電子商品防盜系統(tǒng)綜述

引  言

    當(dāng)今電子商品防盜系統(tǒng) ( Electronic Article Surveillance, EAS )在零售商業(yè)系統(tǒng)的應(yīng)用越來越普遍。 它是一種為零售商業(yè)減少開架售貨時商品失竊，進(jìn)而增加銷售和利潤的電子防盜產(chǎn)品。EAS系統(tǒng)被用來偵測當(dāng)有未經(jīng)柜臺授權(quán)的商品離開指定區(qū)域時，發(fā)出提示和告警信號，以提醒工作人員進(jìn)行相關(guān)處理。

    EAS系統(tǒng)主要由檢測器、解碼器和電子標(biāo)簽三部分組成。電子標(biāo)簽分為軟標(biāo)簽和硬標(biāo)簽，軟標(biāo)簽成本較低，直接粘附在較“硬”的商品上，軟標(biāo)簽不可重復(fù)使用；硬標(biāo)簽一次性成本較軟標(biāo)簽高，但可以重復(fù)使用。硬標(biāo)簽須配備專門的取釘器，多用于服裝類柔軟的、易穿透的物品。解碼器多為非接觸式設(shè)備，有一定的解碼高度，當(dāng)收銀員收銀或裝袋時，電子標(biāo)簽無須接觸消磁區(qū)域即可解碼。也有將解碼器和激光條碼掃描儀合成到一起的設(shè)備，做到商品收款和解碼一次性完成，方便收銀員的工作，此種方式則須和激光條碼供應(yīng)商相配合，排除二者間的相互干擾，提高解碼靈敏度。檢測器一般為商場出入口或收銀通道處的檢測系統(tǒng)裝置。在收到某顧客為購買某商品應(yīng)付的正確款項后，收銀員就可以通過對粘貼在商品上的標(biāo)簽進(jìn)行中性化，而授權(quán)該商品和合法地離開某指定區(qū)域。而未經(jīng)解碼的商品帶離商場，在經(jīng)過檢測器裝置（多為門狀）時，會觸發(fā)報警，從而提醒收銀人員、顧客和商場保安人員及時處理。

EAS技術(shù)分類

    事實上，EAS系統(tǒng)是單比特射頻識別系統(tǒng)。由于只有兩個狀態(tài)，因此它只能夠報告商品的存在與否，而沒有能力報告該商品是什么商品。目前應(yīng)用在EAS系統(tǒng)中主要技術(shù)有四種，分別是無線電射頻、電磁、聲磁、射頻識別。不同技術(shù)的EAS系統(tǒng)在產(chǎn)品價格、認(rèn)讀距離和可靠性方面有著很大的差別。磁性和射頻產(chǎn)品價格便宜，并且其標(biāo)簽通常被永久性粘貼在商品或商品包裝上；而微波和聲磁標(biāo)簽價格要貴一些，且在商品買出去的時候，由工作人員通過專用工具把標(biāo)簽從商品上取下來，以便再次利用。

    無線電射頻系統(tǒng)（Radio Frequency，RF）采用無線電波作為發(fā)射接收的信號,檢測頻率范圍為6～8兆赫茲左右。無線電系統(tǒng)最大優(yōu)點是系統(tǒng)成本非常低、安裝方便。但由于其防竊標(biāo)簽為環(huán)形線圈式，所以系統(tǒng)易受一些物品的干擾，如收銀機(jī)等電子產(chǎn)品、金屬物等等，引起系統(tǒng)的誤報或不報。

    電磁波系統(tǒng)（Electromagnetic System，ES）采用電磁波作為檢測信號。電磁波系統(tǒng)的標(biāo)簽小，標(biāo)簽價格也便宜，能重復(fù)消磁，但易受磁性或金屬物質(zhì)的影響而產(chǎn)生誤報。雖然與無線電射頻系統(tǒng)差不多同時產(chǎn)生，但是價格和技術(shù)的原因決定了它在市場上的接受度不高。

    聲磁系統(tǒng)（Acoustic Magnetic，AM）利用了音叉只有在振蕩頻率相同情況下才引起共振的這種物理原理，實現(xiàn)幾乎零誤報的操作，固定在商品上的聲磁系統(tǒng)標(biāo)簽進(jìn)入系統(tǒng)的檢測區(qū)域時，會產(chǎn)生共振，但只在接收器接收到連續(xù)四次的共振信號（每1/50秒一次）后，才發(fā)出報警。

    準(zhǔn)確地說，RFID（Radio Frequency Identification，無線射頻識別技術(shù)）是用來描述可以通過射頻進(jìn)行傳感的任何器件的一個術(shù)語，通常指的是利用射頻來閱讀一個小器件(稱作標(biāo)記)上的信息。RFID系統(tǒng)由標(biāo)簽、解讀器和天線三部分組成。其工作原理如下：標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag，無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(Active Tag，有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽)；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。RFID標(biāo)記允許我們利用無線電波對多個標(biāo)記成批閱讀和進(jìn)行遠(yuǎn)程閱讀，其意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過條形碼。同一標(biāo)記除了包含防竊功能外，還可以用來證明物品的歸屬、提供EAS系統(tǒng)所能實現(xiàn)的電子商品防竊功能，運(yùn)用RFID也可以更好地達(dá)到目的。

    隨著RFID標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，RFID標(biāo)簽得到廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用，識別率和穩(wěn)定性技術(shù)瓶頸的突破，低成本標(biāo)簽的實現(xiàn)，RFID將會取代EAS主宰電子商品防竊的市場。但在未來的幾年中電子商品防竊領(lǐng)域的將會出現(xiàn)EAS與RFID雙雄并立的狀況。

EAS系統(tǒng)性能評估指標(biāo)

    評估EAS系統(tǒng)性能指標(biāo)有系統(tǒng)檢測率、系統(tǒng)誤報、抗環(huán)境干擾能力、受金屬物屏蔽程度、保護(hù)寬度、保護(hù)商品種類、防盜標(biāo)簽性能/尺寸、消磁設(shè)備等。

1.檢測率

    檢測率是指單位數(shù)量的有效標(biāo)簽以不同方向經(jīng)過檢測區(qū)域的不同位置時的報警次數(shù)。

    由于某些系統(tǒng)的標(biāo)簽存在方向性，所以檢測率的概念應(yīng)以綜合各個方向的檢測率平均值為基準(zhǔn)。就目前市場上最常用的三種原理來說，聲磁系統(tǒng)的檢測率最高，一般超過95%；無線電/射頻系統(tǒng)的檢測率在60-80%之間；電磁波的檢測率一般在50-70%之間。檢測率低的系統(tǒng)在商品被帶出時發(fā)生漏報率可能性要大，因此檢測率的高低是評估防盜系統(tǒng)好壞的主要性能指標(biāo)之一。

2.系統(tǒng)誤報

    系統(tǒng)誤報是指非防盜標(biāo)簽觸發(fā)系統(tǒng)的報警。如果有非標(biāo)簽物品觸發(fā)報警將會給工作人員的判斷處理帶來困難，甚至引起顧客與商場之間的沖突。由于受到原理的限制，目前常見的EAS系統(tǒng)都無法完全排除誤報，但性能上會有差別，選擇系統(tǒng)的關(guān)鍵是看誤報率。

3.抗環(huán)境干擾能力

    當(dāng)設(shè)備受到干擾時（主要是電源與周圍噪聲的干擾），系統(tǒng)會在無人經(jīng)過或無任何觸發(fā)報警物品經(jīng)過時發(fā)出報警信號，這種現(xiàn)象稱為虛報或自鳴。

    無線電/射頻系統(tǒng)因為易受環(huán)境干擾，常常會出現(xiàn)自鳴現(xiàn)象，所以有些系統(tǒng)安裝了紅外線裝置，相當(dāng)于加裝了一個電動開關(guān)，只有當(dāng)人員經(jīng)過系統(tǒng)，阻擋了紅外線，系統(tǒng)才開始工作，沒有人經(jīng)過時，系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)。這樣雖然解決了無人經(jīng)過時的自鳴，但仍然不能解決有人經(jīng)過時的自鳴情況。

    電磁波系統(tǒng)也易受到環(huán)境干擾，特別是磁性介質(zhì)以及電源的干擾，影響系統(tǒng)的性能。

    聲磁系統(tǒng)由于采用了獨特的共振遠(yuǎn)離，并配合智能技術(shù)，系統(tǒng)由微機(jī)控制、軟件驅(qū)動，對周圍環(huán)境噪聲自動檢測，因而能夠很好適應(yīng)環(huán)境，有較好的抗環(huán)境干擾能力。

4.受金屬物屏蔽的程度

    商場、超市中的很多商品帶有金屬物品，如金屬錫箔紙包裝的食品、香煙、化妝品、藥品等；還有本身自帶金屬的商品，如電池、CD/VCD盤片、美發(fā)用品、五金工具等；另外商場提供的購物車、購物籃等。含金屬物品對EAS系統(tǒng)的影響主要是對感應(yīng)標(biāo)簽的屏蔽作用，使系統(tǒng)檢測裝置檢測不到有效的標(biāo)簽存在或檢測靈敏度大大下降，導(dǎo)致系統(tǒng)不發(fā)出報警。

    受金屬屏蔽影響最嚴(yán)重的是無線電/射頻RF系統(tǒng)，這可能是無線電/射頻在實際使用當(dāng)中表現(xiàn)的主要局限之一。電磁波系統(tǒng)也會受到金屬物品的影響，當(dāng)大塊金屬進(jìn)入電磁波系統(tǒng)的檢測區(qū)域時，系統(tǒng)會出現(xiàn)“停機(jī)”現(xiàn)象，當(dāng)金屬購物車、購物籃經(jīng)過時，里面的商品即使有有效標(biāo)簽，也會因為屏蔽而不產(chǎn)生報警。聲磁系統(tǒng)除了對純鐵制品如鐵鍋等，會受到影響外，其它的金屬物品/錫箔紙、金屬購物車/購物籃等超市常見物品均能正常工作。

5.保護(hù)寬度

    商場需要考慮防盜系統(tǒng)的保護(hù)寬度，以免支座之間寬度過窄，影響顧客進(jìn)出。況且商場都希望出入口寬敞一些。

6.保護(hù)商品種類

    超市內(nèi)的商品一般可以分為兩類。一類是“軟”商品，如服裝、鞋帽、針織品，這類一般采用硬標(biāo)簽保護(hù)，可以重復(fù)使用；另一類是“硬”商品，如化妝品、食品、洗發(fā)液等，采用軟標(biāo)簽保護(hù)，在收銀臺進(jìn)行消磁，一般一次性使用。

7.防盜標(biāo)簽的性能

    防盜標(biāo)簽是整個電子防盜系統(tǒng)中的一個重要組成部分，防盜標(biāo)簽性能的好壞，影響著整個防盜系統(tǒng)的性能。有些標(biāo)簽容易受到潮濕氣的影響；有些不能彎曲；有些標(biāo)簽?zāi)軌蚝苋菀椎仉[蔽在商品的包裝盒內(nèi)；有些會蓋住商品上有用的說明文字等等。

8.消磁設(shè)備

    消磁設(shè)備的可靠性與易操作性也是選擇防盜系統(tǒng)的重要因素。目前較先進(jìn)的消磁設(shè)備都是非接觸性式，它產(chǎn)生一定高度的消磁區(qū)域，當(dāng)有效標(biāo)簽經(jīng)過時瞬時完成標(biāo)簽的消磁，無需接觸消磁器，這樣方便了收銀員操作也加快了收銀速度。

標(biāo)簽分類

單比特標(biāo)簽

    留在商品上并由銷售人員中性化了的標(biāo)簽被認(rèn)為是可去激活的?？扇ゼせ顦?biāo)簽的其中一個類型是由電感元件和電容元件構(gòu)成的一個電子線路，該線路在某個無線電頻率處產(chǎn)生共振。

    磁性標(biāo)簽是由一個軟磁性材料的磁條組成。通過與硬磁材料制成的鐵磁性元件相互作用，可以使這種磁性標(biāo)簽實現(xiàn)磁化或消磁。在具有一定頻率的磁場作用下，這種軟磁條將發(fā)生共振，并產(chǎn)生諧波。這就可以實現(xiàn)標(biāo)簽的識別。而硬鐵磁性元件被磁化或消磁，這樣也使標(biāo)簽被激活或去激活。

    聲磁標(biāo)簽是由一個條形的磁致伸縮材料和條形的高矯頑磁性的磁性材料構(gòu)成。具有特定頻率的磁場將引起矯頑磁性磁條共振。這種共振可通過對機(jī)械共振磁致伸縮材料所產(chǎn)生磁場敏感的接收機(jī)檢測到?？梢酝ㄟ^改變磁條的磁偏置來實現(xiàn)標(biāo)簽的去活。

    對射頻識別（RFID）技術(shù)而言，EAS僅僅是它的一個簡單的附加功能。同其他傳統(tǒng)的ESA相比，RFID的EAS具有如下優(yōu)點：它不僅能通過觸發(fā)報警系統(tǒng)通告物品的存在，而且也能通告該物品具體是什么;可以通過指令使得相同標(biāo)簽系統(tǒng)在從商品制造商到零售商的整個分銷渠道上的所有站點同時關(guān)閉或開啟EAS功能;可以通過標(biāo)簽的讀寫協(xié)議來方便的控制標(biāo)簽，而不用像現(xiàn)在某些零售商那樣，通過一塊笨重的磁塊來把信息從各種亂七八糟的信用卡上檫除。

    當(dāng)系統(tǒng)使用無線通信時，可以把標(biāo)簽封裝在商品里面，這樣避免了當(dāng)把商品從包裝里取出時，卻把帖有傳統(tǒng)標(biāo)簽的包裝盒留在了商店的后面。在不需要增加額外成本的情況下，可以把EAS功能和識別系統(tǒng)和跟蹤系統(tǒng)集成在一起。

多比特標(biāo)簽

    傳統(tǒng)EAS標(biāo)簽是一個單比特設(shè)備，且不能通過編程信號使之在通、斷之間切換。

    共振電路就是通過選取電路中電阻R、電容C、電感L合適值，使得該電路的電抗在共振頻率處最小。

    其中的一個方法是把共振電路布置在一個薄的絕緣電介質(zhì)襯底上，以形成一個可用以ESA系統(tǒng)的標(biāo)簽。一般地，共振電路線圈由一個具有特定阻抗和電感值的導(dǎo)電元件閉合環(huán)組成。而該閉合環(huán)中的電容性元件由兩個分別放置在絕緣電介質(zhì)襯底兩個相向表面上的薄金屬導(dǎo)電膜組成。這要把這類標(biāo)簽粘貼在物品上，就可以起到防偷盜的作用。從基站發(fā)送的射頻信號的無線電頻率在共振電路的共振頻率上或附近。一旦標(biāo)簽進(jìn)入到該射頻信號場內(nèi)，則標(biāo)簽對射頻信號的吸收將導(dǎo)致基站共振電路中震蕩電流的變化，并使接收線圈中的功率下降?？梢岳眠@兩種效應(yīng)來檢測該標(biāo)簽的存在，進(jìn)而也就檢測到粘貼了該標(biāo)簽的物品。因此一旦通過拾音線圈或放大器檢測到上述兩種效應(yīng)中的任何一種，就能發(fā)出告警聲音，表明有商品被非法移動。為了對標(biāo)簽去激活，可以在付款柜臺處提供一個相對較高功率的RF脈沖。該高功率的RF脈沖能夠擊穿電路中電容或熔斷線圈的某個薄弱部分。在任何一種情況下，電路不再共振，且不再對來自基站的RF信號有任何響應(yīng)。因此，在付款柜臺正常付費(fèi)的顧客就可以沒有任何困難的情況下通過防盜檢測門。

    從上面的描述可以清楚地看出，一旦將這類標(biāo)簽去激活，則它們將不再能被再利用。此外，就如上述所描述的結(jié)構(gòu)，這類標(biāo)簽只能攜帶一比特的信息。因此它們不能給出任何有關(guān)識別物品的信息，且只能用在防偷盜場合。通?？梢园堰@類標(biāo)簽歸為單比特標(biāo)簽。

    某些RF標(biāo)簽由一個共振線圈，即由兩個分別處在絕緣電介質(zhì)襯底兩邊的薄膜平板電容器構(gòu)成的雙邊線圈組成。這類標(biāo)簽可以用作源標(biāo)簽，并具有一個不同于零售業(yè)用于防偷盜時的初始頻率。例如可以將這類標(biāo)簽設(shè)計成一開始就處于去激活狀態(tài)，直到第一個電容被在共振頻率處的高功率RF脈沖擊穿。通過第一個電容使得電路共振頻率位移到零售商防盜檢測系統(tǒng)的共振頻率處。當(dāng)顧客為欲購買商品付款之后，在收款臺處，用第二個擊穿脈沖是第二個電容失效。在這時，標(biāo)簽再也不能被再利用，標(biāo)簽被永久地破壞。

    在一些其他的標(biāo)簽系統(tǒng)中，通過改變電路電容的方法，可以在一個RF線圈標(biāo)簽上獲得兩個或多個頻率。一種情況是通過一個強(qiáng)的DC電場來改變電容器的等效介電常數(shù)。因此，該電路就具有兩個依賴于所施加直流場強(qiáng)值的共振頻率。歸因于鐵電磁滯特性，可以利用直流電場把標(biāo)簽去激活。然而也可以通過一個具有相反極性的直流電場再次激活標(biāo)簽，使之再利用。

    在另外一種情況下，可以將一組電容并聯(lián)連接到一個電感，且每個電容器的電介質(zhì)厚度各不相等。用這種方式，可以通過施加不同的電壓，就可以獲得一系列的共振頻率。這樣在不同的電場強(qiáng)度下，每個電容器均能根據(jù)其電介質(zhì)厚度而改變電容值。

    還有一種方法是由一組以并聯(lián)方式連接到電感的電容器組成一個陣列。這里可以通過選擇性地?fù)舸┮粋€或多個電容的方法來改變共振，這樣也就改變了最終電路的共振頻率。這樣就可以通過在詢問期間，選擇性地?fù)舸╇娙莼蚴闺娙菔У姆绞?，建立一套頻率編碼。一旦掃描，標(biāo)簽就不能再使用，因為頻率碼依賴于掃描期間被擊穿的電容器和觀測到的頻率改變。因此一旦標(biāo)簽被詢問，其電容性元件變成不可恢復(fù)的短路，且再也不能被再次掃描。

    可再使用標(biāo)簽包含兩個鐵磁性元件，其中一個是軟鐵磁性的，另一個是硬鐵磁性的，兩個鐵磁性元件在物理上多部分地覆蓋了RF線圈。通過在軟鐵磁性材料上施加一個偏置場，并使其飽和的方法，就能使具有高矯頑磁性的鐵磁性元件磁化。在這種狀態(tài)下，RF場產(chǎn)生一個非常小的磁滯損耗，導(dǎo)致標(biāo)簽電路有一個相對高的Q值。另一方面，當(dāng)硬鐵磁性元件被消磁時，RF場在軟鐵磁性材料中產(chǎn)生一個磁滯損耗，這降底了標(biāo)簽電路的Q值。

    用來詢問和檢測RF共振標(biāo)簽的讀設(shè)備已經(jīng)實用化，在這里詢問頻率被在某個中心頻率附近掃描。一般地，除非標(biāo)簽出現(xiàn)在發(fā)射器的場中間，否則只有非常小的常被輻射出來。因此，當(dāng)沒有標(biāo)簽在天線場中時，只有非常小的天線電路的損耗。當(dāng)掃描頻率同場中活動標(biāo)簽的共振頻率相一致時，能量被吸收，且檢測電路檢測到在詢問天線振蕩電路中電壓有一個下降。在一個完整的掃描周期內(nèi)，標(biāo)簽吸收發(fā)生兩次，導(dǎo)致振蕩電路產(chǎn)生一個負(fù)向下降。該負(fù)向下降引起脈沖調(diào)制，通過過濾、解調(diào)和放大，并發(fā)出告警信號，表明有人偷盜物品。通過改變詢問載波頻率，以便使它和共振標(biāo)簽頻率相匹配的方法來實現(xiàn)基本的檢測。

EAS技術(shù)發(fā)展趨勢

    EAS信號傳輸方式上模擬式居多，但在全球數(shù)字化浪潮中，無論是聲磁還是射頻，無可避免的，都緊跟數(shù)字化腳步，紛紛開發(fā)出DSP（Digital Signal Processor）的系列產(chǎn)品。模擬技術(shù)容易受到各種電磁場的干擾，尤其在檢測門距離較大時，因電磁場干擾導(dǎo)致誤報、漏報較多，而數(shù)字產(chǎn)品在信號采集和處理上準(zhǔn)確性提高，避免了很多環(huán)境及人為因素對EAS設(shè)備的干擾，令EAS檢測寬度大大提高。但DSP通過軟件對各種信號實時采集處理，由于軟件設(shè)計過程中難以避免的一些問題，目前市場上的各種DSP產(chǎn)品都不盡完美。所以盡管DSP是未來EAS發(fā)展的方向，但目前用戶仍不可盲目迷信，相信隨著時間的推移，DSP技術(shù)會更趨完善，而且終有一天，可以直接通過EAS譯碼過程了解到所售產(chǎn)品種類、數(shù)量、庫存等，這點正是目前EAS技術(shù)努力的方向。

    現(xiàn)行EAS系統(tǒng)功能相對來說比較單一，主要是出于商品防竊考慮，且安裝上也是作為單一系統(tǒng)設(shè)置、布線，而EAS下一步發(fā)展必將跳出現(xiàn)有的單一商品管理模式，與CCTV監(jiān)控、防盜報警系統(tǒng)等有機(jī)集成，實現(xiàn)集商品防盜、門禁考勤、物流管理、監(jiān)控等多種功能于一體。

    隨著EAS系統(tǒng)的普及和眾多連鎖零售商對商品防觀念的成熟，商品標(biāo)簽化將越來越為眾多商家所青睞。所謂商品標(biāo)簽化，即是由生產(chǎn)商在生產(chǎn)過程中，將電子標(biāo)簽做在商品內(nèi)或商品的包裝內(nèi)。對于零售商來說，商品標(biāo)簽化省去人工貼標(biāo)簽的麻煩，而且電子標(biāo)簽隱藏在硬紙板的夾層中或商品標(biāo)簽內(nèi)（這種隱藏的電子標(biāo)簽又稱源標(biāo)簽），不易被人發(fā)覺和破壞，可以較好的防止內(nèi)盜及外盜的發(fā)生，同時開架銷售提高了單位銷售面積和利潤。對于生產(chǎn)商、包裝商來說，在生產(chǎn)線上加裝一個標(biāo)簽不會使產(chǎn)品性能受到任何影響；商品開架銷售使得供貨量明顯提高；同時可以避免外貼電子標(biāo)簽遮蓋產(chǎn)品原有的說明書文字，維持了原包裝的圖形和商品信息的完整性。雖然源標(biāo)簽增加了生產(chǎn)商的成本，但同時也因產(chǎn)品具有防盜標(biāo)簽的特點而增加了產(chǎn)品的市場競爭優(yōu)勢。

    安防產(chǎn)業(yè)一直提倡技防與人防的有機(jī)結(jié)合，對于主要用于商業(yè)領(lǐng)域的EAS來說也不例外。目前EAS尚無法克服誤報與漏報的問題，零售行業(yè)面對的是來購物的顧客，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)報警時的處理就顯得尤為重要而敏感。作為EAS供貨商，在為用戶提供使用培訓(xùn)時，應(yīng)向用戶解釋各種可能出現(xiàn)的意外情況，令商家在處理報警時心中有底；作為零售商，在雇員的素質(zhì)培訓(xùn)上也應(yīng)進(jìn)一步提升，盡可能人性化處理各種報警情況，減輕因誤報對顧客感情上的傷害；而作為顧客，則需要理解科技的局限性，配合商家進(jìn)行檢查，減少不必要的糾紛與麻煩。