每天都有無數(shù)嬰兒在醫(yī)院中誕生，對于每一個家庭來說，孩子都是zui寶貴的財富。然而，但是新生嬰兒的外貌特征相似，并且缺乏語言及理解能力而不能與外界進(jìn)行信息交互。據(jù)醫(yī)療部門統(tǒng)計報告顯示，產(chǎn)科醫(yī)院嬰兒錯抱和被盜事件時有發(fā)生，這些事件不僅給當(dāng)事人造成心靈上的嚴(yán)重創(chuàng)傷，也使醫(yī)院的聲譽受損，甚至面臨被訴訟及經(jīng)濟(jì)賠償；更有不法分子為了種種利益將罪惡之手伸向新生嬰兒，給家屬造成巨大災(zāi)難。據(jù)美國“失蹤與受虐兒童援助中心”統(tǒng)計，從1983年到2002年間，美國有217個嬰兒被誘拐，在這個總數(shù)中，100個嬰兒是從醫(yī)院（57個是從母親的病房）被盜走的。近年來，國內(nèi)一些醫(yī)院的嬰兒被盜案件也頻頻發(fā)生。如何有效避免這種問題的出現(xiàn)，在此設(shè)計一種基于射頻識別技術(shù)的嬰兒智能防盜系統(tǒng)，能夠防止嬰兒在醫(yī)院內(nèi)被盜，有效保護(hù)嬰兒的安全，也保障了各方權(quán)益。
　　
　　一、嬰兒智能防盜系統(tǒng)簡介
　　
　　嬰兒智能防盜系統(tǒng)是利用射頻技術(shù)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等*的設(shè)備和軟件所組成的*系統(tǒng)，以實現(xiàn)嬰兒智能防盜功能。
　　
　　嬰兒智能防盜系統(tǒng)通過在嬰兒身上佩戴無害的RF射頻信號的智能標(biāo)簽定時發(fā)射信號，由醫(yī)院的防盜系統(tǒng)對嬰兒所在位置和身體信息進(jìn)行試試監(jiān)控和追蹤，同時對企圖盜竊嬰兒的行為及時報警提示。
　　
　　二、系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)和原則
　　
　　1、設(shè)計目標(biāo)
　　
　　嬰兒智能防盜系統(tǒng)的總體設(shè)計目標(biāo)是建設(shè)一個標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、信息化的，用于解決新生兒防盜（防拆電子腕帶設(shè)計，具有拆卸報警功能）、錯抱（每張電子標(biāo)簽具有*編碼，與對應(yīng)床位配對）、惡意調(diào)換、實時定位（實時追蹤新生兒的位置并可進(jìn)行運動軌跡的查詢）、及時報警的系統(tǒng)。同時，考慮到受保護(hù)對象的特征，嬰兒防盜標(biāo)簽必須安全無毒害，確保對嬰兒沒有任何不良影響。該系統(tǒng)在實現(xiàn)嬰兒智能防盜功能的同時，還考慮該系統(tǒng)的發(fā)展空間，以建設(shè)一個高可擴(kuò)展性的產(chǎn)品全面智能追蹤系統(tǒng)為zui終目標(biāo)。整個系統(tǒng)將盡zui大可能，保持用戶現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)，并預(yù)留接口，在將來用于其他功能的拓展（如身體健康狀況監(jiān)控、飲食監(jiān)控等），實現(xiàn)多方統(tǒng)一管理功能，減少或避免用戶重復(fù)投資。
　　
　　2、設(shè)計原則
　　
　　嬰兒智能防盜系統(tǒng)的設(shè)計原則包括系統(tǒng)的*性、可靠性和拓展性。
　　
　　（1）系統(tǒng)的*性。系統(tǒng)具有成熟完善的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系；具有*的故障診斷和自適應(yīng)功能；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，嬰兒電子標(biāo)簽?zāi)鼙ＷC基本報警和定位功能。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后，自動追加歷史記錄。
　　
　　（2）系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)具有高可靠性以及防止人為破壞和容災(zāi)能力；系統(tǒng)具有備份功能；系統(tǒng)能夠zui大限度的確保嬰兒的安全。
　　
　　（3）系統(tǒng)的拓展性。系統(tǒng)應(yīng)預(yù)留接口用于拓展系統(tǒng)功能，包括嬰兒身體狀況檢測等。
　　
　　三、系統(tǒng)功能與特點
　　
　　1、系統(tǒng)功能
　　
　　（1）定位監(jiān)控功能。所有電子標(biāo)簽實時定位并將位置信息顯示在電子地圖上（同時，地圖上顯示醫(yī)護(hù)人員和家屬位置信息）。同時確保每個標(biāo)簽工作正常，為所有嬰兒提供zui大程度的安全保護(hù)。實時統(tǒng)計各區(qū)域應(yīng)有的嬰兒數(shù)及實有的嬰兒數(shù)，并提示離開的嬰兒的名稱或編號。在監(jiān)控端可輸入嬰兒的名稱或標(biāo)簽號，可查找嬰兒或嬰兒的母親的當(dāng)前所處位置。發(fā)生報警，自動對報警區(qū)域識別、定位、尋跡。
　　
　　（2）防破壞功能。電子標(biāo)簽如糟惡意拆除會立即報警。當(dāng)標(biāo)簽電量低時，主動報警提示更換電池。同時系統(tǒng)主動地定期檢測所有系統(tǒng)組件是否運行正常，防止各種原因引起的失效。
　　
　　（3）報警防盜功能。可設(shè)定某些區(qū)域，當(dāng)嬰兒離開區(qū)域或消失時系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的告警。可設(shè)定某些特殊區(qū)域，嬰兒或母親進(jìn)入這種區(qū)域停留超過一定時間時，系統(tǒng)告警，通過防止一些意外發(fā)生。未佩戴標(biāo)簽人員進(jìn)入?yún)^(qū)域發(fā)出警報。嬰兒的標(biāo)簽與病房、床位配對，當(dāng)嬰兒錯入病房或床位時，自動報警防止嬰兒抱錯。
　　
　　（4）歷史記錄功能。可查詢某個嬰兒、醫(yī)護(hù)人員、家屬某個時間段內(nèi)的活動軌跡。
　　
　　（5）求助按鈕功能。某些電子標(biāo)簽（如家屬）上有功能按鍵，有情況可按鍵呼叫醫(yī)護(hù)人員。電子地圖實時顯示此標(biāo)簽位置，并自動調(diào)取監(jiān)控視頻進(jìn)行監(jiān)控。
　　
　　2、系統(tǒng)特點
　　
　　（1）系統(tǒng)*性。系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用*的自動化系統(tǒng)技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等*技術(shù)，能適應(yīng)目前大型醫(yī)院嬰兒智能監(jiān)控預(yù)警的管理需要。同時系統(tǒng)預(yù)留眾多接口，便于以后升級改造。
　　
　　（2）提高管理效率。通過嬰兒智能管理系統(tǒng)自動統(tǒng)計各項信息，大大降低了信息的輸入、統(tǒng)計等工作，節(jié)省大量管理成本。
　　
　　（3）可靠的防盜技術(shù)。大大降低嬰兒盜竊和抱錯風(fēng)險，為孩子、為家庭、為醫(yī)院帶來更高的安全保障。
　　
　　四、系統(tǒng)主要硬件
　　
　　1、嬰兒電子標(biāo)簽
　　
　　嬰兒電子標(biāo)簽是系統(tǒng)的主要監(jiān)控電子標(biāo)簽，是佩戴在嬰兒手腕上的無線通信設(shè)備。可允許嬰兒在移動狀態(tài)下與醫(yī)院里的各讀寫設(shè)備進(jìn)行通信。此電子標(biāo)簽是感溫的。
　　
　　（1）產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)簽使用無害材料制成并符合人體工程學(xué)設(shè)計，佩戴舒適，無任何過敏反應(yīng)。防水，可進(jìn)行清洗。可根據(jù)嬰兒體重變化調(diào)節(jié)周長。
　　
　　（2）安全防護(hù)。標(biāo)簽具有*ID識別碼，非法設(shè)備不可識別。標(biāo)簽具有防反抽特性，一旦佩戴好，不可在不破壞標(biāo)簽情況下取出。強(qiáng)行破壞或未經(jīng)*試圖取下標(biāo)簽立即發(fā)生報警。
　　
　　（3）技術(shù)特性。工作頻率：2.4GHz—2.5GHzISM微波段，識別距離：0—200m，工作電流：小于13mA，功耗：超低功耗。抗干擾性：10V/m0.1～1000MHzAM調(diào)幅電磁波。感溫范圍：—40℃～＋85℃。
　　
　　（4）標(biāo)簽響應(yīng)時間。標(biāo)簽應(yīng)具備快速響應(yīng)時間，以適應(yīng)發(fā)生情況及時報警。
　　
　　（5）標(biāo)簽的安裝。標(biāo)簽應(yīng)佩戴在嬰兒手腕上，一經(jīng)穿好，不可取下（除非強(qiáng)行剪斷）。
　　
　　2、家屬/醫(yī)護(hù)人員腕表
　　
　　家屬/醫(yī)護(hù)人員腕表是為嬰兒家屬或醫(yī)護(hù)人員設(shè)計的電子標(biāo)簽。可與讀寫器進(jìn)行雙向通信。
　　
　　（1）安全防護(hù)。具有*ID識別碼，不可偽造。
　　
　　（2）特殊功能。具有震動，音頻功能。有報警情況震動或發(fā)出報警音。腕表有功能鍵，用于報警呼叫、停止報警等功能。
　　
　　（3）技術(shù)特性。工作頻率：2.4GHz―2.5GHzISM微波段，識別距離：0-200m，工作電流：小于13mA，功耗：超低功耗。抗干擾性：10V/m0.1～1000MHzAM調(diào)幅電磁波。
　　
　　3、定向分析儀
　　
　　定向分析儀部署于監(jiān)控區(qū)域，對電子標(biāo)簽進(jìn)行定位并將定位信息標(biāo)識在電子地圖上。定向儀應(yīng)具有高速定位速度。
　　
　　性能指標(biāo)：工作頻率：2.4GHz―2.5GHzISM微波段；識別精度：3-5M，識別能力；同時識別200張標(biāo)簽；識別方式：全方向識別、定向識別；抗干擾性：使用頻道隔離技術(shù)，多個設(shè)備互不干擾；安全性能：防水、防雷、防沖擊，滿足工業(yè)環(huán)境要求。
　　
　　4、讀寫器
　　
　　讀寫器是短距離、多點、多跳無線通訊產(chǎn)品，能夠簡單、快速的為串口終端設(shè)備增加無線通訊的能力。其主要功能特性：工作頻率：2.4GHz―2.5GHzISM微波段；識別距離：有效識別距離可達(dá)0-1500m，可調(diào)節(jié)；識別速度：zui高識別速度可達(dá)200公里/小時；識別方式：全方向識別、定向識別。
　　
　　5、數(shù)據(jù)采集器
　　
　　數(shù)據(jù)采集器能對接收到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行完好的接收、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、放大，統(tǒng)一管理接收到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集器是協(xié)調(diào)器使用過程中的配套產(chǎn)品，*對信息量大的數(shù)據(jù)處理。性能特性：環(huán)境溫度：在-20℃-40℃；安全性能：防雷、防沖擊，滿足工業(yè)環(huán)境需求；通信接口：AD/DC；數(shù)據(jù)速率：zui高10Mbit/s。
　　
　　五、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　
　　嬰兒智能防盜系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。從功能上看，嬰兒智能防盜系統(tǒng)可分為RFID子系統(tǒng)、通訊子系統(tǒng)、應(yīng)用軟件管理子系統(tǒng)。
　　
　　1、RFID子系統(tǒng)
　　
　　RFID子系統(tǒng)是指2.4G無線射頻系統(tǒng)，工作區(qū)采用無線通訊方式。對母嬰、醫(yī)護(hù)人員信息進(jìn)行快速、及時、的數(shù)據(jù)采集，并對異常情況發(fā)出報警提示。系統(tǒng)由讀卡器、標(biāo)簽、定向儀、報警器等組成。
　　
　　2、通訊子系統(tǒng)
　　
　　通訊子系統(tǒng)是指將采集的數(shù)據(jù)信息傳送至數(shù)據(jù)終端設(shè)備的區(qū)域，由線纜、路由器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器組成。
　　
　　3、應(yīng)用軟件管理子系統(tǒng)
　　
　　應(yīng)用軟件管理子系統(tǒng)是指數(shù)據(jù)分析處理和整理反饋的區(qū)域，由應(yīng)用軟件組成。對采集的各種信息進(jìn)行快速、及時、的數(shù)據(jù)分析，將數(shù)據(jù)以直觀的展示在電子地圖上，并提供數(shù)據(jù)查詢功能，實現(xiàn)對歷史監(jiān)控數(shù)據(jù)的查詢、分析與告警提示。并對RFID子系統(tǒng)、通訊子系統(tǒng)硬件進(jìn)行控制。
　　
　　六、系統(tǒng)工作流程
　　
　　為嬰兒佩戴已經(jīng)記錄好嬰兒信息的嬰兒電子標(biāo)簽手環(huán)，此標(biāo)簽不斷主動向外發(fā)送信息。此時電子標(biāo)簽感應(yīng)到嬰兒體溫，識別為佩戴狀態(tài)。當(dāng)電子標(biāo)簽被強(qiáng)行取下，電子標(biāo)簽將快速響應(yīng)并向終端發(fā)送警報。此后為嬰兒家屬發(fā)卡并與嬰兒標(biāo)簽配對。
　　
　　當(dāng)嬰兒、家屬、醫(yī)護(hù)人員在監(jiān)控區(qū)域范圍時，定向儀和讀寫器會采集電子標(biāo)簽發(fā)送的信息，通過線纜傳送到數(shù)據(jù)采集器并傳送給計算機(jī)管理軟件進(jìn)行信息管理和服務(wù)器中進(jìn)行備份。當(dāng)人員非法離開或長期滯留某特定區(qū)域后，將出發(fā)警報。當(dāng)檢測到嬰兒電子標(biāo)簽進(jìn)入未配對的房間或床位時，激活報警器發(fā)出警報。
　　
　　七、主要軟件模塊功能
　　
　　1、實時監(jiān)控系統(tǒng)
　　
　　實時監(jiān)控系統(tǒng)用于將各電子標(biāo)簽的位置信息、標(biāo)簽信息匯總處理，將所有電子標(biāo)簽位置信息顯示在電子地圖上（同時，地圖上顯示醫(yī)護(hù)人員和家屬位置信息）。實時統(tǒng)計各區(qū)域應(yīng)有的嬰兒數(shù)及實有的嬰兒數(shù)后將其顯示在電子屏上，并顯示離開的嬰兒的名稱或編號。
　　
　　2、搜索查詢引擎
　　
　　搜索查詢引擎主要功能是可供管理者根據(jù)電子標(biāo)簽ID或持卡用戶信息檢索持卡人的實時信息，并可檢索出其歷史信息，特定期間的移動軌跡。
　　
　　3、預(yù)警系統(tǒng)
　　
　　預(yù)警系統(tǒng)是整個應(yīng)用層zui為重要的部分，因為預(yù)警系統(tǒng)的有效性直接決定了防盜系統(tǒng)是否智能，是否可靠。預(yù)警系統(tǒng)能設(shè)置特定區(qū)域為危險區(qū)域，不可長期滯留，當(dāng)某電子標(biāo)簽長時間檢測到在此區(qū)域?qū)l(fā)出警報聲。1、當(dāng)嬰兒離開監(jiān)控區(qū)時立即發(fā)出警報聲；2、當(dāng)非法闖入時發(fā)出警報聲；3、并控制監(jiān)控攝像頭監(jiān)控闖入?yún)^(qū)域，當(dāng)有用戶按下呼叫按鍵后，發(fā)出警報聲；4、并在電子地圖標(biāo)注出報警地點。