1. 系統(tǒng)概述

　　1.1. 系統(tǒng)背景

　　近年來，我國許多學(xué)校校外犯罪事件時(shí)有發(fā)生，刑事案件極其頻繁，如何加強(qiáng)學(xué)生安全管理和學(xué)生在校的人身安全，家長、學(xué)校老師如何實(shí)時(shí)有效的對(duì)學(xué)生在校情況進(jìn)行掌握，已經(jīng)擺到了各個(gè)學(xué)生家長和學(xué)校以及各級(jí)主管部門領(lǐng)導(dǎo)的面前。這類問題涉及到國家的未來、學(xué)校和學(xué)生個(gè)人的切身利益，涉及到建立和諧社會(huì)維護(hù)安定團(tuán)結(jié)局面的大事，因此應(yīng)該盡一切可能將這類問題解決好。做好校園的安檢工作，首要的就是把好“校門關(guān)”，對(duì)出入人員的身份必須確定，但是依靠傳統(tǒng)的保安逐個(gè)檢查法顯然效率非常低下。新時(shí)代呼喚新技術(shù)的普及，RFID技術(shù)作為時(shí)下最先進(jìn)的技術(shù)之一，其在人員管理、考勤、定位控制中的超強(qiáng)作用也愈來愈明顯。

　　作為專業(yè)的RFID技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品提供商，行業(yè)技術(shù)的先行者，我們采用有源RFID讀卡技術(shù)結(jié)合短信平臺(tái)開發(fā)了家校通管理系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生的在校安全管理起到重大作用。家校通系統(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的家長和老師間的溝通瓶頸。

　　新力量通信技術(shù)有限公司采用了有源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，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)。

　　1.2. 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)校或到校后曠課出校玩耍，老師及家長因不能實(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，校方和家長都需要了解以下信息：

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

　　2.學(xué)生在校（或在家）表現(xiàn)（考試成績、學(xué)習(xí)態(tài)度、行為優(yōu)劣等）；

　　家校通管理系統(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。

2. 系統(tǒng)介紹

　　2.1. 系統(tǒng)原理

　　家校通系統(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)生家長提供了信息化服務(wù)平臺(tái)。

　　采用遠(yuǎn)距離RFID技術(shù)，在學(xué)校大門安裝讀寫器，學(xué)生攜帶標(biāo)簽進(jìn)出時(shí)將被讀取。讀寫器將標(biāo)簽ID通過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，從而為家長及時(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）

　　a.學(xué)生卡：采用有源標(biāo)簽作為學(xué)生卡，其每隔500ms自動(dòng)發(fā)送標(biāo)簽唯一ID號(hào)； 

　　b.讀寫器安裝：在校門口安裝一臺(tái)雙通道讀寫器，每個(gè)通道連接一個(gè)定向天線。通道1天線朝校外安裝，通道2天線朝著校內(nèi)安裝，通過識(shí)別標(biāo)簽的對(duì)應(yīng)的通道可有效判斷學(xué)生的進(jìn)出狀態(tài)。

　　c.數(shù)據(jù)傳輸：讀寫器將識(shí)別到的學(xué)生卡信息通過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)。

　　d.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)營商將學(xué)生的進(jìn)出信息發(fā)送至家長，使得家長對(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、名次、班級(jí)信息等。家長可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)查看學(xué)生信息。

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

　　2.2. 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖1：系統(tǒng)拓?fù)鋱D

　　系統(tǒng)具體由下面幾部分組成：

　　1）RFID讀寫器，標(biāo)簽和發(fā)卡機(jī)

　　2）系統(tǒng)服務(wù)器計(jì)算機(jī)

　　3）短信貓等短信平臺(tái)

　　4）家校通系統(tǒng)軟件

　　5）接收短信手機(jī)

　　2.3. 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：

圖2：系統(tǒng)模塊圖

　　2.3.1. 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：

　　 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)。

　　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。

　　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。

　　2.3.2. 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)間給家長或老師，方便家長知曉孩子的到離校安全狀況，減少家長擔(dān)心的同時(shí)，還可以起到追溯作用。本部分也包含三塊：

　　1)ID獲取：通過RFID讀寫器自動(dòng)采集學(xué)生的標(biāo)簽ID號(hào)，實(shí)時(shí)獲取該生出入校門時(shí)間。

　　2)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。

　　3)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：

圖3：到離校管理模塊流程圖

　　2.3.3. 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。

　　a.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。

　　b.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。

　　c.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。

　　d.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。

　　2.3.4. 擴(kuò)展功能模塊

　　隨著家校通應(yīng)用的發(fā)展，家校通系統(tǒng)這塊也在不斷的完善，學(xué)校和家長對(duì)于該系統(tǒng)的一些需求也是日益增加。可以分為以下三個(gè)部分：

　　考勤異常報(bào)警：當(dāng)學(xué)生在上學(xué)放學(xué)時(shí)段，系統(tǒng)沒有在規(guī)定時(shí)間（可設(shè)置）讀取到學(xué)生的RFID標(biāo)簽信息，則向服務(wù)器報(bào)告此報(bào)警信息，以備教師或者家長了解情況；同時(shí)在正常上課時(shí)段中，如果讀寫器有讀取到學(xué)生的RFID標(biāo)簽，也向服務(wù)器發(fā)送此報(bào)警信息，以備教師或者家長了解情況。

　　區(qū)域異常報(bào)警：在學(xué)生禁止進(jìn)入的區(qū)域安裝讀寫器，當(dāng)讀到學(xué)生RFID標(biāo)簽信息時(shí)，則向服務(wù)器發(fā)送此報(bào)警信息并啟動(dòng)報(bào)警模塊，以便管理員做出相應(yīng)處理。如圖4所示：

圖4：區(qū)域異常報(bào)警

　　消費(fèi)功能模塊：可將家校通卡與學(xué)生消費(fèi)卡集成在一起，結(jié)合常用的13.56MHz卡可實(shí)現(xiàn)近距離考勤管理、刷卡消費(fèi)管理（學(xué)校超市和食堂消費(fèi)）。

3. 技術(shù)選型

　　根據(jù)家校通的應(yīng)用特點(diǎn)和用戶需求，該系統(tǒng)采用的RFID技術(shù)主要采用的是有源RFID系統(tǒng)，目前可以采用2.45GHz或者433MHz的技術(shù)，分別適合下述情況：

　　3.1. 2.45GHz RFID技術(shù)

　　2.45GHz的RFID技術(shù)，應(yīng)用在家校通等人員管理領(lǐng)域，具有以下優(yōu)勢(shì)：

　　1)穿透性能力強(qiáng)，被人體遮擋影響不大，適用于人員密集的環(huán)境；

　　2)識(shí)別距離遠(yuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)0-100米的讀卡，即可覆蓋校門的所有區(qū)域；

　　3)防沖突能力強(qiáng)，一次性可以讀取500張標(biāo)簽，即可同時(shí)識(shí)別進(jìn)出校門的所有學(xué)生卡；

　　4)發(fā)射功率小，標(biāo)簽只有1mw的功率，對(duì)人體沒有影響；

　　5)具備RSSI功能的產(chǎn)品，具有更精確的距離控制能力；

　　6)標(biāo)簽采用電池供電，標(biāo)簽功耗低，電池壽命可達(dá)5年。

　　3.2. 433MHz RFID技術(shù)

　　433MHz的RFID技術(shù)跟2.45GHz技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1)穿透能力更強(qiáng)，適用于建筑物密集，障礙物較多的一些場(chǎng)合，適用于惡劣的環(huán)境中；

　　2)讀寫距離更遠(yuǎn)，可以遠(yuǎn)達(dá)1000米，其距離可任意調(diào)節(jié)。

4. 系統(tǒng)特點(diǎn)

　　基于RFID的家校通管理方案具有如下特點(diǎn)：

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

　　2)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；

　　3)對(duì)學(xué)生每日進(jìn)行自動(dòng)化考勤；

　　4)實(shí)時(shí)查詢學(xué)生的在校狀態(tài)；

　　5)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；

　　6)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。

5. 其他應(yīng)用領(lǐng)域

　　家校通，校訊通等校園管理

　　監(jiān)獄犯人監(jiān)控管理

　　養(yǎng)老院人員管理

　　消防車進(jìn)出管理

6. 硬件設(shè)備選型推薦