远距离识别考勤系统(校讯通) 系统方案

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　　1.前言 

　　近年来随着射频技术的飞速发展，采用射频技术实现对人员的有效监控已经成为一种发展趋势。射频人员管理系统是采用有源的射频标签作为产品的标识，射频标签内能存储人员的相关信息。射频技术可以自动实现人员信息采集和传送，无需人工干预，不影响人员的正常工作学习，不改变日常的工作习惯。

　　据有关部门调查：90％以上的家长迫切需要及时了解孩子在学校的安全和日常表现，以及准确获悉学校的相关信息。同样地，对于学校来讲，如何有效开展与家长的沟通与交流，也是学校管理者一直在努力探索的重要课题。及时发现学生的异常表现并通告给家长，无疑会对教育和培养结果起到举足轻重的作用。“和家长一起努力”，这是很多学校管理者们的共同心声。目前，教师与学生家长之间的沟通主要有两种形式：

　　1、以家长会、家长到校、成绩单、书面通知等形式面向全体家长的沟通；

　　2、以互访、书面或电话联系等方式针对某些孩子出现的具体问题所进行的个别沟通。

　　虽然通过上述两种形式在一定程度上实现了教师与家长之间的沟通与联系，但仍然存在着一些漏洞。首先，由于人员的精力、时间和空间的限制，传递的信息有限且不及时。无论是教师还是家长都只是掌握了有关学生情况的一部分信息，难以有针对性地对学生进行教育。其次，信息传输多是从学校向家长的单向传输，家长参与得不够，学生更是没有表述自己意见的机会，因而出现了一些失真的信息，给学生的发展带来了不良影响。再次，通过上述两种形式真正实现家校沟通的家长只有少量的一部分，相当一部分家长只能了解到关于同年龄阶段孩子发展的共性信息，而了解自己孩子特点的信息渠道不畅。顺畅的家校沟通，已经成为了信息时代互动教育的新要求。而有效的沟通方式则是众多学校管理者们一直在探索的重要课题。

　　针对目前互联网、手机（或小灵通）和短信在大众群体中的普遍应用的特点，““校讯通””开创性地将新兴的移动通信技术、互联网技术、WAP技术和RFID无线识别技术引入校园,在家庭和学校间架起一座空中桥梁，为家长提供方便快捷的沟通平台，有着快捷、方便的特点，交流起来无拘无束，畅所欲言，深受家长和教师的欢迎。““校讯通””使学校教育和家庭教育紧密连接在一起，保证学生到离校的安全，同时也为校务公开提供便捷的途径。

　　“校讯通”的应用必将增进家长和老师之间的感情，密切学校与家庭的联系，完善学校的管理，接受家长的监督，提高教学质量。通过此平台教师可以和家长建立起紧密地联系，家长可以通过此平台对教师的教学提出意见或建议，推动学校家校合作工作成效的全面提升。

　　2．＂校讯通＂管理系统应用现状 

　　2.1基本概念

　　传统的”校讯通”包括语音”校讯通”和短信”校讯通”。语音”校讯通”主要是利用电信运营商的网络资源开设电话语音系统，购置语音设备和专用的语音终端，利用”校讯通”平台为教师、家长、学生提供电话语音服务。短信”校讯通”主要是利用手机短信这一经济有效的移动通信技术作为教师与家长交流的一种信息手段。

　　搏澳”校讯通”采用RFID有源识别技术，将自动识别技术和运营商的短信平台融合在一起，这在国内尚属首创。搏澳电子已经与国内多个省市的”校讯通”平台运营商建立了技术合作关系，奠定在国内”校讯通”行业应用技术平台方面的领先地位。相信凭借搏澳电子处于行业内领先的无线自动识别技术配合运营商的移动互联技术和教育平台，一定可以跟各”校讯通”运营商伙伴共同建立起新一代的家校互动系统及教育平台标准，获得最大限度的资源整合及双赢互利，成为行业的绝对领先者。

　　2.2阅读及识别方式

　　目前在”校讯通”管理系统中，阅读器读取和识别射频卡主要有三种方式：近距离人工刷卡、远距离被动识别和远距离主动识别。在系统集成中，这是一个非常重要的问题，因为识别方式的选择将直接影响到系统的读取率和便利性。

　　近距离人工刷卡方式主要是针对较早以前高频和低频阅读设备（比如公交卡，门禁卡等）的应用，由于其阅读范围大致为离开阅读器20cm之内，佩戴射频卡的人员必须上前靠近阅读器才能被读取。这种方式尽管可以保证100％的读取率并且成本低廉，但由于其需要逐个扫描，在上学和放学的高峰期会形成校门口拥挤现象，容易引发安全事故。目前这种工作方式几乎完全被淘汰。
　　远距离被动识别方式主要超高频（433M，868M，915M等）阅读设备和无源射频卡的应用，其阅读范围可以达到10米左右，可以解决近距离人工刷卡方式的需要逐个扫描的问题。一些设计的比较好的设备能够支持多达50个射频卡的同时读取，可以大大增加人员通行速度，无需排队进出校门。但这种方式仍然存在很多应用上的问题。第一，无源射频卡不能被人体和金属物遮挡，这个就需要学生在进出校时不能背对阅读器天线位置，并且射频卡不能紧贴人体和放置在书包内；第二，无源射频卡不能跟金属物放在一起；第三，人员不能大流量出入。这些缺陷造成过去这一技术基本不应用于”校讯通”领域。

　　远距离主动识别方式（主要是2.4-2.48G频段），是目前应用最成功，最受各地矿业欢迎的一种识别方式。这种识别方式不仅距离极远，可以在50米的范围内轻松读取（空气中能够稳定80米读取），还能支持多达200个射频卡的同时读取，最重要的是能够克服人体、金属等遮挡，甚至上百个学生一起进出依然保证100％的读取。其他详细技术指标比较列表如下：

　　3．方案设计 

　　上海搏澳电子科技有限公司与电信运营商及SP服务商利用各自的综合资源优势和科研优势共同开发出“校讯通”系统，这一系统集短信、通话、互联网等全方位的现代化通信手段于一体，为学校、老师、家长和孩子搭建了信息交流平台。

　　“校讯通”应用将大大扩展传统的家庭、学校、学生三者之间的沟通模式，并以其全新的理念，高科技的含量开创了信息化、智能化家校互动的新时代。

　　搏澳RFID自动识别技术在”校讯通”系统中的基本运用原理大致为：每个学生携带有一枚RFID即无线感应标识卡（可作为电子学生证使用），在到达学校大门后，校门附近的两个感应器就会读到标识并将信息传给数据中心服务器，由服务器进行处理判别后，由SP服务商向学生父母手机发送一条短信，如“爸爸，我已平安到校了”“爸爸，我放学了，一会就回家”，同时在服务器中也会保存所有学生的进出信息，并将它整理成报表供学校、家长查询。利用家校互动网络平台班主任可将每个学生的在校学习和生活情况等定时或不定时的集中或单独发送至家长的手机和电子邮箱，免去老师逐一通知或家长缺席家长会等情况而产生的各种交流屏障，方便快捷。类似系统在美国、欧洲等发达国家已得到广泛应用，已成为老师和家长沟通的桥梁, 广受欢迎。

　　3.1系统原理

　　上海搏澳针对运营商对于”校讯通”系统的建设要求，设计的”校讯通”系统是由运营商数据中心、校门口安装的进出阅读器、学生卡（有源RFID卡）、SP管理系统组成。

　　为判断进出，安装两个阅读器，两者之间要求间隔距离在10米以上，同时阅读器调节一定的角度，使两者之间信号覆盖区不产生重叠，在阅读器的天线一侧会加装屏蔽物，使阅读器背后的信号覆盖区变小。

　　学生进出校门时必须带卡，进入时，首先被Outside Reader识别到，通过网络传送到数据中心，然后在一个短的时间范围内（比如说5秒），又被Inside Reader识别到，数据传送到数据中心。（因学生未带卡而未被系统识别到的情况需要考虑到，在系统上线运行后，需安排客服人员和学校建立热线联系，及时发现学生未被识别到的具体原因。在本方案中只考虑技术上的可靠性，不考虑人为失误造成的未识别情况。）

　　数据中心的数据接收服务器上的接收程序在收到数据后自动进行处理判别，判定该卡号所属学生进校了。然后数据采集程序将判断后的信息存储到数据服务器并通过TCP/IP方式发送给相应的SP管理系统，由SP管理系统给该学生家长发送短信。

　　离校的情况和进校在数据方向上正好相反，先被Inside Reader识别到，后被Outside Reader识别到。如果两个阅读器中只有其中一个识别到卡，不做处理，保持当前学生状态不改变。

　　为保证数据中心有足够的数据处理能力，需根据实际学校和学生人数的增长同步增加接收服务器的数量。同时应该保证校门口阅读器与数据中心的网络状况良好，数据传输稳定。数据中心的数据接收系统每天对所有网络内的阅读器进行一次自检，如有阅读器发生故障，需及时发送数据至SP服务系统，发送故障短信给学生家长。

　　3.2设备选型

　　针对不同学校的不同特点，可以配备不同的设备。

　　阅读器根据适用场合不同，可以采用固定式标准阅读器、移动式标准阅读器和手持式标准阅读器。固定式标准阅读器用于安装在学校大门口内外侧，进行学生到离校的判别，属于必配设备。

　　移动式标准阅读器，使用CDMA或者GPRS模块传输数据，可用于安装在移动装置上，比如校车内，用于识别学生是否上车。手持式标准阅读器，用于移动识别学生，在需要人工统计区域内学生人数时使用。

　　学生识别卡除了标准的2.4G无线识别卡外，还可以和其他频段芯片封装在一起，用于多个不同的系统。第一类，学校使用识别卡只用于学生到离校的判别，和其他应用无关的，卡片选用标准的2.4G单频只读卡，通过ID号码来区分学生。第二类，学校使用识别卡除了用于学生到离校的判别外，还希望用于学校其他消费类的管理，比如食堂和图书馆。卡片可以选用包含13.56M芯片和2.4G芯片的双频卡，2.4G芯片采用搏澳的标准芯片进行到离校的识别，13.56M芯片可以采用进口或者国产的标准芯片，按照标准出厂设置不加密码，由学校相关的食堂管理系统进行初始化操作，设置密钥。第三类，学校使用识别卡除了用于学生到离校的判别外，还希望用于普通ID门禁管理的。卡片可以选用包含125K芯片和2.4G芯片的双频卡，2.4G芯片采用搏澳的标准芯片进行到离校的识别，125K芯片可以采用标准ID芯片。

　　3.3系统性能特点 

　　3.31卓越的识别性能

　　高度的识别可靠性，100%的前端识别率；
　　识别距离远（地面识别距离可达80-100米）；

　　极高的防冲突性（每个检测点可最多同时识别400个人员）；

　　高度的识别稳定性（误码率小于万分之一）；

　　快速的识别速度（最快可达到单张卡200公里/小时的识别速度）。

　　3.3.2现场优势

　　环境适应性：高抗干扰性，对外界干扰源、周界环境无特殊要求；

　　安装方便性：传感器一体化结构设计，无需外接天线或地感；

　　运行可靠性：内部电路高度集成化，器件故障率最小化。

　　3.3.3电气特性 

　　超低功耗，无线标签在不更换电池的情况下可连续正常工作3年以上；

　　方便性、安全性，标签无须电源，无须充电、无须更换电池；

　　无辐射，对人体和环境无任何影响，更安全更健康。

　　3.3.4施工安装前的准备

　　施工、安装设计图纸及必要的技术文件必须齐全，施工方案和安装程序必须符合最新煤矿安全规程的要求。人员组织，现场了解，图纸资料熟悉，设计人员进行彻底交底，现场人员应具备电气专业施工、安装技能等专业知识的培训，经相关机关审查合格，持证上岗。能在各自的工作岗位上保证工程质量，完成各自的任务。

　　管线埋设与管道布线应符合最新的安全规程以及国家现行的《电气装置安装工程施工及验收规范》及综合布线规范的规定。如对设计图纸、器材型号等有所变更，必须经双方共同批准后方可实施。设备的安装应符合设计图纸和产品使用安装说明上的要求。

　　4.系统配置及实施步骤 

　　4.1数据中心设备配置要求

　　根据预计数据量，设备的处理能力来选型，具体型号由当地运营商自行确定。

　　4.2实施步骤

　　1)根据客户需求，进行需求研究，实地考察，并确定无线数据传感器安装数量、相应安装位置等基本要求。

　　2)确定主干网络结构及相应的阅读器数量、安装位置。
　　
　　3)敷设物理链路及网络通信线路。

　　4)设备安装

　　无线数据传感器（阅读器）
　　无线数据传感器可通过膨胀螺丝或钢钉固定在一侧墙壁或者支架上。参见无线数据传感器用户手册。 

　　5)学生标识卡发放

　　6)系统调试