校园一卡通系统解决方案

　　1 系统概述

　　应用RFID(射频识别)技术实现校园门禁及会议考勤的智能自动化及教学管理的现代化，对新的网络信息技术和远距离无线射频识别技术的一个高度集中和综合运用。利用远距离非接触式传感，使学生不用刷卡，RFID读写器自动读取标签，系统接收并处理这些信息，简单方便可控，稳定快速，为校园的的管理提供可依据的准确信息。管制学生的行踪和出勤等情况，保证了学生的安全和纪律管理，真正的实现信息化现代校园。

　　2 系统原理

　　智慧校园管理系统主要包括了“信息传感”和“智能管理”两大范畴。系统通过RFID(电子标签)的应用，以电子标签作为目前最先进的标识码，具备了不易破损、数据可靠、使用周期长、有效通讯距离长等特点。将其安装在受控目标上，来作为目标的唯一标识进行追踪和记录。

　　2.1 信息传感

　　相当于人体的神经系统，实现各种状态信息的实时感知和传输汇集功能。系统按照不同的实际需要，为人员和物品配备相应的标识卡，以实现各种状态和身份信息的实时感知。同时，在校园合理位置安装信息收发器，将各种感知信息发送到数据中心。

　　2.2 智能管理

　　可理解为人的大脑，能对各种感知的数据进行综合管理和智能分析，并根据实际管理需要构建各种实时监控、智能报警和综合管控等智能化校园管理手段。

　　2.3 工作原理

　　结合低频定位器，有源RFID标签，标签被激活后正常工作。而低频激活器的激活距离是有限的，它只能在小距离小范围精确激活，这样，以低频激活器作为基点来定位，在不同的位置安装不同的基点，然后在一个大区域用2.4G通讯识别读取信号，之后用不同的上传方式将信号上传到管理中心，这样，完成了整个信号的采集，传输，处理，应用的整个过程。

　　2.4 RFID技术介绍

　　RFID(Radio Frequency Identification Technology)射频识别技术是一种通射频信号自动识别目标对象并获取相关数据的非接触式自动识别技术。从概念上来讲，RFID类似于条码扫描，条码扫描技术是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光电信号将信息由条形磁传送到扫描读写器;而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID单元，利用RF信号将信息由RFID单元传送至RFID读写器。目前，RFID技术中所衍生的产品大概有三大类：无源RFID产品、有源RFID产品、半有源RFID产品。无源RFID产品发展最早，也是目前发展最成熟，市场应用最广的产品。比如，公交卡、食堂餐卡、银行卡、宾馆门禁卡、二代身份证等，这个在我们的日常生活中随处可见，属于近距离接触式识别类。其产品的主要工作频率有低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频433MHZ，超高频915MHZ。有源RFID产品，是最近几年慢慢发展起来的，其远距离自动识别的特性，决定了其巨大的应用空间和市场潜质。目前，在远距离自动识别领域，如智能监狱，智能医院，智能停车场，智能交通，智慧城市，智慧地球及物联网等领域有重大应用。有源RFID在这个领域异军突起，属于远距离自动识别类。产品主要工作频率有超高频915MHZ，微波2.45GHZ。有源RFID产品和无源RFID产品，其不同的特性，决定了不同的应用领域和不同的应用模式，也有各自的优势所在。但在本系统中，我们着重介绍介有源RFID产品，该产品在门禁进出管理，人员精确定位，区域定位管理，周界管理，电子围栏及安防报警等领域有着很大的优势。

　　3 总体方案设计

　　3.1 系统总体描述

　　进出口管理

　　对学校大门及宿舍楼等关键进出口进行门禁管理，并实时记录所有持卡老师、学生和访客等经过学校各个门口的情况;无卡人员不能通过。

　　会议管理

　　会前在系统中设定会议相关信息、会议室、参会人员和会议文件等，给与会人自动发送会议通知;会议中可自动记录进出会场的配卡人员，实现智能化会议考勤。

　　发卡管理

　　支持手工录入和电子文档录入两种录入方式，支持办卡、换卡、销户、挂失、充值等。

　　实时智能警示

　　根据系统中预设的管理规则，一旦感应出异常情况，系统可立即以警示铃、提示窗、短信等形式进行警示。

　　统计分析

　　对报警、会议、考勤使用情况等所有数据进行图表文的统计分析，帮助用户全面了解各项工作的管理运作情况，辅助用户日常工作，提高工作效率

　　3.1.1 门禁出入管理

　　如上图所示，我们给每一个需要管理的门禁安装一台低频定位器，每台定位器器引出2路低频激活天线，分别是1号天线，2号天线，各自布置在门禁的外面和里面，而在门禁旁边安装一台2.4G远距离读写器，作为信号接收器。当人员佩戴着有源RFID标签进入门禁时，依次被激活天线1号和激活天线2号激活，这样系统则判断出人员进入门禁，相反，则系统辨识为出门。就这样完成了整个门禁系统人员进出判断的管理。

　　3.1.2 会议管理

　　会前在系统中设定会议相关信息、会议室、参会人员和会议文件等，系统可自动发送会议通知;会议中可自动记录进出会场的配卡人员，实现智能化会议考勤;会后可提供会议记录发送和特殊情况处理操作等功能。

　　3.2 系统总体架构

　　基于有源RFID技术的考勤系统由有源RFID电子标签、低频定位器、2.4G基站、网络设备、计算机、服务器和系统软件组成。下图一个简单的人员区域定位管理系统的系统架构：

　　3.3 系统特点

　　3.3.1 强大的系统处理能力：高度自动化;完善的数据分析能力;

　　3.3.2 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(识别距离可达2-100 米可调);极高的防冲突性(每个识别基站可最多同时识别数以百计的运动目标);高度的识别稳定性(误码率小于10万分之1);快速的识别速度(最快可达到200 公里/小时的识别速度)。

　　3.3.3 现场优势：环境适应性：高抗干扰性，对干扰源、周界环境无特殊要求;安装方便性：一体化结构设计，无需外接天线;运行可靠性：内部电路高度集成化，器件故障率最小化。

　　3.3.4 电气特性：超低功耗：纳瓦级超低功耗设计，RFID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，标签无须外接电源，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。

　　3.3.5 系统硬件设计：工控频段 采用2.4G 工控频段无线通讯无需无线电管制委员会批准，不需缴纳频谱占用费用。

　　3.3.6 超低功耗：RFID标签采用独特的纳瓦级超低功耗设计，确保能在电池支持下持续工作长达 3～5 年左右。同时，整体结构的低功耗设计既保证了设备的有效运转，又减少了应用实施的复杂性和成本。

　　3.3.7 网络容量大：一个区域定位网络可以容纳多达六万余的RFID识别目标和大量的接入点。大容量保证了网络强大的数据采集能力。同时，网络的高冗余性保证了整个网络在个别节点停止工作的情况下仍然可以正常运转。

　　3.3.8 运行及维护成本低：所有硬件设备均采用免维护设计，建设和维护所需要的人工费用是很低，任何一个经过授权的RFID标签只要放在网络的无线信号覆盖范围内，就可自动加入网络工作，无须任何安装配置。高度智能化最大程度上降低了网络维护所需的人力和时间，加上网络节点本身价格低廉，使得系统的维护成本极低。

　　4 系统功能概述

　　4.1 考勤管理

　　实时记录所有持卡老师、学生和访客等经过学校各个门口的情况。系统还可对进出门口的人员验证身份，杜绝非法进入校园、宿舍和其他重要区域。同时系统还可自动统计校园、宿舍等区域内人数，生成报表和打印输出，实现学生和教职工的高效、直观考勤管理记录。

　　4.2 门禁管理

　　标示卡内内置IC/ID模块，实现进出口管理，刷卡消费等一卡通功能。

　　4.3 家校互动

　　通过RFID、GPRS等，可实现远距离快速读取学生身份和在校状况信息，将学生进出校园情况、出勤情况、学习成绩、活动通知和其他情况互动信息发送给学生家长。系统能自动识别异常情况(如：逃课等)，并向相关人员发出提示信息。

　　4.4 会议签到

　　会前在系统中设定会议相关信息、会议室、参会人员和会议文件等，系统可自动发送会议通知;会议中可自动记录进出会场的配卡人员，实现智能化会议考勤;会后可提供会议记录发送和特殊情况处理操作等功能。

　　4.5 统计分析

　　对会议、考勤等所有数据进行图表文的统计分析，帮助用户全面了解各项工作的管理运作情况，辅助用户日常工作，提供工作效率。

　　4.6 数据管理

　　对人员建筑和信号收发器、标识卡等，提供信息设置、修改和调整等数据管理功能。

　　4.7 安全管理

　　提供多级权限控制，灵活区分不同用户的管理权限，分别执行不同操作，并动态记录系统运行日志;在系统操作上，上一级权限者比下一级拥有绝对的优先操作权。

　　4.8 扩展功能：

　　4.8.1 校车智能监管

　　在校车上装配专用的校车智能监控设备，乘车人员佩戴标识卡，通过校车智能监管系统实现校车位置定位跟踪、车内视频实时监控，乘车人员识别和智能管理、行车状况实时监控等全方位校车监管功能。

　　4.8.2 学生智能监管

　　为所有学生佩戴标识卡，通过校内安装信号收发器，实现学生的智能考勤、点名、定位跟踪等功能，并可结合手持式信号收发器，实现学生外出的智能监管功能。

　　4.8.3 食堂智能监管

　　通过对人员的智能识别，建立健全的食堂准入机制。为食品分批发放电子标签，实现食品溯源管理。结合有害气体传感设备，实时检测食堂有害气体浓度，保障食堂和食品安全。

　　4.8.4 小额支付功能

　　用户可以直接将人员卡当作电子钱包使用，在校园内通过刷卡操作可以进行餐饮、购物以及其它消费。用户还可以通过访问平台系统，实时进行余额查询、交易记录查询、密码修改等等功能。

　　4.8.5 智能图书管理

　　系统可实现对图书馆内的智能化管理，包括图书管理员工作安排、监督，借书人员身份智能识别、书本借还、上架、查找、馆藏盘点等功能，以及图书馆物资设备智能管理、定位等。

　　4.8.6 资产管理

　　资产监管

　　对资产进行状态监控、跟踪定位，以及资产整体分布情况查看等;

　　智能警示

　　当资产状态出现异常情况，进行相应警示处理;

　　智能管理

　　提供对资产的日常信息维护和流程化管理功能，并自动提示资产规划和检修等情况。

　　4.8.7 围墙周界防护

　　围墙周界防护是结合红外入侵探测器、激光对射探测器、RFID等解决校内外没有有效隔离的问题。当有未经授权的人员闯入校内或学生违规翻墙出校等，系统会自动启动报警并显示报警位置，并可立即调用附近的监控摄像头，或根据需要启动声光报警。