和谐校园家校通系统方案

　　一、系统介绍

　　和谐校园家校通系统以双频复合卡为识别载体，结合先进的即时通信(IM)软件系统，实现出入识别、自动考勤、Web发布、平安短信、校园消费等功能，提供了从识别卡到应用系统的全套具有自主知识产权的解决方案。和谐校园家校通系统包括出入识别子系统、数据采集监控服务、WEB服务和短信服务等模块。总体结构如图1所示：

　　图1和谐校园家校通系统结构

　　系统运行基本流程如下：

　　安装在学校的出入识别子系统通过读卡器读入识别卡信息，完成学生出入校园的识别判断，识别结果通过网络传送给安装在服务器端的设备监控服务，后者将该信息写入出入记录数据库。系统业务核心处理服务检测出入记录数据库，并根据核心数据库内的学生和考勤策略信息生成考勤信息及平安短信。考勤信息被写入核心数据库，而平安短信被写入短信数据库，由短信服务负责向学生家长手机发送短信。

　　二、功能介绍

　　1.学生管理

　　学生学籍档案管理。

　　系统可以根据学校的年级情况和组织结构，自由设置学生的年级、班级和组别;随时添加，删除，修改校园卡用户详细信息(包括学生基本信息，家长信息)，添加单个校园卡用户或者批量添加校园卡用户。系统支持模糊、精确等查询方式和浏览学生信息;

　　2.教师管理

　　教师人事档案管理。

　　记录学校的教育师资力量，教师的整体水平，同时可以具体到某个教师的详细信息(包括：教师编号、所属部门、教师姓名、出生日期、性别、学历、职称、家庭住址、电话等等)及工作资料(包括个人学习经历、工作经历等等);系统支持模糊、精确等查询方式和浏览教师信息，及时的修改、添加信息;

　　3.短信报安

　　短信报安模块与校园考勤模块有效配合，组成安全、实时的信息化家校互动考勤系统。学生出入校刷卡后的考勤信息将通过平台实时发送到家长手机。同时为了防止漏发和由于家长手机信号弱等问题引起的短信不能接收，短信报安系统将会尝试指定次数的重新发送，在指定次数内，若未收到正确接收的状态报告，将再次尝试发送，帮助家长更好的掌握学生的在校情况。短信发送采用SMGP协议与国电信短信网关互相通信。提供了丰富的API接口，支持短信双向收发、群发、状态报告回复、状态报告查询。还提供业务量的统计等维护管理功能。

　　4.身份识别和出入识别

　　家校通的通道门禁考勤改变了以往传统刷卡的管理模式，以全新的无障碍开放式通道模式，当学生佩戴校园卡通过时，无需主动刷卡，系统将自动识别及采集通过学生的信息并自动录入系统，大大提高了学生进出通行速度，解决了学生上下学排长队打卡的问题。每路通道均可入可出，大大提高设备的使用率，学生通过时，采用两台读卡器来判断进出方向。在每台读卡器读到卡片并输出后，根据两台读卡器的记录先后系统会自动识别进出方向，为管理者提供更准确的数据，同时也能防止有人进入后又马上出门。将两个读卡器分别装置学校大门的外侧和内侧，如图所示，两个红色方块代表两个阅读器A，B。

　　1)出入判断工作原理

　　在学校出入口构造 A、B 两个读卡器的覆盖区

　　A-B 为进门，B-A为出门

　　需要多次读到卡号，才能做出判断

　　AB两个覆盖区最好完全分离，AB有交叉覆盖时可能误判

　　出入判断程序支持单点考勤策略和双点出入判定策略(可以两种策略并发执行)

　　2)内外读卡器天线的安装位置

　　A读卡器天线应覆盖门外所有的通行路径

　　B读卡器天线应覆盖门内所有的通行路径

　　可用多个读卡器或多个分支天线覆盖复杂路径

　　利用建筑物遮挡减小AB交叉覆盖

　　尽量拉开AB区的距离(一般应大于6米)

　　注意防止B读卡器天线覆盖校内楼上教室

　　5.卡片管理

　　校园卡的维护管理，包括挂失，补卡，退卡，换卡

　　挂失：学生卡丢失后应及时到校园卡管理部门办理挂失手续

　　补卡：挂失期间如需使用校园卡，可由校园卡管理部门补办卡

　　退卡：学生因转学或因使用不当造成损坏应到校园卡管理部门申请退卡

　　换卡：由于校园卡的质量原因导致识别故障，可由校园卡管理部门换卡

　　6.系统管理

　　强大的系统管理，级别分别是系统管理员、一般管理员，其对记录的查看、添加、修改与删除权限可根据需要灵活分配，并可以锁定登录。满足多角色的需要，给系统带来更多的实用、便利与安全!

　　7.课程管理

　　进行节假日、周末休息日和必须上课日以及上课日的上学和放学时间的设置;在节假日及休息日内，门禁考勤系统的不会像上课日一样，在上课时间将未读取到的校园卡用户未到或迟到短信发送给给其家长，以免给家长造成不必要的担心。

　　8.查询统计

　　统计一段时间全班学生的考勤状况，可生成打印，可向家长发送短信通报情况，以便及时发现和解决问题，防患于未然。可按班级,按年级,按个人统计出学生的各种课堂情况和考勤情况。

　　9.考勤管理

　　根据学生请假的实际情况来设置请假类别。有些同学因特殊情况迟到，早退，病假等或者忘记打卡，可以在经其班主任同意的前提下，为其进行签到处理，不计其这次的迟到、早退和未打卡。

　　三、典型施工方法

　　1.典型应用系统结构

　　2.天线连接

　　阅读器的天线接口是SMA型同轴插座，对于SMA型插头的天线，可以直接连接在阅读器天线插座上。注意切勿使用扳手、钳子等工具大力操作，应使用手力拧紧SMA镙帽即可。阅读器原配的天线是增益为2dB的全向天线(直径1cm,长度10cm)。

　　如果需要阅读器与天线分离安装，则需要使用特性阻抗为50欧姆的同轴电缆作为天馈线，建议使用低传输损耗的高频(频率范围300-1000MHz)同轴电缆。由于同轴电缆有信号衰减，天馈线的长度应限制在50米内。

　　如果阅读器识读标签的距离过远，超出了需要覆盖的范围，则可以使用阻抗为50欧姆的微波同轴衰减器降低阅读器接收信号的强度。衰减器一般直接连接在阅读器的天线插座上，也可以连接在天线的插座上。衰减量的大小一般应根据现场试验决定。估算衰减量的简单方法是信号强度每减低6dB,阅读器识读标签的距离减少一半(即识读距离为衰减前距离的二分之一)。在发放标签或测试程序等特殊情况下，需要很近的识读距离，可以卸下阅读器的天线(即不使用任何天线)，此时阅读器的识读距离应在0.05-0.5米以内。注意由于阅读器接收灵敏度极高，在近距离上，阅读器的数据线、电源线、甚至数据线连接的计算机外壳都可能窜入标签发射的信号。操作时应使无关的射频标签远离这些部位。

　　3.需要识别方向的安装

　　如果需要识别出入方向，也就是判断学生入校还是离校，那么需要安装两台阅读器，分别装在通道中，为确保两台阅读器的覆盖范围没有交叠区，它们之间的距离至少间隔6米以上，如果通道较短，其中一个无法在与另一个保持6米的距离下的情况下也安装在通道内，那么可以采取寻找其他物体或竖杆来架设这个阅读器。

　　4.数据线连接

　　阅读器的数据接口是航空接头，阅读器数据线是4芯双绞屏蔽电缆，每芯导线截面直径大于等于0.4毫米，特性阻抗为120欧姆。阅读器原配的数据线在工程中一般不要剪短，如果需要延长，则电缆屏蔽层也要良好连接并包住连接部位，数据线屏蔽层远端悬空，不接任何设备。在阅读器传输速率为9600bps时(出厂设置)，数据线最大长度应不超过400米。

　　阅读器数据线定义如下：

　　1、红色线芯 电源正极 +12VDC

　　2、黑色线芯 电源负极

　　3、兰色线芯 RS485- (A)

　　4、黄色线芯 RS485+ (B)

　　5、电缆外屏蔽网 阅读器机壳，另一端悬空

　　使用时将数据线航空插头插入阅读器后的插座，拧紧航空头套环。数据线的另一端按上述的线芯定义连接到光隔离转换器的接线排上，用螺丝刀压紧线头。将12VDC电源模块插入光隔离转换器的电源输入插孔，此时阅读器加电初始化发出一声长笛，然后转入正常工作。

　　光隔离转换器用于将阅读器的RS485数据接口转换成计算机的RS232接口，同时利用光隔离转换器的12V直流输出给阅读器供电，实现工程中所需要的低压远程供电，它还有隔离计算机和外场阅读器电路的作用，防止设备遭受雷击、静电等瞬间高电压的破坏。如果使用不带电源输出的RS485/RS232转换器(通常在室内)，则阅读器必须单独供电，将数据线中红、黑线芯连接到12VDC电源模块的相应输出端即可(阅读器内部具有防电极反接的保护电路)。

　　5.测试工具软件和技术文档

　　使用光盘中的readerv14.exe 软件可以对阅读器和射频标签进行测试和统计。将阅读器连接到计算机的COMx端口或者以太网络口，运行readerv14软件并选择所使用的端口，点击 “开始统计” 按钮，程序就开始接收并统计接收到的标签号、阅读器号、接收次数、丢失次数等数据。Readerv14.exe使用串行口时只能接收来自一个阅读器的数据，使用以太网口时可以同时接收来自多个阅读器的数据。通过网络连接阅读器时，Readerv14.exe是标准的TCP/IP 服务端，监听端口是 本机IP.port, 所有的阅读器都是客户端。

　　5.1、设备安装位置示意图

　　将两个读卡器分别装置学校大门的外侧和内侧，如图所示，两个红色方块代表两个阅读器A，B。蓝色方块代表服务器放置位置，蓝色虚线代表读卡器天线信号发射方向以及强度，确保能够覆盖出，入的所有路径，没有漏读，且不能有交叠区。

　　5.2、针对学校的特殊情况系统需要满足

　　1.出入判断工作原理在学校出入口构造 A、B 两个读卡器的覆盖区

　　A-B 为进门，B-A为出门需要多次读到卡号，才能做出判断AB两个覆盖区最好完全分离，否则AB有交叉覆盖时可能误判出入判断程序支持单点考勤策略和双点出入判定策略(可以两种策略并发执行)

　　2.内外读卡器天线的安装位置

　　A读卡器天线应覆盖门外所有的通行路径

　　B读卡器天线应覆盖门内所有的通行路径

　　利用建筑物遮挡减小AB交叉覆盖尽量拉开AB区的距离(一般应大于6米)，防止B读卡器天线覆盖校内楼上教室，向校门方向倾斜45度，并换配定向天线。

　　校门宽度仅3.6米，阅读器识读标签的距离过远，超出了需要覆盖的范围，则可以使用阻抗为50欧姆的微波同轴衰减器降低阅读器接收信号的强度。衰减器一般直接连接在阅读器的天线插座上，也可以连接在天线的插座上。衰减量的大小一般应根据现场试验决定。估算衰减量的简单方法是信号强度每减低6dB,阅读器识读标签的距离减少一半(即识读距离为衰减前距离的二分之一)。

　　3.短信发送判断策略

　　由于教学楼离校门距离较近，学生在下课期间会在教学楼前活动，，这时，读卡器B会读到在其覆盖范围内活动的学生卡，但学生未走出校门，读卡器A不会读到，这种情况下，只有读卡器B读到，系统将检测是否到达放学时间，系统定位引擎不会认为学生离校。即不会给其家长发送短信。相反，学生上学时，如果只有读卡器A读卡器读到，系统定位引擎不会认为学生入校。

　　学生离校后短时间内又返回学校，对于这种情况，可以在系统的定位引擎中设置短信发送延迟时间，例如2分钟，即学生离校通过读卡器B和A，那么两个读卡器都读到学生卡并判断其出入方向后，在经过2分钟后，此学生没有再返回学校，那么这次的通过行为(离校)将视为有效，系统产生短信发送给其家长，若在2分钟内，该学生又返回学校，即通过读卡器A，停留在A,B之间，或继续通过读卡器B进入校内，那么这次的通过行为(离校)将视为无效，系统不产生短信。相反，如果学生入校后2分钟内马上离校，通过行为(入校)也将视为无效。