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RFID橡胶树防护防盗管理系统
一、 需求背景
制作橡胶的主要原料是天然橡胶，天然橡胶就是由橡胶树割胶时流出的胶乳经凝固及干燥而制得的。天然橡胶因其具有很强的弹性和良好的绝缘性，可塑性，隔水、隔气性，抗拉橡胶树和耐磨等特点，广泛地运用于工业、国防、交通、医药卫生领域和日常生活等方面，用途极广。
中国专用国家植胶区主要分布于海南，现在很多橡胶树的日常管理都是采用人工记录的方式，防盗防割采用人工监督巡查的方式，遗漏、偷割、偷砍一直是很难解决的问题，广州众志物联网科技有限公司结合RFID系统的高科技产品使橡胶树的管理更加智能，更好地杜绝偷盗行为。
二、 使用流程
1. 安装RFID标签
如图1所示，每颗橡胶树都安装一个RFID智能标签，树的孔直径是1~2cm，深度是8cm，孔离地面的距离大概是2米，智能标签代表橡胶树的ID身份，记录该橡胶树的生长信息。
图1 安装RFID标签
2. 防护管理
优化橡胶树的病虫防治工作，工作人员拿着手持机在橡胶园进行检查，系统设置有八种病症：白粉病、炭疽病、割面条溃疡病、橡胶根病、褐皮病、橡胶小蠹虫、六点始叶螨、橡胶介壳虫，当发现某颗橡胶树生病了，工作人员可用手持机扫描相应的橡胶树，并按下相应病症的序号，系统即会登记。
3. 防盗管理
RFID标签利用射频信号以无线的方式传送和接收数据资料，系统分为RFID标签、道口接收器、主机三部分，RFID标签隐藏在橡胶树内，当移动到设于道口接收器所产生的信号时，RFID标签即向道口接收器发送告警信号，道口声光报警器会响起，同时系统平台会接收到报警信号。
三、 系统介绍
图2 系统拓扑图
RFID橡胶树防护防盗管理系统由RFID标签、道口读头、手持机、平台管理系统组成，如图2所示。平时RFID标签安装在橡胶树里，处于睡眠状态，此时的功耗非常低，当有非法分子偷砍橡胶树时，RFID标签感受到震动醒来，不间断地向外发送告警信号，当未授权的橡胶树通过道口读头时，道口读头识别到非法橡胶树的数量及具体信息，道口处的报警器即响起，同时读头通过GPRS将告警信号传输给后台。方便管理人员及时做出处理。
1. RFID标签
图3 RFID标签效果图
RFID的设计原则为坚固耐用、小巧方便、工作时间长等特点，效果图如图3所示。
RFID标签隐藏在橡胶树中，每颗橡胶树安装一个标签，记录该橡胶树的ID号，当橡胶树通过装有读头的道口时，在离读头20米左右的距离内(运输车的配置对读取距离有一定的影响)，未经过授权的橡胶树里的RFID标签，会自动向道口读头发送告警信号，道口读头也会将告警信息通过GPRS发送到监控平台，同时道口的声光报警器会响起，表示有非法的橡胶树正在接近道口，方便管理人员及时做出处理。
监控平台的管理人员通过系统可以获取到非法橡胶树的信息及其所在的道口位置。RFID标签的使用时间为5年，时间到期时系统会提醒工作人员及时更换RFID标签。
表格1 RFID标签特性
2. 道口读头
图4 道口读头三视图
每一个道口的内侧和外侧各装一个读头，如图4所示(室外外壳需更改)，橡胶树进出道口时，不同方向会有不同的读头先识别，告警信号通过GPRS无线传输到系统平台，方便工作人员及时做出处理，道口读头特性如表格2所示。
表格2 道口读头特性
3. 手持机
图5 手持机效果图
手持机的效果图如图5所示，主要是橡胶园工作人员巡检管理，用于防护橡胶树生病，及时对症下药。当工作人员发现某一橡胶树生病后，通过手持机输入病症序号，手持机通过GPRS将对应信息传输到系统后台，具体功能说明如表格3所示。
表格3 手持机参数
四、 软件系统
图6 软件系统效果图
软件追踪页面如图6所示，圆点表示道口安装的读头位置，当发现有非法橡胶树通过时，读头即显示红色告警，并附上非法橡胶树的数量，方便管理人员做出行动安排。如图6所示，即表示有两个道口存在非法偷运橡胶树的行为。
五、 系统优势
图7 海南橡胶园
1. 读写距离远
RFID标签读写的距离远远大于无源标签，系统会控制在20m范围的区域对橡胶树进行监控，保证准确性，这样在对橡胶树进行监控管理时，可以快速读取标签的信息。
2. 无死角识别
由于有源标签的无线信号是以球面波的方式发送出去，这样对安装在电动车上的有源标签的安装方向没有要求，不管橡胶树以哪个方向通过路口，都能被道口读头识别。
3. 辐射影响小
无源标签工作时需要主机提供能量，所以对主机的无线信号发射功率相对要求较高，当无线信号功率达到一定值时会对人体有危害。相对无源标签，有源RFID标签可自身提供能量，这样主机和标签的发射功率可以做得比较小，对人体基本没什么危害。
4. 工作时间长
RFID标签用到的是低数据量、低功耗的无线技术，休眠功耗为uA级别，这样有源RFID标签可以长时间工作，工作时间可以长达5年。
