Utilisation de balises RFID pour la surveillance de la sécurité à domicile

Afin de simplifier leur installation et leur fonctionnement, les systèmes de sécurité domestiques modernes doivent pouvoir surveiller leur environnement sans fil. Cela inclut la surveillance de la sécurité du périmètre, la détection des intrusions, ainsi que la sécurité des zones sensibles de la maison, telles que les conteneurs de médicaments, les coffres-forts ou d'autres endroits où des objets de valeur sont cachés.

Bien que la surveillance vidéo soit possible, elle nécessite un traitement et une analyse d'image sophistiqués pour détecter les activités non autorisées, et soulève également des problèmes de confidentialité. Les détecteurs de mouvement conventionnels éliminent le problème de confidentialité, mais ils nécessitent une alimentation électrique et une électronique de support, ce qui augmente le coût de la nomenclature du produit. Les détecteurs de mouvement nécessitent également une sorte d'interface filaire ou sans fil pour relayer la sortie du capteur vers le cloud. Dans de nombreux cas, les caméras et les détecteurs de mouvement nécessitent une installation professionnelle, ce qui les rend peu économiques pour de nombreuses applications sensibles aux coûts.

Cet article présente une solution alternative plus adaptée aux besoins de nombreux consommateurs et petites entreprises :l'utilisation de la technologie d'étiquette RFID pour permettre des systèmes de sécurité domestique à faible coût, sans batterie et faciles à installer.

Les étiquettes RFID peuvent être utilisées comme base pour une série de capteurs de sécurité robustes. Un détecteur de mouvement peut être réalisé en intégrant l'étiquette RFID avec un interrupteur à lames. De même, un détecteur d'événement de choc peut être fabriqué en substituant le commutateur Reed à un commutateur de choc. Dans les deux cas, le commutateur du capteur est connecté entre les deux bornes de l'antenne, ainsi que les deux bornes de la puce RFID. Dans cette configuration, le fonctionnement du tag RFID est activé ou désactivé selon l'état ON ou OFF du commutateur.

Les capteurs constituent une solution compacte et peu coûteuse pour le système de surveillance de la sécurité illustré à la figure 1. Des étiquettes RFID équipées de capteurs de mouvement peuvent être fixées à la fenêtre, à la porte et au coffre-fort, tandis qu'une étiquette de détection de choc peut être fixée au médicament. boîte. Un lecteur RFID commercial remplit deux fonctions :a) il détecte tout capteur qui a été amené à son état actif par son interrupteur de détection de mouvement ou de choc b) le lecteur inonde également la zone de rayonnement RF de faible puissance qui alimente les étiquettes lorsqu'elles sont activées . Étant donné que chaque étiquette RFID a son propre identifiant unique, le lecteur RFID sait où se produit l'activité détectée. Une fois capturées, les données d'activité peuvent être transmises au cloud pour analyse et, le cas échéant, notification de l'utilisateur via un smartphone ou une alerte email.

Figure 1. Surveillance de la sécurité à l'aide d'une étiquette RFID.

Principes de fonctionnement des capteurs

Les schémas fonctionnels de la figure 2 illustrent les mécanismes de fonctionnement du capteur de choc et du capteur de mouvement.

Figure 2. Un capteur de choc est composé d'une puce RFID, d'une antenne et d'un capteur de choc (a). Dans son état normal (non perturbé), la bille métallique court-circuite les deux contacts du capteur de choc (b). Lorsque le capteur est perturbé, sa bille métallique ne court plus les deux contacts, permettant à l'antenne de recevoir l'alimentation de la puce RFID, et de transmettre son signal (c). Un capteur de mouvement est composé d'une puce RFID, d'une antenne et d'un commutateur à lames (d). Dans son état normal, le commutateur Reed est maintenu dans son état ON par un aimant fixé à proximité. Cela court-circuite l'antenne, empêchant la puce RFID de recevoir l'alimentation (e). Lorsque l'aimant est retiré, le commutateur Reed passe à son état OFF, activant ainsi le dispositif RFID (f).

Détecteur de choc

Comme indiqué précédemment, le capteur de choc se compose d'une puce RFID et d'une antenne, comme le montre la figure 2a. L'interrupteur de choc se compose d'une cavité et d'une petite boule de métal qui roule à l'intérieur. Lorsque l'interrupteur de choc est placé à la verticale, la bille roule sur les deux contacts conducteurs dépassant de la cavité, créant un chemin conducteur (Figure 2b). Si le capteur s'incline dans une autre direction, les contacts sont déconnectés, ce qui en fait un moyen simple de détecter un mouvement ou une orientation. Lorsqu'il est utilisé comme capteur de sécurité, l'interrupteur de choc est connecté entre les deux bornes de l'antenne et placé à la verticale, de sorte qu'il les court-circuite dans sa position passive. Le court-circuit qui en résulte rompt l'adaptation d'impédance entre la puce RFID et l'antenne, empêchant l'étiquette RFID d'émettre un signal. Si le capteur de choc est incliné, la bille métallique s'éloigne des contacts, permettant à l'étiquette RFID de recevoir de l'énergie et d'émettre un signal, qui est ensuite lu par le lecteur RFID.

Capteur de mouvement

Le système de détection de mouvement illustré à la figure 2d se compose d'une puce RFID, d'une antenne, d'un commutateur à lames et d'un aimant. Un interrupteur Reed est composé de deux contacts Reed métalliques flexibles ferromagnétiques dans une cavité en verre scellée. Les deux contacts de l'interrupteur sont normalement ouverts, jusqu'à ce que la présence d'un champ magnétique provoque leur fermeture (Figure 2e). Lorsque le capteur est déplacé hors de la proximité de l'aimant, ses contacts retournent à l'état ouvert d'origine comme sur la figure 2f, activant ainsi la puce RFID et alertant le lecteur que l'étiquette a été déplacée. Ceci est illustré à la figure 1 où, par exemple, l'étiquette RFID avec le commutateur à lames est apposée sur la fenêtre, et l'aimant est fixé sur le mur près de l'étiquette RFID. Lorsque la fenêtre est fermée, l'aimant maintient le commutateur Reed en position fermée, shuntant ainsi l'antenne et maintenant la puce inactive. Lorsque la fenêtre est déplacée vers le haut ou vers le bas, l'aimant n'est plus assez proche pour maintenir le commutateur à lames fermé. À ce stade, le commutateur Reed revient à sa position ouverte et l'étiquette RFID devient active.

Capteurs stupides, système intelligent

Étant donné que chaque étiquette RFID a son propre identifiant unique, elle peut être corrélée à l'objet ou à l'emplacement spécifique surveillé. Ces informations peuvent être utilisées par le lecteur RFID ou l'application de sécurité basée sur le cloud pour mieux comprendre la nature de l'événement, y compris identifier le nombre d'intrus possibles, où ils se trouvent et faire des déductions sur leurs activités. Une telle analyse peut également réduire le nombre de fausses alarmes causées par des animaux de compagnie ou d'autres perturbations bienveillantes.

La technologie RFID est un outil prometteur pour créer des systèmes de sécurité robustes, fiables et peu coûteux. Les tags sont faciles à installer et ne nécessitent pas de piles, garantissant leur fiabilité à long terme. Dans les applications du monde réel, cependant, il faut veiller à ce que les lecteurs RFID soient positionnés pour fournir une couverture complète de la zone sous surveillance. La commercialisation nécessitera également le développement de lecteurs RFID « intelligents » capables d'effectuer au moins la première couche de traitement de l'activité produite par les étiquettes RFID.

>> Cet article a été initialement publié le notre site frère, EDN.