了公共垃圾收集,室內管道和城市污水處理系統。 大約在同一時期,結核病的流行,使公眾隨地吐痰,在社會上是不可接受的。


甚至阿拉斯加的艾迪塔羅德(Iditarod)比賽,也受到了狗拉雪橇接力賽的啟發,該接力賽在白喉病暴發期間,提供了藥物。


在我們看到 COVID-19 的全部影響之前,可能需要幾個月,甚至幾年。 但是,透過研究已經獲得動力的趨勢,我們可以一窺零售商和城市如何發展。



作者在零售行業工作了二十多年,所以他看到了很多類似的東西。例如,直接面向消費者的,僅在線上業務模式的興,起對全球零售業來說是一個巨大的轉變。購物者突然有了選擇的餘地,零售商的競爭比他們想像的要多。


如今,在網路線上購買,店內提貨(BOPIS)模式,已成為零售商在這種流行病中,生存並茁壯成長的當務之急。送貨上門也正進入黃金時代。


在 COVID-19 之前,由於即時購物的警鐘聲,網路線上購物在各個領域都激增。為了爭奪市場佔有率,零售商急於提供更快的交付選項,2019 年將成為一個轉折點。


沃爾瑪開始提供,當日雜貨送貨的年度會員資格; Amazon Prime 和 Target 擴大了一日和當日交付;其他零售商則趕緊效仿。實際上,增加交貨量是直接面向消費者的零售的福音,僅在去年,這種零售就佔了消費者包裝商品銷售程長的 40%。


儘管許多購物者,最初拒絕在網路上購買雜貨,但他們了解到在網路上訂購,可以節省時間 - 全球隔離檢疫使這種趨勢猛增。今年 3 月,Instacart、Walmart Grocery 和 Shipt 的行動訂單應用下載量,分別成長了 218%,160% 和 124%。



COVID-19 使我們跨越了較晚的採用者,從而使快速交付成為永久的行為改變,這不是新趨勢的誕生。它只是在加速已經已經不可避免的事情。在接下來的十年中,當購物者想到諸如 Target 之類的商店時,他們將想像其網站,而不是其實際位置。我絕不會預測實體書的結尾,但是零售業務模式,將轉變為使數位,成為展會的明星。


但是,交付量的快速成長,超過了它所帶來的眾多環境效益中的任何一項 - 並有望對我們的城市造成嚴重破壞。這暴露了一個黑暗的事實,使城市規劃人員和零售領導者無法入夜:我們的城市街道,並非目的在應付如此大量的送貨。


大多數城市都是使用一個世紀前的,居民出行指標設計的,而不是當今技術領先,交付推動的世界的現實。僅在紐約市,每天就交付超過 150 萬個包裹,從而導致僵局和污染。


同樣,商店和購物中心的設計,也不適合路邊取貨。社區向市民領袖抱怨,每天有大量的送貨車,沿著居民街道行駛,缺乏停車位,單向街道和狹窄的小巷只會加劇問題。


零售商仍在努力適應,不斷變化的消費者期望。改變零售業務模式,需要付出巨大的代價:增加分銷中心,改變從商店發貨的營運,處理更高的產品退貨,以及擴大物流–更不用說基礎設施和技術升級的成本,這對於履行在網路上的訂單相當重要。但是,如果他們現在不進行這些更改,那麼成本就是長期的銷售損失。



大流行後出現的行為,將需要徹底改變基礎設施,而不僅僅是城市或零售商迅速實施的能力,而且每個人都會感受到負面影響。為了解決這種情況,零售商可以與當地的便利店合作,以運送貨物進行取貨,從而減少住宅街道上的交通。商業業主還可以幫助品牌商和零售商,在社區附近建立微型配送中心。


去年,Prologis 在西雅圖建立了美國第一個三層樓的倉庫,並設有通往高層的坡道。諸如 Happy Return 之類的公司,正在為產品退貨提供本地化的下車地點,然後將它們捆綁在一起,以可重複使用的袋子寄回零售商。克羅格(Kroger)與沃爾格林(Walgreens)合作,提供了更多便捷的雜貨店選擇。


紐約等城市也正在測試封閉,部分車輛通行道路,以為行人開放更多空間。隨著越來越多的偏遠工人的現實,城市規劃​​者必須探索增加步行道和自行車道,並適應社區內更多活動的方法。如果與大型品牌和零售商,以及附近的商店,一起進行這些更改,則可以減輕我們更健康的新行為的影響和成本。


在這場大流行的灰燼中,我們有潛力創建一個基礎設施,以改善生活品質,並增強社區意識。透過共同努力,城市,零售商和市民可以使用更幸福、更健康的基礎來重塑我們的世界。


.RFID 技術在物聯網應用中擁有巨大的潛力

RFID Technology for Achieving IoT/M2M



源:电子发烧友网

說到物聯網的歷史,有一項技術不得不提,那就是 RFID 技術。90 年代,美國麻省理工學院 RFID 研究機構 —— 自動辨識中心(Auto-IDCenter)的創始人,Kevin Ash-ton 教授提出了一個物聯網概念,他將物聯網定義為:把所有物品透過射頻辨識等資訊感測設備,與網路連接起來,實現智慧化辨識和管理。

雖然在這個定義中,把物聯網「感知」技術,局限在了 RFID 等為數不多的幾項測感技術中,和我們現在的理解有很大差異,但從中也看到了 RFID 技術在物聯網應用中的巨大潛力。

(注釋:麻省理工對物聯網的完整定義:透過射頻辨識(RFID)、紅外線感應器、全球定位系統、雷射掃描器等資訊感測設備,按約定協議,把任何物品透過物聯網域名相連接,進行資訊交換和通信,以實現智慧化辨識、定位、跟蹤、監控和管理。)

如果要問 RFID 技術的年齡,那需要回溯到二戰期間的歐洲。1940 年至 1941 年,納粹德國對英國挑起了大規模空戰(「不列顛空戰」)。由於空戰中德國的「BF-109」戰機,與英國的「颶風MK.I」、「噴火MK.I」戰機十分相似,所以英國皇家空軍首先在戰機上使用 RFID 技術,用來辨識出自家和盟軍的飛機。

而後幾十年間,RFID 技術被陸續用在了商業、農業等領域:在百貨店內做成電子標籤,用於防盜和結算;做成頸環、腳環套在動物身上,便於跟蹤研究;現在,高速公路上的 ETC 收費系統,已經成為了收費站的一種標配,它也是使用了 RFID 技術。如今 RFID 技術所涉及的行業領域,已經遠遠超出了人們當初的預計:包括農業、工業、支付、零售、公共事業、安控等等。

RFID技术在物联网应用中拥有巨大的潜力
(該圖摘自:《物聯網射頻識別(RFID)核心技術教程》)

RFID 技術定義
RFID 技術,屬於自動辨識技術中的電子標籤技術(自動辨識技術還包括「條碼/二維碼辨識技術」、磁卡辨識技術等等),是一種非接觸式的自動識別技術:通過射頻(無線)信號自動辨識目標對象(標籤)並獲取相關數據。在各類行業應用中,RFID 技術實現了採集實體對象數據的功能。

因為 RFID 具有無線信號辨識的特性,所以攜帶標籤的物體,在運動過程中也能夠被辨識,距離可以達到幾十米。

EPC/RFID 基本結構
在 90 年代之前,RFID 的應用並不連接到網路,電子標籤內的數據,都是企業或組織各自定義的。90 年代提出的物聯網概念,其實就是在 RFID 技術基礎上,融入網路技術,並規範標籤的編碼格式,建立跨越全球的、開放的 EPC(產品電子代碼)系統。EPC 系統和 RFID 技術相結合,被業內認為是物聯網雛形。

根據 RFID 技術結構,業內將 EPC/RFID 技術分成了兩個部分:「邊緣系統」和「軟體系統」。邊緣系統主要包括有電子標籤、讀寫器;軟體系統主要是指應用系統、韌體系統。雖然韌體系統屬於軟體系統,不過實質上其各有一部分在「邊緣」和「軟體」兩側系統中,介於邊緣系統和軟體系統之間。

如果將 EPC/RFID 技術架構,放在物聯網技術矩陣之中,可以將邊緣系統理解為「邊緣域」,而軟體系統理解為「雲端域」。在邊緣系統中,主要是由讀寫器採集電子標籤中物件數據,再通過韌體在網路中,轉譯並獲取映射數據,最後送至應用系統(高層軟體系統)。而應用系統,則負責資訊集中化的處理 --- 應用邏輯的實現。

然而,現今的很多 RFID 行業應用,基於成本和安全性的考量,依然沒有韌體和聯接網路的配置:數據在經過讀寫器讀取後,直接送至私有網路中的專用系統進行應用處理。(本文介紹的 RFID 技術,主要針對 EPC/RFID 系統,具有物聯網特性的 RFID 系統)

EPC/RFID 主要組件
1、電子標籤
電子標籤(Electronic Tag)也稱應答器或智慧標籤(Smart Label),其本質上是一個微型的無線收發裝置,主要由內置天線和晶片等電子元器件組成。通常情況下,電子標籤附著在待辨識的物品上,晶片中具有全球唯一的電子編碼(EPC編碼),是 RFID 邊緣系統中的數據源。應用中的大多數電子標籤不配置電源,直接透過無線信號獲取能量。

在 RFID 電子標籤最基本的元器件中,專用晶片主要用來儲存數據和實現控制功能,天線則用來感應無線信號接收能量,並收發無線電信號。一部分電子標籤自配電源,具備主動發射信號的能力。


2、讀寫器
讀寫器,也稱為閱讀器(Reader),用於讀取電子標籤中的內存信息,或者將資訊寫入電子標籤內。讀寫器既可以是獨立的終端,也可以嵌入在其他系統之中進行使用。讀寫器的硬體主要包括天線、射頻模組、控制器、網路通信模組、I/O 接口等組件。

天線和射頻模組,用於通過無線信號,向電子標籤發送或讀取數據;

控制器,即微處理器,作為讀寫器的「大腦」,控制設備各部件實現應用功能:獲取電子標籤數據,實現內部信號轉換,與外部系統通信。

網路通信模組,負責與雲端的數據通信,對上下行的數據進行封裝、解碼,實現路由轉送的功能。

I/O 接口,與其它系統內模組或外圍設備通信。

對於無源的 RFID 電子標籤,讀寫器需要具有啟動標籤的功能,即通過電磁波向電子標籤輸送能量。讀寫器的天線、射頻模組,在收到電子標籤傳來的資訊後,會交給控制器對標籤資訊進行初步處理(數據格式轉換等),而後會透過網路接口(外部網路接口、本地 I/O 接口)將其傳送到其它資訊處理設備。



3、RFID 韌體
RFID 韌體的誕生,一方面是為解決 RFID 應用系統中,各類設備和軟體(電子標籤、讀寫器、應用伺服器和操作系統)的異構問題,另一方面使得 RFID 應用更易於佈署:滿足海量數據處理、分布式計算、開發效率、成本控制等等的需要。
RFID 韌體將應用過程中的通用功能,進行封裝(源數據的採集/過濾/整合/傳送、互聯網路由解析和物品資訊查詢),形成標準的數據(結構化數據)和能力接口向外部開放。

資訊通過韌體,應用系統可以直接和讀寫器建立聯接,獲取電子標籤相關資訊,並在網路中查詢其關聯數據。RFID 韌體有效地降低了,應用的軟硬體架構與維護的複雜性,實現敏捷開發、輕載營運。

RFID 韌體功能,往往不是由一台實體設備實現的。各類 RFID 基本和拓展應用功能,通常需要多台相關設備(伺服器、網路設備),根據業務需求來佈署實現。RFID 韌體主要包括以下基本功能:讀寫器接口、網路訪問接口(公網訪問接口)、應用軟體接口、韌體功能模組。

讀寫器接口、網路訪問接口、應用軟體接口,分別對接到邊緣網路的終端和設備(電子標籤、讀寫器)、網路應用服務、內部專用應用系統。三個接口功能,實現了各方向上的信號連接和通信協議適配,並將數據集中到韌體功能模組中,做應用前的處理。

韌體功能模組是 RFID 中間件的核心控制單元,主要實現數據映射轉換、數據過濾、設備管理、業務控制、RFID 基本應用功能。其中,基本應用功能包括提供 EPC/RFID 的「名稱解析服務(IOT-NS)」和「資訊佈服務(IOT-IS)」。

RFID 韌體具有呈上其下的連接作用,提供 RFID 領域的基本工具、以及數據的格式轉換和封裝服務,並向外(網路)開放能力,具有典型的物聯網平台(Paas)特性。

目前,已經有許多科技巨頭實現了 RFID 韌體類型的物聯網平台的商業佈署,包括 IBM的「WebSphere」、微軟的「BizTalk RFID」、Oracle的「Xterprise」等等。

4、應用系統
EPC/RFID 技術使應用系統,可以連接到所有生產資料,進行集中化的設備管理和生產營運。

從技術原理來看,只要給實物對象(人、動植物、物品)一個唯一的 ID 標識號,就可以採用 RFID 進行資訊化的管理。這個對象,可以是工作證、會員卡(標識「人」),也可以是腳環、頸套(標識「動物」),亦可以是汽車、快遞盒(標識「物品」)。企業內的各類生產資訊系統,都可以透過整合 RFID 技術,提高生產流程的「透明度」和「精細度」,提升監控管理的「即時性」和「準確性」,並實現各系統間、企業間的資訊共享和互動,擴展應用邊界、形成產業生態。

RFID 的應用軟體包括商業應用:客戶關係管理系統(CRM)、企業資源管理系統(ERP)、供應鏈管理系統(SCM)、倉庫管理系統(WMS)、訂單管理系統(OMS)、資產管理(AMS)、物流管理系統(LMS)等等,以及公共服務類應用:ETC(不停車電子收費系統)、電子票證(例如一次性地鐵票)、門禁保全系統等等。



EPC/RFID 的識讀流程
EPC/RFID 系統所實現的功能,就是對 RFID 數據進行「識讀」的數據採集過程。識讀的基本過程如下:

1、  電子標籤貼於物品上,當物品靠近讀寫器時,電子標籤在讀寫器的信號磁場內,產生各種類型的電磁耦合效應,並獲得能量(電能),通電後的電子標籤,開始與讀寫器進行資訊交互:電子標籤和讀寫器先相互進行安全認證,而後由電子標籤接受讀寫器指令,回送其儲存的數據資訊。

2、  讀寫器在收到電子標籤內的數據後,傳送給 RFID 韌體。標籤內的數據為「EPC 編碼」,包括嵌入資訊(Embedded Information,貨品特性資訊,包括物品 ID 等屬性)和參考資訊(Information Reference,數據的網路資訊)。

3、  RFID  韌體將讀寫器獲取的標籤資訊(EPC 編碼),透過網路送至物聯網名稱解析服務(Internet of Things Name Service,IOT-NS)。IOT-NS 在收到標籤資訊後,會根據 EPC 編碼中的「參考資訊」找到相應的伺服器 IP 地址,該 IP 地址就是資訊發佈服務(Internet of Things InformationService,IOT-IS)的伺服器地址。(該步驟類似於網路的 DNS - 域名解析)

4、  IOT-IS 伺服器會根據 RFID 韌體送來的標籤資訊,查詢到對應物品 ID 的詳細資訊,並返回給 RFID 韌體。

5、  RFID 韌體根據需要,將和物品相關的所有資訊(電子標籤資訊、物品詳細資訊息、讀寫器的讀取情況等)送到應用系統。應用系統軟體在收到數據後,會做出相應處理:發出指令信號 - 控制執行器動作,或將現場狀態進行可視化介面呈現,或進行數據分析後,出具業務報表等等。

這裡介紹的識讀過程,是基於 EPC/RFID 的系統構架。在大量的實際應用中,RFID 的行業應用並沒有佈署 EPC 系統功能:既沒有 RFID 韌體,也沒有基於網路的名稱解析服務,和資訊查詢服務。其採用了非聯網的模式:讀寫器在接收到電子標籤數據後,直接將其送到本地應用伺服器進行處理。

RFID 和物聯網的系統對應關係
EPC/RFID 系統具有典型的物聯網結構特性,從邊緣的設備和網路,到雲端的韌體服務,都體現了物聯網數據匯聚、開放共享的本質屬性。

在 RFID 邊緣系統中,從物聯網接入雲端的網路模式來看,EPC/RFID 技術屬於 Gateway 連接型的物聯網。Gateway 連接型物聯網的連接設備,主要包括感測器、轉發節點、Gateway 設備,分別對應 EPC/RFID 系統中的電子標籤、讀寫器、RFID 韌體或 Gateway 路由器。(備注:1、「轉發節點」是指:在物聯網邊緣網絡中,實現多種通信協議轉換的網絡交換設備。2、和「 Gateway 連接型」對應的雲端接入方式是「直接連接型」,即物聯網終端直連雲服務系統。)

1、  電子標籤-物聯網終端
「電子標籤」負責儲存物品數據,雖然它並沒有感知的功能,但其在應用中的角色和感測器類似,屬於「數據源」- 終端設備。

2、  讀寫器-物聯網轉發節點
RFID 的「讀寫器」是物聯網的轉發節點設備。讀寫器很容易被誤解為感測器設備,但實際上它並非感測器:讀寫器讀取電子標籤數據,所採用的是無線通信技術,數據在電子標籤內按照 RFID 通信標準,先經過編碼、調制等步驟處理,再透過天線轉換成無線信號向讀寫器發送;讀寫器接收到無線信號後,同樣需要按照 RFID 通信標準,對信號進行解調、譯碼和放大等系列操作,而獲得標籤數據。


讀寫器在獲得標籤數據後,還需要將其透過其它通信方式向雲端傳送。讀寫器的核心功能就是「一收一發」,實現通信協議轉換,以及在局部區域中的數據轉發,在物聯網邊緣網路中,即稱為「轉發節點」(例如:將標籤數據從「無線信號」轉換為「RS232 串口信號」,送到後端伺服器)。

3、  物聯網 Gateway 設備
在邊緣網路中,RFID 實現網路連接,主要有兩種方式:
A、讀寫器具備通信協議棧和網路應用功能,可以將標籤數據,直接送至網路應用伺服器。在這種情況下,讀寫器同時具備物聯網轉發節點和 Gateway 功能。(例如:便攜式自帶營運商 SIM 卡的讀寫器)

B、讀寫器需要先將數據送至本地網路伺服器、Gateway 路由器或韌體設備等其它網路服務設備,再由這些網路服務設備,將數據進一步處理並送至網路。在此讀寫器屬於物聯網中的轉發節點,不承擔物聯網的 Gateway 功能。而轉發數據至網路的服務設備即為物聯網 Gateway 設備。

4、RFID 韌體 - 物聯網平台
在 RFID 軟體系統中,RFID 韌體封裝了基本的 RFID 功能(IOT-NS、IOT-IS、數據過濾和格式轉換、讀寫設備管理等),解決了各廠家設備的鄉容性問題,統一了相關系統之間通信標準和數據格式,實現各類設備和系統間的無縫對接,支持即時動態地進行數據傳遞。

RFID 韌體,其實就是專用的物聯網平台,偏重於物聯網平台的連接服務。各類軟體應用佈署在 RFID 韌體上,則可以更加地「輕載」和「靈活」。



EPC/RFID 系統所構建的,是一個全球化的物聯網應用,是一個以 RFID 資訊採集技術為基礎的、結合網路技術(EPC 系統)的、開放共享的大系統。借助這個系統工具,各生產分工環節上的,企業能夠更緊密地協同合作,產品的生產流水線更具有彈性和張力,企業內部資源能夠更有效地和外部資源聯動,提升商業軟實力。