基于有源RFID技术构建平安校园安全管理

1、建设目标和原则

1.1建设目标

1．确实保障学生在校安全；

2．方便、快捷、准确的学校管理；

3．搭建学校、家长沟通的桥梁；

4．经济合理的运营成本；

1.2设计原则

1.先进成熟的技术和设备，保证系统运作安全、可靠与稳定；

2.完善的管理系统，最大限度管理在校学生；

3.合理布局，提高系统的服务质量，缩短服务时间，增加信息量；

4.实用性、实时性、完整性原则；

5.可扩展性及易维护性原则。

1.3管理思想

管理体制总的思想是学校利用现代科技化设备提高学校各方面管理水平。校门管理实现更安全更智能趋势，管理人员可以在大门以外的任意固定地点对于学校大门执行完全控制权，完成各种统计、监视、报警、引导等功能。学生在学校内的生活更加便捷合理，大大降低了管理人员的劳动量，并可以为学校提供一种全新的现代化气息。

1.4管理体制及标准

在管理体制方面，由于RFID平安校园安全管理系统设计思想上的先进性、可靠性、灵活性，用户可以自由设置管理体制，一般来说有以下几种：

按用户管理：对学校内部各类别人员进行管理。例如按住宿生、走读生、重点生、教职工等进行分类。

按区域管理：对学校不同区域进行进出管理。如学校大门、宿舍楼、实验室等。

按时间管理： 按到校时间或进出次数管理。

2、建设思路

2.1系统划分

系统主要分为中心数据管理平台、前端门禁控制部分和学校信息管理模块。

2.1.1中心数据管理平台

主要包括进出校门数据记录；

抓拍图像的储存；

记录的查询；

2.1.2前端门禁控制部分

针对幼儿园小朋友和中小学学生的行为能力不同、校园规模大小的区别，以及孩子家长是否接送，我们的系统设计了两种前端门禁管理方式。

障碍式通道门，幼儿园大门安装带阻拦式通道门，需刷卡方可进入。

远距离读取式，中小学校门口安装远距离读卡天线，通过读取学生佩戴的电子标签进行记录。

2.1.3学校信息管理模块

通过门禁对卡的读取，自动向家长发送告知信息，传递学生到校信息，沟通学校和家长。学校通过信息管理模块，发布相关消息，介绍学校情况和自身特点，有力的起到宣传作用。

2.2中心平台部署方式

考虑到系统的经济性和安全性等综合因素的影响，综合考虑、灵活部署，以求在经济性和安全性方面能够达到相对的最优选择。

本方案中就统一集中省级部署方式以示说明，系统实施时具体部署方式比较灵活。

2.2.1系统服务器按省级结构部署

这种情况下，全省学校共用一个软硬件服务平台，部署维护仅需要在省级中心机房，学校或相关工作人员通过网页形式访问系统即可。这种方式的优点是相对来说部署及维护的成本都相对较低，信息共享程度高。

2.2.2系统安全问题

由于平安校园管理系统涉及学校安全管理问题，而且涉及到了具体个人的信息，因此系统建设的安全问题也是系统建设的首要问题。系统安全体系建设的指导原则应该是统筹考虑、合理使用，各分系统只能管理自己的数据库。各数据库间的访问应当获得授权。部门内部不同业务人员对数据库的操作应当设置不同的权限。系统内的任何数据都不能擅自用于商业用途或未经批准提供给其他单位。上述措施除了在各级管理措施中明确规定外，还在系统建设时通过各种软、硬件技术手段来实现。

为保证系统安全性，不但在用户管理中进行严格的权限控制，并且系统采用内外网分离机制，并对数据库进行分离设计，由数据沉淀，系统触发保证用户从外网无法通过系统进行内网的流程访问和数据访问。

2.3前端门禁控制部分设计

2.3.1幼儿园通道方式

在幼儿园大门设置带阻拦的障碍式的通道门，在接送孩子的时间家长需刷卡经认证后才可通过。其余时间学校采取封闭管理，严格控制非法人员进入。身份识别卡采用13.56M 非接触射频卡，国际标准，性能稳定，兼容性好无需电源。针对一个孩子可以发放多张卡片，方便孩子家长因特殊情况委托亲人接送。

接送孩子的家长在刷卡的同时，事先录入的个人身份信息会显示在安装在幼儿园门口的显示屏上，供保安人员核实家长身份，防止冒名和捡到身份识别卡的人员闯入。安装在门口的监控摄像机会抓拍刷卡人员图像信息，供日后查阅。

在授权委托的亲人接送孩子刷卡时，系统会主动向预先设定好的家长手机发送告知信息，让孩子家长了解孩子进入和离开幼儿园的准确时间。

2.3.2中小学远距离读卡

孩子出入学校只需要把RFID识别卡随身携带，在经过校门，读卡器对人员信息自动进行识别。因采用2.4GHz有源电子标签，大大提高设备的使用率，人员通过时，系统会自动识别进出方向，为管理者提供更准确的数据。

身份识别卡，即电子标签可做成校徽样式，要求学生上学必须佩带，并有专人在校门口负责仪容仪表的检查。还可以把识别卡（RFUIM卡）结合学生专业的手机，随身携带，提供进门识别功能。同时，学生专用手机只包含几个紧急通讯按钮，以防遇上特殊情况直接拨出事先设置好的电话。学生进出校门，系统会自动发送信息到家长手机，告知家长孩子上学、离校准确时间。如有学生佩戴标签损坏造成没有读到，系统会自动发出信息，通知专业维修人员前去更换。

外来人员无卡严禁进入校内，确实需要进入，在保安人员的严格检查和身份认证后方可进入。同时抓拍无卡通过人员的影像资料，以备日后所需。最大程度确保校园安全性。

学生进门读卡所有的数据都可以实时传输，从人员通过到主管人员看到数据，只有不到1秒的间隔，点一下按钮，所有的报表立时呈现。当有人员通过时，相关管理人员（例如学校领导）的电脑马上会显示相应的信息；系统支持远程的视频监控功能，领导可以在办公室内直接监控任意一台摄像机的画面。系统可以对通过通道的人员进行24小时的监控录像，不但在录像上可以同步录上通过人员的资料，而且在录像回放时也会显示这个人的姓名、照片、等个人信息。一旦出现问题，可以很方便地定位到相应的责任

访客管理操作流程：

我们可以在通过人员的地方放上警示牌，提示无卡人员进本单位时候到制定的地方去办理相应的程序，这个时候只需要扫描拜访人员相应的证件信息然后打印相应的凭条，扫描证件如身份证的一代和二代、驾驶证、军官证。有效缩短工作人员的时间。不带物品人员登记二代省份证只需2秒的时间、一代只需要5秒的时间。当来访人员有物品时也只需要几秒种的时间。给他们发张临时卡告诉他们出来的时候用凭条换取证件，而如果使用工作人员手动记录则需要几分钟的时间。大大缩短了工作人员以及来访人员的时间。

访客证件类型 身份证（一代或二代）、驾照、军官证、护照等

访客姓名 可以手工录入、二代身份证阅读器直接读取或一代身份证扫描后自动识别

访客证件号 可以手工录入、二代身份证阅读器直接读取或一代身份证扫描后自动识别

访客单位 手工录入

访客登记时间 自动生成

拜访对象 多种方式选择，包括姓名、姓名缩写、部门选择等。

拜访类型 参观、私事、检查等

同行人数 鼠标选择或手工录入

访客卡有效时间 手工录入或日历选择录入

安装设计

根据校门的实地情况及要求，我公司可专门设计一套适合的方案以供参考，详见如下：

进出校门判别

整个门禁的管理系统实行集中服务器部署，读卡部分采用远距离读卡器及中距离读卡器配合使用，对于本校学生、教职工，均配一张可随身携带的RFID识别卡，读卡距离可调，当学生进出大门时，远距离读卡器首先识别是否本校有效的识别卡，然后识别学生的身份，记录相关信息。对于临时拜访用户，只需做相应的拜访登记信息即可进入，对于整个校园来说，可能有多个出入口，但每个出入口为成对的出现，既可出可入，在出入口处安装管理电脑或嵌入式主机，把每个管理处的设备通过网络同中心平台的服务器相联，即可实现全校的进出管理功能，所有的管理数据均存在中央服务器，以实现数据共享。

系统采用集中式的网络管理，所有的数据即存在于中心机房数据服务器上，便于管理和维护，当有数据变化时（例如开户、挂失、销户等），数据自动在网络内同步。

当网络或服务器出现故障时，不会影响通道控制系统的运行。

上传数据时，如果网络或数据库故障时，所有的数据会自动以文件方式缓存于硬盘或存储卡，当故障恢复时自动补传。

所有的数据传输都会进行校验，校验不通过会自动重传，数据不会出错

门禁卡的发售及临时卡的授权，均由管理中心的电脑及台式读写器完成。

3、系统功能和特点

3.1、系统功能

3.1.1进出校园提示短信

这种智能短信业务属于即时性触发短信，通过和我们的出入禁RFID门禁系统业务来实现业务触发。针对我们的中小学生的接送方式的区别，我们这里提供多类解决途径：

● 幼儿园（需要接送类）：家长送小孩抵达，由家长持卡经过校门口门禁刷卡，把学生送抵学校。我们的系统会自动发送一条短信告知所有注册家长群组：“您的小孩已于XXX时间安全抵达XX学校，接送人XXX。”；当我们的学生放学由也必须由拥有校园门禁卡的家长刷卡入校接出学生，此时我们的系统也会自动发送一条短信告知所有注册家长群组：“您的小孩已于XXX时间被家长XXX接出，安全离校。”

● 中小学（无需接送类）：这类学生群组统一佩戴校方配发的电子校徽（或学生专用手机），一旦学生抵达学校，并经过校园门禁的识别，系统会自动发送一条短信告知注册家长群组：“您的小孩已于XXX时间安全抵达XX学校，迟到时间XXX。”；当我们的学生放学离开学校时，系统也会自动发送提示短信：“您的小孩于XXX时间安全离开学校，超时离开学校时间XXX。”

● 特殊情况:针对超时未到和超时未离开校园的学生，我们会设定超时响应短信，并分时间段重复发送到家长手机中。例如：“您的小孩并未在规定时间抵达学校，请及时与班主任联系，联系方式XXXXX”;“您的小孩未在规定时间离开校园，具体原因请联系班主任，联系方式：XXXXX”。然而针对超时未离校的学生系统会在第一时间同时短信通知所属班级教导员，排除所属因素。

3.1.2 RFID识别卡管理

● 学生、家长拿到RFID识别卡后，随身携带，进出时自动记录时间及相关信息，卡资料包括卡号、人员信息、有效时间等。

● 分类管理识别卡，最大限度细分进入学校的人群，保证校园安全。

3.1.3临时卡管理

● 临时管理：来访人员，进行登记。电脑记录进入的日期和时间，以及相关人员信息。

3.1.4校园短信互动平台

此类短信平台为家长和学校的交互平台，中国电信提供特定的服务号码为家长和教师间提供短信互发的平台。定制类短信业务如下：

● 家访通知：班主任—>家长

● 作业布置：例如：“编辑号码1*xx（年级）xx（班级）xx（学科）到xxxx查询当日作业。”或者由校方主动群发此类短信

● 校园通讯录查询：例如：“编辑号码2*xx（年级）xx（班级）xx（学科）到xxxx查询教师通讯方式。”

● 通告下发布：学校/教育主管部门—>家长。包括：放假通知、家长会通知等各类活动下行群发类短信业务

3.1.5校园网站

我们的校园网站会设立基于全疆的统一门户网站，通过门户平台查询并进入到想要进入的学校网站，通过学校、教师、家长几大主模块功能并分配给不同的进入权限，从而满足各类群体的业务需求。

3.1.5.1 按照相应的进入权限划分

● 学校管理：由学校设立相应的管理员，主要职能为：建立、维护师生档案、更新教务管理信息、更新校内博客、发布校内通知等等。

● 教师管理：由学校教务处分配给班级的教导员相应的登录权限主要职能为：收发信息信息业务模块、班级资料管理、班级博客管理、动态资讯发布、成绩单发布等等。

● 家长专区：由家长自主在相应的班级权限中注册账户，主要功能为：学校通讯录、榜单查询、班级博客查询、校长信箱等等。

3.1.5.2 按照具体功能模块划分

● 值班管理：由系统管理员事先编辑好学期教师值班表，系统将会自动在某位教师值班当天或前一天发送提醒短信，大大提高了学校行政管理制度与成效。

● 作业管理：录入学生当天或将要完成的家庭作业，并能以短信的形式向家长发送作业短信，注册家长用户可以登陆网站查看作业内容，以便及时掌握、督促自己的孩子按时完成作业。

● 评语管理：录入学生在校情况的奖惩信息，并能以短信的形式向家长发送，注册家长也可以编辑短信查看评语。第一时间内与教师、孩子进行沟通、交流，把教育发展推向和谐。

● 成绩管理：单个录入或批量导入学生每次考试的成绩，并能以短信的形式轻松便捷的向家长发送成绩短信；注册家长可以编辑特定短信，查询学生成绩。

● 学校公告板：可查看自己所在学校或所有开通业务的学校用户发布的信息内容，一定程度上改善和增添了校园之间的沟通渠道，方便可互通有无。

● 学藉管理：教育信息化的实例体现，学籍电子化的管理系统。内容包括学生姓名、所属班级、学号、家长姓名、手机号码等等；学校及各级教育主管部门能够更及时、更方便的了解学生的基础数据及学生的变动数据；针对学生的转学、休学、复学等各种异动情况进行统计分析。

3.1.6多级操作员制

● 软件系统可设定多个操作员级别，不同级别的操作员进入软件系统需使用的不同密码。

● 不同等级的操作人员进入软件系统后，能实现不同的功能。普通操作员级只能实现基本功能；主管级能实现包括操作员在内的其他一些功能，且能修改操作员密码；经理级是最高等级的操作人员，能实现包括操作级、主管级在内的所有功能，并可修改全部操作人员密码。

● 所有的软件操作均有操作员日志记录（不可更改），以备查询。

● 软件系统具有良好的兼容性及资料保护性。

门房控制管理人员工作程序

说明：

a. 开机等几秒钟自动进入门禁电脑管理系统；

b. 显示屏上出现门禁管理登陆界面，操作人移动光标选择自己的账户，再在键盘上敲入自已的密码，登记完毕，按屏幕提示进行各种管理操作；

c. 操作人员下班时，须进行换班登记，移动光标至“换班登记”处，按回车键，系统弹出当班分类管理明细，完成交接经确认后完成交班过程；

d. 下班人员上岗需重复上岗操作过程，方能开始操作管理。

中心管理人员工作程序

【说明：】

a. 管理人员进入“操作登记”栏，在专用发行读感器上感应高级授权卡，打开管理菜单；

b. 管理人员移动光标进所要执行的栏目，按回车键即可；

c. 授权过程,用光标进入“发行管理”栏，按回车键，即可发行新卡。

【注意：】

◎ 在发行新卡之前，都须把欲重新发行的卡清空。

◎ 在发行卡时，可以在“卡发行”一栏，找到相对应的一项，敲回车键，然后依显示屏上的提示敲入所要发行的数据，再将欲发行的卡在发行感应器上晃动一下，听到“嘀”的一声响，相关数据便记入卡片中，过程完毕。将光标移至操作管理栏，敲 回车键，系统进入操作状态,结束授权操作,若再进入授权状态,需重复以上的授权操作。

◎ 更改设定、延时的操作过程与卡发行的过程大体一致，将卡清空，直接进入相应栏目即可；

◎ 输入黑名单，统计报表的操作，是用光标进入相应的栏目，按回车键，然后再按显示屏提示进入操作，方式与授权操作大体相同。

3.1.7图像对比

● 在学生入校读卡时抓拍人员画面，并送至管路中心服务器作为资料存档

● 图像可供有关人员随时查阅。

● 图像可缩放查看。

● 图像的总存储量根据硬盘容量大小而定，最少可保证留有一周以上的人员出入图像备查。

● 为了有效完成临时拜访的挂失处理及防止不法分子偷卡后再入门犯案的情况发生，采用图像捕捉卡将入口处摄取的人员图像存入计算机硬盘，当人员出门时，采用图像捕捉卡将出口处摄取图像存入，为今后查找相关人员留下重要证据。

● 图像识别系统可在全天候条件下工作，有很强的抗干扰性，对光照、天气等各种情况影响都能良好识别，最大限度保证校园治安状况。

3.1.8录入资料

● 可由主管级以上操作人员录入各种相关资料。例如：学生详细信息资料的录入，学生在校历史记录、离校时限的录入，资料清单的录入，锁定与解锁，注销卡等。

3.1.9查询、更改资料

● 查询各种相关资料。例如：卡资料清单、被锁卡清单、操作人员密码清单等。

● 在校卡清单、某学生当前或一个月内进出校时间。

● 主管级以上操作人员可更改相关资料。例如：更改操作人员密码、更改系统时间等等。

3.1.10资料打印

● 执行操作过程中，可即时打印出实施该项操作的操作人员代码以及操作内容。

● 打印相关学生资料信息，进出校历史记录。

● 在执行锁定或解锁卡、取消卡时，打印机打印出操作人员的代码，执行前的卡资料以及执行后的卡资料。

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3.1.11可选打印报表

● 执行指定打印的功能时，打印机会打印出所需求的资料。

● 打印出当前在校学生和来访人员资料。

● 打印出现有卡资料清单。

● 打印出以往记录。

● 打印出总结报表。

3.2系统特点

3.2.1、非法用户报警功能

幼儿园障碍式通道门对外来人员或是其它带卡但无权限的人员通过通道时，通道会发出声光报警，提示负责管理的人员，同时会抓拍无卡通过人员的影像资料。有效的防止外来人员的进入。系统具有防止尾随功能，能够在大量人流量的情况下准确识别每一个未带卡人员。

3.2.2、快速通过功能

中小学远距离读卡方式在上学、放学高峰时，读卡器每次可以读取150人以上身份信息，不会发生拥堵的现象。由于没有任何障碍，意外情况下不影响疏散。

3.2.3、门禁联动

可以实现和目前的门禁系统联动，当人员通过通道时如果非法门禁会自动报警。

3.2.4、大屏幕实时显示

家长或学生通过时，可以在大屏幕上实时显示人员的姓名、系别、班级、照片等信息。也可以同时显示人员的包裹、信件等信息，并可以远程发布通知。

3.2.5、双向进出、自动方向识别

每路通道均可入可出，大大提高设备的使用率，人员通过时，系统会自动识别进出方向，了解人员进出的历史数据和实时数据。

3.2.6、自动统计功能

可以方便查询某一个人某一个时间的位置（校内以及校外）可以统计通过的人次、在校以及外出的时间等。负责宿舍管理的老师无需要人工查寝。只需要通过电脑查询，把学生的刷卡记录进行查询分析，自动生成未归寝名单，然后按照考勤报表中所提供的名单去查询或者抽查即可，节省人力和时间，提高工作效率。

3.2.7、支持“反潜入”

如果人员进入后把卡（例如从院墙或办公室窗口扔出来）交给别人再次进入，系统会自动报警。

3.2.8、24小时监控视频联动功能

系统可以对通过通道的人员进行24小时的监控，不但在录像上可以同步录上通过人员的资料，而且在录像回放时也会显示这个人的姓名、照片、部门等个人信息。

3.2.9、远程监控功能

系统支持远程的监控功能，主管领导可以在办公室内直接进行远程的视频监控，汇总当天的人员进出管理统计报表，提高了管理的实时性。

3.2.10、信息服务

业务系统拥有良好的延展性：学生一旦注册平台用户，将绑定学生的所有信息，不随学生的升级和学校更替而改变。

电信侧提供客服中心：专用客服号提供挂失、账号申请、业务咨询等服务

3.2.11、学生专用手机

学生专用手机业务优势：提供GPSONE定位、2.4GHz UIM卡绑定、身份识别、固定号码呼叫等功能。目前的校讯通和家校通系统都不具备此高端手持电子设备，不单单解决了学生在校园内的安全保障同时提供学生在校园以外地点的定位，全方位保障学生在独自上学、放学途中的人身安全。

3.2.12、一卡通用

产品可以与国内知名公司一卡通平台接口，可以使用学校现有的卡实现一卡通用。

3.2.13、访客管理

两秒钟的时间就可以实现二代证的电子识别，可以扫描并自动识别访客证件，识别出访客的姓名、证件号等信息，用于存贮、查询及区域控制。并支持现场拍照、凭条打印、发放临时卡。更加人性化、快速，大大提高学校安全管理形象。

4、系统技术参数

4.1、前端门禁控制单元

4.1.1环境条件

● 环境温度：－25℃~＋55℃

● 理想湿度：5％～95％

● 使用环境：室内外全天候条件

● 工作电压：220V±15%，50Hz

4.1.2图像捕捉卡

● 总线结构；PCI 总线

● 图像功能：亮度、对比度、灰度调节

● 图像分辨率：16/24 bit RGB color 160×120

4.1.3远距离智读写器

● 专用于RFID的识别和编程

● 工作频率：2.4GHz-2.5GHz ISM微波段，125个频道，频道带宽8MHz。

● 数据速率：1Mbps

● 射频功率：-20dBm—0dBm可调

● 接收灵敏度：-90dBm

● 工作环境温度：-40℃-85℃

● 供电：DC 9V/500mA

● 专用于RFID的识别和编程

● 与其他设备连接：RS232/RS485，异步通讯速率9600BPS-921600BPS。

● 符合工业运用环境

4.1.4 RFID识别卡

● 提供标准厚卡和异型封装

● 标准厚卡尺寸：86*54mm

● 工作频率：2.4GHz-2.5GHz ISM微波段，128个频道，频道带宽8MHz。

● 数据速率：1Mbps

● 射频功率：小于-3dBm,可编程

● 工作电流：小于5uA

● 接收灵敏度：不小于-90dBm，可编程

● 工作环境温度：-40℃-85℃

● 使用寿命：5-6年

● 提供简洁的控制命令集和用户存储区

4.1.5天线

2.4GHz 8.5dBi中增益定向天线应用于WLAN，ISM，Video。此中增益定向天线具有相对较宽的发射角度（75度），比较适合在室内或者区域相对比较阻塞的传输路径使用，也适合室外近距离环境使用

● 频率范围： 2300-2500MHz 尺寸： 101×95×32mm

● 天线增益： 8.5dBi 重量： 100g

● 驻波比： 1.5:1 Max 连接头： SMA

● 额定阻抗： 50 Ohms 转换电缆类型： RG-8

● 水平波束宽度（3dBi）： 75度 阻抗： 50 Ohms

● 垂直波束宽度（3dBi）： 60度 衰减： 1dB

● 极化方向： 垂直 长度： 100cm ( 可选)

● 操作温度范围： -40℃-80℃ 连接头： SMA

4.1.6 障碍式通道门

● 机箱尺寸： 1200长*300宽*1000高（mm）

● 伸缩臂长： 285mm

● 最大通道宽度：600mm

● 重量： 210Kg

● 机箱材料： 国产标准(304号)不锈钢

● 电源电压： AC220±10% V,50HZ

● 驱动电机： 直流有刷电机（24V）

● 输入接口： 继电器开关信号或12V电平信号或脉宽＞100ms的12V脉冲信号，驱动电流＞10mA

● 正常使用寿命：300万次

● 通信接口： RS485标准

● LED指示灯：3个

● 通行速度：30-40人/分钟

● 闸门开、关时间： 1秒

● 上电后进入通行状态所需时间： 3秒

● 出现故障后的自动复位时间：10秒

工作环境：

● 室内、室外（阴棚）

● 温度：-10℃—— 50℃

● 相对湿度：≤90%，不凝露