電子商品防盜系統綜述

　　引 言

　　當今電子商品防盜系統(Electronic Article Surveillance, EAS)在零售商業系統的應用越來越普遍。它是一種為零售商業減少開架售貨時商品失竊，進而增加銷售和利潤的電子防盜產品。EAS系統被用來偵測當有未經柜臺授權的商品離開指定區域時，發出提示和告警信號，以提醒工作人員進行相關處理。

　　EAS系統主要由檢測器、解碼器和電子標簽三部分組成。電子標簽分為軟標簽和硬標簽，軟標簽成本較低，直接粘附在較“硬”的商品上，軟標簽不可重復使用;硬標簽一次性成本較軟標簽高，但可以重復使用。硬標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備，有一定的解碼高度，當收銀員收銀或裝袋時，電子標簽無須接觸消磁區域即可解碼。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裝置。在收到某顧客為購買某商品應付的正確款項后，收銀員就可以通過對粘貼在商品上的標簽進行中性化，而授權該商品和合法地離開某指定區域。而未經解碼的商品帶離商場，在經過檢測器裝置(多為門狀)時，會觸發報警，從而提醒收銀人員、顧客和商場保安人員及時處理。

　　EAS技術分類

　　事實上，EAS系統是單比特射頻識別系統。由于只有兩個狀態，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。目前應用在EAS系統中主要技術有四種，分別是無線電射頻、電磁、聲磁、射頻識別。不同技術的EAS系統在產品價格、認讀距離和可靠性方面有著很大的差別。磁性和射頻產品價格便宜，并且其標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簽從商品上取下來，以便再次利用。

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

　　電磁波系統(Electromagnetic System，ES)采用電磁波作為檢測信號。電磁波系統的標簽小，標簽價格也便宜，能重復消磁，但易受磁性或金屬物質的影響而產生誤報。雖然與無[FS:PAGE]線電射頻系統差不多同時產生，但是價格和技術的原因決定了它在市場上的接受度不高。

　　聲磁系統(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，實現幾乎零誤報的操作，固定在商品上的聲磁系統標簽進入系統的檢測區域時，會產生共振，但只在接收器接收到連續四次的共振信號(每1/50秒一次)后，才發出報警。

　　準確地說，RFID(Radio Frequency Identification，無線射頻識別技術)是用來描述可以通過射頻進行傳感的任何器件的一個術語，通常指的是利用射頻來閱讀一個小器件(稱作標記)上的信息。RFID系統由標簽、解讀器和天線三部分組成。其工作原理如下：標簽進入磁場后，接收解讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息(Passive Tag，無源標簽或被動標簽)，或者主動發送某一頻率的信號(Active Tag，有源標簽或主動標簽);解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理。RFID標記允許我們利用無線電波對多個標記成批閱讀和進行遠程閱讀，其意義遠遠超過條形碼。同一標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系統所能實現的電子商品防竊功能，運用RFID也可以更好地達到目的。

　　隨著RFID標準的統一，RFID標簽得到廣泛的認可和應用，識別率和穩定性技術瓶頸的突破，低成本標簽的實現，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域的將會出現EAS與RFID雙雄并立的狀況。

　　EAS系統性能評估指標

　　評估EAS系統性能指標有系統檢測率、系統誤報、抗環境干擾能力、受金屬物屏蔽程度、保護寬度、保護商品種類、防盜標簽性能/尺寸、消磁設備等。

　　1.檢測率

　　檢測率是指單位數量的有效標簽以不同方向經過檢測區域的不同位置時的報警次數。

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

　　2.系統誤報

　　系統誤報是指非防盜標簽觸發系統的報警。如果有非標簽物品觸發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系統都無法完全[FS:PAGE]排除誤報，但性能上會有差別，選擇系統的關鍵是看誤報率。

　　3.抗環境干擾能力

　　當設備受到干擾時(主要是電源與周圍噪聲的干擾)，系統會在無人經過或無任何觸發報警物品經過時發出報警信號，這種現象稱為虛報或自鳴。

　　無線電/射頻系統因為易受環境干擾，常常會出現自鳴現象，所以有些系統安裝了紅外線裝置，相當于加裝了一個電動開關，只有當人員經過系統，阻擋了紅外線，系統才開始工作，沒有人經過時，系統處于待機狀態。這樣雖然解決了無人經過時的自鳴，但仍然不能解決有人經過時的自鳴情況。

　　電磁波系統也易受到環境干擾，特別是磁性介質以及電源的干擾，影響系統的性能。

　　聲磁系統由于采用了獨特的共振遠離，并配合智能技術，系統由微機控制、軟件驅動，對周圍環境噪聲自動檢測，因而能夠很好適應環境，有較好的抗環境干擾能力。

　　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系統的影響主要是對感應標簽的屏蔽作用，使系統檢測裝置檢測不到有效的標簽存在或檢測靈敏度大大下降，導致系統不發出報警。

　　受金屬屏蔽影響最嚴重的是無線電/射頻RF系統，這可能是無線電/射頻在實際使用當中表現的主要局限之一。電磁波系統也會受到金屬物品的影響，當大塊金屬進入電磁波系統的檢測區域時，系統會出現“停機”現象，當金屬購物車、購物籃經過時，里面的商品即使有有效標簽，也會因為屏蔽而不產生報警。聲磁系統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.保護寬度

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

　　6.保護商品種類

　　超市內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，這類一般采用硬標簽保護，可以重復使用;另一類是“硬”商品，如化妝品、食品、洗發液等，采用軟標簽保護，在收銀臺進行消磁，一般一次性使用。

　　7.防盜標簽的性能

　　防盜標簽是整個電子防盜系統中的一個重要組成部分，防盜標簽性能的好壞，影響著整個防盜系統的性能。有些標簽容易受到潮濕氣的影響;有些不能彎曲;有些標簽能夠很容易地隱蔽在商品的包裝盒內;有些會蓋[FS:PAGE]住商品上有用的說明文字等等。

　　8.消磁設備

　　消磁設備的可靠性與易操作性也是選擇防盜系統的重要因素。目前較先進的消磁設備都是非接觸性式，它產生一定高度的消磁區域，當有效標簽經過時瞬時完成標簽的消磁，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。

　　標簽分類

　　單比特標簽

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

　　磁性標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，可以使這種磁性標簽實現磁化或消磁。在具有一定頻率的磁場作用下，這種軟磁條將發生共振，并產生諧波。這就可以實現標簽的識別。而硬鐵磁性元件被磁化或消磁，這樣也使標簽被激活或去激活。

　　聲磁標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械共振磁致伸縮材料所產生磁場敏感的接收機檢測到。可以通過改變磁條的磁偏置來實現標簽的去活。

　　對射頻識別(RFID)技術而言，EAS僅僅是它的一個簡單的附加功能。同其他傳統的ESA相比，RFID的EAS具有如下優點：它不僅能通過觸發報警系統通告物品的存在，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簽系統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閉或開啟EAS功能;可以通過標簽的讀寫協議來方便的控制標簽，而不用像現在某些零售商那樣，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。

　　當系統使用無線通信時，可以把標簽封裝在商品里面，這樣避免了當把商品從包裝里取出時，卻把帖有傳統標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功能和識別系統和跟蹤系統集成在一起。

　　多比特標簽

　　傳統EAS標簽是一個單比特設備，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襯底上，以形成一個可用以ESA系統的標簽。一般地，共振電路線圈由一個具有特定阻抗和電感值的導電元件閉合環組成。而該閉合環中的電容性元件由兩個分別放置在絕緣電介質襯底兩個相向表面上的薄金屬導電膜組成。這要把這類標簽粘貼在物品上[FS:PAGE]，就可以起到防偷盜的作用。從基站發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。一旦標簽進入到該射頻信號場內，則標簽對射頻信號的吸收將導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。可以利用這兩種效應來檢測該標簽的存在，進而也就檢測到粘貼了該標簽的物品。因此一旦通過拾音線圈或放大器檢測到上述兩種效應中的任何一種，就能發出告警聲音，表明有商品被非法移動。為了對標簽去激活，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。因此，在付款柜臺正常付費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構，這類標簽只能攜帶一比特的信息。因此它們不能給出任何有關識別物品的信息，且只能用在防偷盜場合。通常可以把這類標簽歸為單比特標簽。

　　某些RF標簽由一個共振線圈，即由兩個分別處在絕緣電介質襯底兩邊的薄膜平板電容器構成的雙邊線圈組成。這類標簽可以用作源標簽，并具有一個不同于零售業用于防偷盜時的初始頻率。例如可以將這類標簽設計成一開始就處于去激活狀態，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的共振頻率處。當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，標簽再也不能被再利用，標簽被永久地破壞。

　　在一些其他的標簽系統中，通過改變電路電容的方法，可以在一個RF線圈標簽上獲得兩個或多個頻率。一種情況是通過一個強的DC電場來改變電容器的等效介電常數。因此，該電路就具有兩個依賴于所施加直流場強值的共振頻率。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簽，使之再利用。

　　在另外一種情況下，可以將一組電容并聯連接到一個電感，且每個電容器的電介質厚度各不相等。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度下，每個電容器均能根據其電介質厚度而改變電容值。

　　還有一種方法是由一組以并聯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擊穿一個或多個電容的方法來改變共振[FS:PAGE]，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，選擇性地擊穿電容或使電容失效的方式，建立一套頻率編碼。一旦掃描，標簽就不能再使用，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。因此一旦標簽被詢問，其電容性元件變成不可恢復的短路，且再也不能被再次掃描。

　　可再使用標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。在這種狀態下，RF場產生一個非常小的磁滯損耗，導致標簽電路有一個相對高的Q值。另一方面，當硬鐵磁性元件被消磁時，RF場在軟鐵磁性材料中產生一個磁滯損耗，這降底了標簽電路的Q值。

　　用來詢問和檢測RF共振標簽的讀設備已經實用化，在這里詢問頻率被在某個中心頻率附近掃描。一般地，除非標簽出現在發射器的場中間，否則只有非常小的常被輻射出來。因此，當沒有標簽在天線場中時，只有非常小的天線電路的損耗。當掃描頻率同場中活動標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，標簽吸收發生兩次，導致振蕩電路產生一個負向下降。該負向下降引起脈沖調制，通過過濾、解調和放大，并發出告警信號，表明有人偷盜物品。通過改變詢問載波頻率，以便使它和共振標簽頻率相匹配的方法來實現基本的檢測。

　　EAS技術發展趨勢

　　EAS信號傳輸方式上模擬式居多，但在全球數字化浪潮中，無論是聲磁還是射頻，無可避免的，都緊跟數字化腳步，紛紛開發出DSP(Digital Signal Processor)的系列產品。模擬技術容易受到各種電磁場的干擾，尤其在檢測門距離較大時，因電磁場干擾導致誤報、漏報較多，而數字產品在信號采集和處理上準確性提高，避免了很多環境及人為因素對EAS設備的干擾，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，由于軟件設計過程中難以避免的一些問題，目前市場上的各種DSP產品都不盡完美。所以盡管DSP是未來EAS發展的方向，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品種類、數量、庫存等，這點正是目前EAS技術努力的方向。

　　現行EAS系統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設置、布線，而EAS下[FS:PAGE]一步發展必將跳出現有的單一商品管理模式，與CCTV監控、防盜報警系統等有機集成，實現集商品防盜、門禁考勤、物流管理、監控等多種功能于一體。

　　隨著EAS系統的普及和眾多連鎖零售商對商品防觀念的成熟，商品標簽化將越來越為眾多商家所青睞。所謂商品標簽化，即是由生產商在生產過程中，將電子標簽做在商品內或商品的包裝內。對于零售商來說，商品標簽化省去人工貼標簽的麻煩，而且電子標簽隱藏在硬紙板的夾層中或商品標簽內(這種隱藏的電子標簽又稱源標簽)，不易被人發覺和破壞，可以較好的防止內盜及外盜的發生，同時開架銷售提高了單位銷售面積和利潤。對于生產商、包裝商來說，在生產線上加裝一個標簽不會使產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簽遮蓋產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。雖然源標簽增加了生產商的成本，但同時也因產品具有防盜標簽的特點而增加了產品的市場競爭優勢。

　　安防產業一直提倡技防與人防的有機結合，對于主要用于商業領域的EAS來說也不例外。目前EAS尚無法克服誤報與漏報的問題，零售行業面對的是來購物的顧客，當設備出現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時，應向用戶解釋各種可能出現的意外情況，令商家在處理報警時心中有底;作為零售商，在雇員的素質培訓上也應進一步提升，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，配合商家進行檢查，減少不必要的糾紛與麻煩。