一、系統(tǒng)開發(fā)背景

　　隨著智能化管理制度的逐步完善和信息化設(shè)施的不斷更新，學(xué)校安全防范和控制的能力大大增強(qiáng)。針對(duì)學(xué)校對(duì)于在校學(xué)生的進(jìn)出考勤管理和家長(zhǎng)接送、平安短信等，結(jié)合我們公司半有源RFID技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，我公司特意開發(fā)了本套系統(tǒng)基于半有源RFID射頻識(shí)別技術(shù)的家校通平安短信系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生的在校安全管理起到重大作用。平安短信系統(tǒng)是一個(gè)應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)家長(zhǎng)和學(xué)校之間的實(shí)時(shí)通信的先進(jìn)系統(tǒng)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和無線傳輸技術(shù)，有效地解決了為幫助孩子們健康成長(zhǎng)的家長(zhǎng)和老師間的溝通瓶頸。

　　河北沃爾思科技有限公司采用了半有源RFID技術(shù)，對(duì)進(jìn)出校園的人員進(jìn)行讀卡監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了不需排隊(duì)刷卡考勤，可以準(zhǔn)確知道學(xué)生的到離校時(shí)間，以監(jiān)督管理學(xué)生安全。同時(shí)，結(jié)合短信平臺(tái)等通知家長(zhǎng)，使之獲得學(xué)生狀況，可以在一些特殊場(chǎng)合做出應(yīng)對(duì)。很好的解決了在校學(xué)生自動(dòng)進(jìn)出判斷管理，學(xué)生考勤管理、平安短信等管理。大幅度的提升在校學(xué)生的安全性和管理效率,提高管理效率，降低管理人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)該系統(tǒng)接口開放，具有多方面擴(kuò)展功能，比如與視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

　　二、系統(tǒng)概述

　　1、現(xiàn)狀與分析

　　由于學(xué)校學(xué)生具有人員多、在校內(nèi)流動(dòng)性大、一般老師都很難以及時(shí)掌握每個(gè)學(xué)生的來校情況，家長(zhǎng)無法及時(shí)得知孩子是否按時(shí)上、下學(xué)。一旦孩子逃課不去學(xué)?；虻叫：髸缯n出校玩耍，老師及家長(zhǎng)因不能實(shí)時(shí)了解具體情況，會(huì)給學(xué)生安全管理、孩子教育工作帶來極大的困難。因此，校方和家長(zhǎng)都需要了解以下信息：

　　l學(xué)生安全情況(是否安全到校、離校等)；

　　l學(xué)生出勤情況(是否準(zhǔn)時(shí)到校、離校，有無遲到、早退等)；

　　l學(xué)生在校(或在家)表現(xiàn)(考試成績(jī)、學(xué)習(xí)態(tài)度、行為優(yōu)劣等)。

　　2、功能優(yōu)勢(shì)

　　家校通平安短信管理系統(tǒng)是整個(gè)教學(xué)行業(yè)安全工作的需求，它可為家長(zhǎng)提供孩子的準(zhǔn)確的到離校及在校信息，同時(shí)它也是一種科學(xué)化的校園管理方式，可以提高校園安全保障和校園的現(xiàn)代化管理水平。

　　對(duì)于學(xué)校：

　　考勤管理信息化

　　同時(shí)實(shí)現(xiàn)學(xué)生和教職員工的高效、直觀的考勤管理。

　　學(xué)生管理信息化

　　建立學(xué)生電子檔案，形成內(nèi)容豐富的學(xué)生電子簡(jiǎn)歷，便于學(xué)生實(shí)習(xí)和就業(yè)。

　　對(duì)于學(xué)生家長(zhǎng)：

　　實(shí)時(shí)、便捷地獲取學(xué)生出入校信息

　　家長(zhǎng)可以及時(shí)了解學(xué)生出入校的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，不必再牽掛學(xué)生的動(dòng)向，安心工作。

　　對(duì)于學(xué)生：

　　親情電話

　　學(xué)生可通過通訊平臺(tái)和家長(zhǎng)建立免費(fèi)電話溝通。特別對(duì)于在異地求學(xué)的學(xué)生，親情電話的功能無疑成為了學(xué)生和家長(zhǎng)間不可或缺溝通方式。

　　隨身電子簡(jiǎn)歷

　　可以存儲(chǔ)學(xué)生電子簡(jiǎn)歷，成為學(xué)生隨身攜帶，隨時(shí)展示的個(gè)性化名片。

　　信用支付消費(fèi)

　　學(xué)生使用電子學(xué)生證可在學(xué)校指定的消費(fèi)場(chǎng)所內(nèi)進(jìn)行消費(fèi)。

　　三、半有源RFID技術(shù)方案優(yōu)勢(shì)

　　1、RFID技術(shù)簡(jiǎn)介

　　RFID(RadioFrequencyIdentificationTechnology)射頻識(shí)別技術(shù)是一種通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。從概念上來講，RFID類似于條碼掃描，條碼掃描技術(shù)是將已編碼的條形碼附著于目標(biāo)物并使用專用的掃描讀寫器利用光電信號(hào)將信息由條形磁傳送到掃描讀寫器；而RFID則使用專用的RFID讀寫器及專門的可附著于目標(biāo)物的RFID單元，利用RFID信號(hào)將信息由RFID單元傳送至RFID讀寫器。

　　目前，RFID技術(shù)中所衍生的產(chǎn)品大概有三大類：無源RFID產(chǎn)品、有源RFID產(chǎn)品、半有源RFID產(chǎn)品。

　　有源RFID產(chǎn)品和無源RFID產(chǎn)品，其不同的特性，決定了不同的應(yīng)用領(lǐng)域和不同的應(yīng)用模式，也有各自的優(yōu)勢(shì)所在。但在本系統(tǒng)中，我們著重介紹介于有源RFID和無源RFID之間的半有源RFID產(chǎn)品，該產(chǎn)品集有源RFID和無源RFID的優(yōu)勢(shì)于一體，在開放式門禁進(jìn)出管理，區(qū)域定位管理，及安防報(bào)警等領(lǐng)域有著很大的優(yōu)勢(shì)。

　　2、半有源RFID技術(shù)簡(jiǎn)介

　　半有源RFID產(chǎn)品，結(jié)合有源RFID產(chǎn)品及無源RFID產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，在低頻125KHZ頻率的觸發(fā)下，讓微波2.45G發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。半有源RFID技術(shù)，也可以叫做低頻激活觸發(fā)技術(shù)，利用低頻近距離精確定位，微波遠(yuǎn)距離識(shí)別和上傳數(shù)據(jù)，來解決單純的有源RFID和無源RFID沒有辦法實(shí)現(xiàn)的功能。簡(jiǎn)單的說，就是近距離激活定位，遠(yuǎn)距離識(shí)別及上傳數(shù)據(jù)。真正做到運(yùn)籌帷幄之中，決勝千里之外的大將風(fēng)范。

　　3、半有源RFID技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

　　半有源RFID是一項(xiàng)易于操控、簡(jiǎn)單實(shí)用且特別適合用于自動(dòng)化控制的靈活性應(yīng)用技術(shù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，它既可支持只讀工作模式也可支持讀寫工作模式，且無需接觸或瞄準(zhǔn);可在各種惡劣環(huán)境下自由工作，短距離射頻產(chǎn)品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，可以替代條碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體;長(zhǎng)距射頻產(chǎn)品多用于交通上，識(shí)別距離可達(dá)幾十米，如自動(dòng)收費(fèi)或識(shí)別車輛身份等。其所具備的獨(dú)特優(yōu)越性是其它識(shí)別技術(shù)無法企及的，主要有以下幾個(gè)方面：

　　讀取方便快捷：

　　數(shù)據(jù)的讀取無需光源，甚至可以透過外包裝來進(jìn)行。有效識(shí)別距離更大，有效識(shí)別距離可達(dá)到100米以上；

　　識(shí)別速度快：

　　終端標(biāo)簽一進(jìn)入磁場(chǎng)，讀寫器就可以即時(shí)讀取其中的信息，而且能夠同時(shí)處理多個(gè)終端，實(shí)現(xiàn)批量識(shí)別；

　　數(shù)據(jù)容量大：

　　數(shù)據(jù)容量最大的二維條形碼(PDF417)，最多也只能存儲(chǔ)2725個(gè)數(shù)字；若包含字母，存儲(chǔ)量則會(huì)更少；RFID終端則可以根據(jù)用戶的需要擴(kuò)充到數(shù)10K；

　　使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)用范圍廣：

　　其無線電通信方式，使之在粉塵、油污等高污染環(huán)境和放射性環(huán)境中，工作人員不必身在其中就可進(jìn)行工作。終端的封閉式包裝使得壽命大大超過印刷的條形碼；

　　標(biāo)簽數(shù)據(jù)可動(dòng)態(tài)更改：

　　利用編程器可以寫入數(shù)據(jù)，從而賦予RFID標(biāo)簽交互式便攜數(shù)據(jù)文件的功能，而且寫入時(shí)間比打印條形碼更少；

　　更好的安全性：

　　不僅可以嵌入或附著在不同形狀、類型的產(chǎn)品上，而且可以為終端數(shù)據(jù)的讀寫設(shè)置密碼保護(hù)，從而具有更高的安全性；

　　動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)通信：

　　終端標(biāo)簽以每秒50～100次的頻率與讀寫器進(jìn)行通信，所以只要RFID終端所附著的物體出現(xiàn)在解讀器的有效識(shí)別范圍內(nèi)，就可以對(duì)其位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)的追蹤和監(jiān)控。

　　四、系統(tǒng)介紹

　　1、系統(tǒng)介紹

　　家校通平安短息系統(tǒng)是利用高科技的遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)、手機(jī)短信服務(wù)平臺(tái)和計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)開發(fā)而成的具有世界領(lǐng)先水平的綜合信息管理系統(tǒng)，為廣大中小學(xué)校、學(xué)生家長(zhǎng)提供了信息化服務(wù)平臺(tái)。

　　采用遠(yuǎn)距離RFID技術(shù)和低頻激活技術(shù)，在學(xué)校大門安裝讀寫器低頻激活器，學(xué)生攜帶標(biāo)簽進(jìn)出時(shí)將被激活讀取，平時(shí)標(biāo)簽處于休眠狀態(tài)，以節(jié)省電源，增加標(biāo)簽使用壽命。讀寫器將標(biāo)簽ID和激活天線ID通過RJ45、WIFI或GPRS上傳至系統(tǒng)服務(wù)器，家校通系統(tǒng)經(jīng)過處理后可判斷具體信息(如：人員姓名，所處位置，出現(xiàn)時(shí)間等)，同時(shí)將學(xué)生入校、離校信息通過短信方式發(fā)送給學(xué)生家長(zhǎng)，從而為家長(zhǎng)及時(shí)掌握學(xué)生動(dòng)向及在校情況提供有效管理手段。系統(tǒng)服務(wù)器也可根據(jù)上學(xué)、放學(xué)該段時(shí)間內(nèi)出入學(xué)校大門的人員出入信息整理出這一時(shí)間段內(nèi)的各種出勤報(bào)表(如：遲到早退記錄、未出勤時(shí)間等)。

　　l學(xué)生卡：采用半有源標(biāo)簽作為學(xué)生卡，標(biāo)簽平時(shí)處于休眠狀態(tài)，進(jìn)入激活區(qū)激活其每隔200ms(可設(shè)置參數(shù))自動(dòng)發(fā)送標(biāo)簽ID和激活天線ID號(hào)，離開激活區(qū)，標(biāo)簽自動(dòng)休眠；

　　l讀寫器安裝：在校門口安裝兩臺(tái)定向讀寫器，一個(gè)讀寫器朝校外安裝，另一臺(tái)讀寫器朝著校內(nèi)安裝，通過識(shí)別標(biāo)簽ID和對(duì)應(yīng)的激活天線ID可有效判斷學(xué)生的進(jìn)出狀態(tài)；

　　l激活器安裝：在校門口安裝一臺(tái)125K低頻激活器(帶兩路不同ID125K線圈)，校門內(nèi)外各一路天線，同步工作；

　　l數(shù)據(jù)傳輸：讀寫器將識(shí)別到的學(xué)生卡信息通過RJ45、GPRS或WIFI傳輸至學(xué)校的服務(wù)器中，系統(tǒng)可根據(jù)傳回的信息判斷學(xué)生的進(jìn)出狀態(tài)。

　　l后臺(tái)服務(wù)：

　　1)后臺(tái)系統(tǒng)通過短信貓或者短信平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商將學(xué)生的進(jìn)出信息發(fā)送至家長(zhǎng)，使得家長(zhǎng)對(duì)學(xué)生在校狀況了如指掌。

　　2)系統(tǒng)管理員可以通過家校通管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)來記錄學(xué)生的信息。如考試成績(jī)、名次、班級(jí)信息等。家長(zhǎng)可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)查看學(xué)生信息。

　　3)家長(zhǎng)、老師和員可通過登錄校訊通網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行交流。家長(zhǎng)可以及時(shí)知道自己的孩子在校學(xué)習(xí)情況。

　　2、系統(tǒng)工作原理

　　激活器安裝在門衛(wèi)室或者周邊，引出兩路125K線圈；分別是1號(hào)激活天線和2號(hào)激活天線，當(dāng)帶有雙頻電子標(biāo)簽的學(xué)生進(jìn)入校門時(shí)，距離1號(hào)激活天線1-3.5米的范圍時(shí)，低頻激活器就會(huì)發(fā)出電磁波就會(huì)被雙頻電子標(biāo)簽接收到，雙頻電子標(biāo)簽接收到電磁波攜帶的能量并將2.4G有源電子標(biāo)簽激活，有源電子標(biāo)簽被激活后，將電子標(biāo)簽本身的ID信息及激活器的ID以一定速率發(fā)送給閱讀器，閱讀器收到雙頻電子標(biāo)簽發(fā)出的射頻信號(hào)及激活器的IP并通過485或者TCPIP接口傳遞給后臺(tái)；隨著學(xué)生逐步進(jìn)入到大門內(nèi)側(cè)時(shí)，激活器攜帶的電磁波能量逐漸減弱直至不能再激活雙頻電子標(biāo)簽，而B激活器開始激活車輛電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽被激活后將電子標(biāo)簽本身的ID信息及激活器的IP以一定速率發(fā)送給閱讀器，閱讀器收到雙頻電子標(biāo)簽發(fā)出的射頻信號(hào)及激活器的IP并通過485或者TCPIP接口傳遞給后臺(tái)，后臺(tái)根據(jù)低頻激活器讀取的先后順序及不同的激活器天線的ID編號(hào)做出判斷。

　　系統(tǒng)具體由下面幾部分組成：

　　lRFID讀寫器，低頻激活器，標(biāo)簽和發(fā)卡機(jī)

　　l系統(tǒng)服務(wù)器計(jì)算機(jī)

　　l短信網(wǎng)關(guān)等短信平臺(tái)

　　l家校通系統(tǒng)軟件

　　l接收短信手機(jī)

　　五、系統(tǒng)拓?fù)鋱D

　　1、系統(tǒng)功能

　　該家校通系統(tǒng)，包含四個(gè)管理模塊：信息管理模塊，到離校管理模塊，考勤管理和異常報(bào)警模塊。本系統(tǒng)主要闡述到離校管理模塊，也是家校通的核心功能，典型的RFID技術(shù)利用，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的平安情況匯報(bào)。具體功能模塊圖如下圖2所示：

系統(tǒng)模塊圖2

　　2、信息管理模塊

　　對(duì)于在校的所有學(xué)生，統(tǒng)一發(fā)放RFID標(biāo)簽，實(shí)行一人一卡制度，通過數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)將每個(gè)學(xué)生所用標(biāo)簽與學(xué)生信息一一對(duì)應(yīng)，即將學(xué)生信息與標(biāo)簽ID號(hào)綁定。該部分包含三個(gè)部分：

　　l學(xué)生信息添加：對(duì)新入學(xué)的學(xué)生或者補(bǔ)辦卡的學(xué)生，發(fā)放新的RFID標(biāo)簽，對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行授權(quán)管理，將人員信息與RFID標(biāo)簽進(jìn)行對(duì)應(yīng)。

　　l學(xué)生信息刪除：學(xué)生畢業(yè)，標(biāo)簽遺失等情況下，需要對(duì)該生的RFID標(biāo)簽進(jìn)行報(bào)廢處理，刪除RFID標(biāo)簽相關(guān)信息。

　　l學(xué)生信息修改：學(xué)生升學(xué)，班級(jí)調(diào)動(dòng)等情況下，需要對(duì)RFID標(biāo)簽信息進(jìn)行重新管理，修改相對(duì)應(yīng)的學(xué)生信息。

　　3、到離校管理模塊

　　這是家校通系統(tǒng)的核心部分，在學(xué)生到離校的時(shí)候，即時(shí)發(fā)送短信息報(bào)告學(xué)生的到離校時(shí)間給家長(zhǎng)或老師，方便家長(zhǎng)知曉孩子的到離校安全狀況，減少家長(zhǎng)擔(dān)心的同時(shí)，還可以起到追溯作用。本部分也包含三塊：

　　lID獲?。和ㄟ^RFID讀寫器自動(dòng)采集學(xué)生的標(biāo)簽ID號(hào)和激活天線ID，實(shí)時(shí)獲取該生出入校門時(shí)間。

　　l數(shù)據(jù)傳輸與處理：將標(biāo)簽ID信息上傳系統(tǒng)服務(wù)器，通過服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫對(duì)比識(shí)別學(xué)生信息，確認(rèn)具體為哪位學(xué)生，對(duì)應(yīng)年級(jí)班級(jí)，家長(zhǎng)姓名，手機(jī)號(hào)碼等信息，同時(shí)判斷學(xué)生的進(jìn)出方向。

　　l平安短信發(fā)送：確認(rèn)清楚學(xué)生信息之后，系統(tǒng)服務(wù)器將下達(dá)向?qū)?yīng)家長(zhǎng)發(fā)出平安短信的指令并通過短信貓發(fā)送。

　　以上流程如圖3所示：

到離校管理模塊流程圖3

　　4、考勤管理模塊

　　學(xué)生進(jìn)出校門時(shí)，系統(tǒng)在發(fā)送平安短信的同時(shí)也可以作為學(xué)生考勤記錄。在系統(tǒng)里登記學(xué)生的到離校時(shí)間，從而作為學(xué)生的出勤判斷。學(xué)生的考勤管理模塊包含人工考勤，智能考勤和考勤時(shí)間設(shè)置。

　　l人工考勤：以備遇到特殊情況，如標(biāo)簽丟失，損壞等，管理員可以通過人工考勤方式來輔助。

　　l智能考勤：采用遠(yuǎn)距離RFID卡進(jìn)行考勤，可多標(biāo)簽同時(shí)識(shí)別，節(jié)約時(shí)間，同時(shí)不需人工干預(yù)，提高了工作效率，減少出錯(cuò)的可能。

　　l考勤時(shí)間設(shè)定：考勤時(shí)間設(shè)定指的是針對(duì)考勤系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)間，在所設(shè)的時(shí)間段內(nèi)，考勤系統(tǒng)正常工作，超過這個(gè)時(shí)間段，系統(tǒng)就關(guān)閉。

　　l考勤記錄查詢：系統(tǒng)管理員可以通過系統(tǒng)查詢某個(gè)學(xué)生某個(gè)時(shí)間段的考勤記錄，或者某個(gè)班級(jí)、年級(jí)的考勤記錄，并可以打印成報(bào)表，方便管理。

　　5、系統(tǒng)特點(diǎn)

　　基于RFID的家校通平安短息管理方案具有如下特點(diǎn)：

　　?實(shí)時(shí)跟蹤學(xué)生的到校離校情況，及時(shí)通知家長(zhǎng)，可讓家長(zhǎng)放心；

　　?避免學(xué)生逃課或不正常外出，對(duì)學(xué)校的管理提供極大便利；

　　?對(duì)學(xué)生每日進(jìn)行自動(dòng)化考勤；

　　?實(shí)時(shí)查詢學(xué)生的在校狀態(tài)；

　　?系統(tǒng)可一次性識(shí)別所有進(jìn)出校門的學(xué)生，避免出現(xiàn)漏讀現(xiàn)象；

　　?可對(duì)學(xué)校敏感區(qū)域或非法區(qū)域進(jìn)行智能化管理。

　　六、設(shè)備介紹

vo-R801型工業(yè)級(jí)全向讀寫器

　　產(chǎn)品技術(shù)特性

　　識(shí)別距離：0～100米半徑

　　識(shí)別速度：200公里小時(shí)

　　識(shí)別能力：同時(shí)識(shí)別500張以上的標(biāo)簽

　　識(shí)別角度：全向

　　極化方式：垂直極化或雙極化

　　增益：5dBi接收32級(jí)可調(diào)、發(fā)射4級(jí)可調(diào)

　　工作頻段：2.4GHz～2.4835GHz

　　功耗標(biāo)準(zhǔn)：工作功率為毫瓦級(jí)

　　通信機(jī)制：基于HDLC時(shí)分多址和同步通信機(jī)制

　　抗干擾性：頻道隔離技術(shù)，多個(gè)設(shè)備互不干擾

　　安全性：加密計(jì)算與安全認(rèn)證，防止鏈路偵測(cè)

　　接口標(biāo)準(zhǔn)：RS232、RS485、Wiegand26、RJ45、TTL、WiFi等可選

　　擴(kuò)展IO：開關(guān)量信號(hào)輸入與輸出各2路(可選)

　　電源標(biāo)準(zhǔn)：DC7.5～12V500～1000mA

　　封裝特性：鋁合金外殼封裝

　　可靠性：防雷防水防沖擊，滿足工業(yè)環(huán)境要求

　　尺寸：180×135×60mm(不含天線)

　　重量：0.58kg

　　安裝方式：U型、L型專用金屬安裝套件

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