UHF频段RFID技术在高校智慧校园建设中的应用研究
2018-05-03
（合肥幼儿师范高等专科学校信息中心 安徽 合肥 230011）
0.引言
以合肥幼儿师范高等专科学校为代表的封闭式管理高校，学校保卫处对学生的出入校门管理都花去了大量的人力和物力。本项目以一种基于RFID远距离自动识别技术的高校校园出入管理系统，给出了无线传感器和中间件技术在系统软件中的应用，高校校园出入管理系统由RFID门禁系统和监控、便携式读写设备、红外线探头、报警器、面向学校的高校校园出入管理系统组成，为物联网技术、软件技术和移动4G技术的有机融合。通过高校校园出入管理系统，学校保卫处提高了对在校生和走读生出入校门的检查效率，学校全方位降低了学生管理成本和风险，实现了校园安全管理的实时自动化，提高了校园安全管理效率。
综上所述，以合肥幼儿师范高等专科学校为代表的高校，对于学校人员的出入管理，学校保卫处及保卫人员承担着比其他普通高校更大的责任和压力，保卫人员检查问询尺度把握难度大，尺度严格会使得出入校门管理死板、僵硬，降低学生与教职工家长等对学校的观感；尺度放松则会给打算违纪的学生和校外不良分子提供可乘之机。改良出入校门管理有着较强的必要性。
1.平安校园出入管理系统设计
1.1 运行原理
高校校园出入管理系统利用目前成熟的“平安校园出入口管理”，利用物联网技术、RFID射频识别技术、红外探测技术、视频监控技术、移动信息通信技术、网络通信技术及计算机信息安全技术等众多先进技术搭建的校园智能化管理系统。系统通过在校园出入口安装开放式无障碍通道机及视频摄像机，自动识别学生或教职员工以及车辆佩戴的无源超高频RFID智能卡，通过系统后台判断由学生处或者辅导员设置的出入校园的永久/临时权限，拥有权限的人员经由保卫人员校对终端显示照片及信息或者指纹识别后放行；对于有预约到访的校外人员，首先由到访部门通过系统后台发起访问申请，经由保卫处确认后，由保卫人员核实后发给校外人员临时RFID卡后放行；对于无权限或者无卡的学生或者校外人员则进行报警提示并抓拍人员照片，提醒保卫人员处理。
1.2 技术路线
当人员准备进校时，首先由红外线感应设备配合RFID读卡设备（无障碍通道或天线）确定人员是否有合法无源高频RFID标签，没有则激发警报器通知门卫；有标签的话，通过http协议在出入校门管理系统查询进校权限，没有则激发警报器；有权限的话，通知保卫人员通过出入校门管理系统确认进校人员身份或者通过指纹读取器连接师生指纹系统确定进校人员身份，这里需要优化算法，达到验证身份成功放行的目的。
图1 进校流程
2.平安校园出入管理系统算法设计
2.1 学生/教职工入校算法设计
(1)int alarm;//查询是否有卡。
If(alarm)有卡,next；else 无卡，蜂鸣并警报
(2)List(userEndity)usLi=new userEndity();
//建立泛型集合userEndity用于保存用户信息
SqlDataReader sd=dbh.GetSelectData(sc);
usLi.id=sd.GetValue(0).ToString();//智能卡号
usLi.leibie=sd.GetValue(1).ToString();//卡类别
usLi.dePartment=sd.GetValue(2).ToString();//所属部门
usLi.Class=sd.GetValue(3).ToString();//所属班级，科室
usLi.member=sd.GetValue(4);//入校资格
usLi.Note=sd.GetValue(5).ToString();//备注
(3)判断卡类别（1：教职工2:学生3：校外人员）
If(usLi.leibie==”1”||(usLi.leibie==”1”&&usLi.member==1))
{next;}//进入身份验证，放行
Else If(usLi.leibie==”2”&&usLi.member==1)
{next;}//查询usLi.Note信息，放行
Else
{usLi.Note}//查询usLi.Note信息,警示门卫，不放行
(4)进校信息记录
2.2 学生/教职工出校算法设计
(1)int alarm;//查询是否有卡
If(alarm)有卡,next；else 无卡，蜂鸣并警报
(2)List(userEndity)usLi=new userEndity();
//建立泛型集合userEndity用于保存用户信息
SqlDataReader sd=dbh.GetSelectData(sc);
(3)判断卡类别（1：教职工2:学生3：校外人员）
If(usLi.leibie==”1”||(usLi.leibie==”1”&&usLi.member==1))
{next;}//进入身份验证，放行，校外人员需提醒有效期
Else If(usLi.leibie==”2”&&usLi.member==1)
{next;}//学生有离校权限，查验身份，校对usLi.Note后放行
Else
{usLi.Note}//学生无离校权限，要求出示书面证明或者阻拦
(4)进校信息记录。
3.平安校园出入管理系统的实现
3.1 门禁系统
在学校出入口，设置超高频UHF通道机通道门或者跑道型地毯读写器1和跑道型地毯读写器2。当学生或教职员工佩戴有源RFID标签进入门禁时，跑道型地毯读写器1和跑道型地毯读写器2会依次激活，系统会辨识学生或教职员工进入门禁，反之，系统会辨识为学生或教职员工离校。在学生或教职员工进入出门禁时，红外线识别器会自动识别无卡用户并报警，进入门禁的学生或教职员工将印刷有照片的门禁卡佩戴在胸前，由门卫人工对照出入系统进行核实确认或者通过指纹识别器等生物识别设备进行自动核实，如核实发现不是本人，系统会向门卫发出警报并记录。在学生或教职员工离开出门禁时，学生或教职员工将印刷有照片的门禁卡佩戴在胸前，出入系统会将门禁卡ID和出入系统中的记录数据进行核实，筛除无卡人员后，自动判断学生或教职员工是否具备出校权限并放行。
如遇到访客或者培训人员时，可由学校确认访客信息后发给访客临时出入卡，临时卡对应系统信息中包含有效期信息，过期后这张出入卡就会自动冻结出入权限。
3.2 基于B/S架构的校园出入管理系统
学校通过出入管理系统，统一设置学生、教职员工、访客的详细出入权限，学生处和辅导员可以实时对请假学生等情况进行临时权限设置（系统同时记录形成报表）。学校通过出入管理系统，清楚了解教职员工和学生的出入情况，同时实现了学校对教职员工和访客的出入管理和学生考勤管理。
3.3 校园出入系统手机端平台(ios/Andriod)
校方可以通过平台发布校园公告，教职员工则可以通过平台了解到学生的出勤情况和校园公告。
4.总结
基于RFID远距离自动识别技术的高校校园出入管理系统，给出了无线传感器和中间件技术在系统软件中的应用，高校校园出入管理系统由RFID门禁系统和监控、便携式读写设备、红外线探头、报警器、面向学校的高校校园出入管理系统组成，为物联网技术、软件技术和移动4G技术的有机融合。通过高校校园出入管理系统，学校保卫处提高了对教职员工、学生、访客出入校门的检查效率，学校全方位降低了学校管理成本和风险，实现了校园安全管理的实时自动化，提高了校园安全管理效率。
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