論RFID在平安校園的應(yīng)用
深圳市佳維思科技是一家專業(yè)從事物聯(lián)網(wǎng)前端設(shè)備及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)與銷售的高新技術(shù)科技公司。產(chǎn)品包含:RFID讀寫器、RFID電子標(biāo)簽、RFID天線、無線傳感器等硬件設(shè)備以及GTA物品追溯防偽系統(tǒng)和各行業(yè)RFID整體解決方案。佳維思的產(chǎn)品在國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中處于領(lǐng)先水平并已申請國家專利。
公司以求實(shí)創(chuàng)新、團(tuán)結(jié)奮進(jìn)為核心發(fā)展理念,志在“為客戶提供性價(jià)比最高的產(chǎn)品與服務(wù)”,凝聚了一大批視野開闊、技術(shù)過硬、勇于創(chuàng)新、富有活力的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)科技人才。近年來,公司瞄準(zhǔn)市場需求,集中力量開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)系列新產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于教育、礦井、交通、物流、醫(yī)療、軍工、旅游管理、公共安全等行業(yè)。我們以提供性能穩(wěn)定的產(chǎn)品、誠信服務(wù)而贏得了市場的青睞。目前,公司規(guī)模不斷發(fā)展壯大,核心技術(shù)開發(fā)不斷深入,市場占有率不斷提升,已成為國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)頗具影響力的科技公司。
佳維思科技主營產(chǎn)品有:
1.鐵路車號:鐵路車號自動(dòng)識別系統(tǒng),鐵路電子標(biāo)簽,鐵路天線,鐵路標(biāo)簽等;
2.無源RFID產(chǎn)品:RFID讀寫器,RFID天線,RFID電纜,RFID電子標(biāo)簽;
3.有源RFID產(chǎn)品:有源RFID讀寫器,有源RFID天線,有源RFID電纜,有源RFID電子標(biāo)簽;
4. 無線傳感器:溫度無線傳感器,濕度無線傳感器,溫濕度無線傳感器,光敏無線傳感器;
5. RFID系統(tǒng): 家校通系統(tǒng)(平安校園),礦井及隧道人員定位考勤系統(tǒng),鐵路車號運(yùn)輸管理,遠(yuǎn)距離
智能停車場管理,圖書館管理,資產(chǎn)管理系統(tǒng),GTA物品追溯防偽系統(tǒng)
二、 系統(tǒng)概述:
近期校園安全事故頻發(fā),引發(fā)社會(huì)各界廣泛關(guān)注。讓學(xué)生安心讀書,讓家長放心上班,是關(guān)系家庭幸福、社會(huì)穩(wěn)定的重要因素。構(gòu)建“平安校園”也就成為全社會(huì)熱議的話題。
目前在現(xiàn)實(shí)生活中以下三種狀況讓大家感到無奈:
大多數(shù)孩子都是獨(dú)身子女,學(xué)生人身安全、課外活動(dòng)情況對一個(gè)家庭顯得尤為重要。但是,大部分家長都忙與自己的事業(yè),很少與孩子交流,很難全面掌握孩子在校情況。
學(xué)校也由于師資力量的有限以及技術(shù)手段的落后,對學(xué)生的管理還停留在手工管理階段和計(jì)算機(jī)輔助管理初級階段,信息反饋不及時(shí),并且與家長的信息溝通嚴(yán)重不足,僅靠有限的幾次家長會(huì)和學(xué)校平時(shí)的不定期的反饋,難以傳遞足夠多的學(xué)生在校情況給家長
孩子的好奇心加上社會(huì)的誘惑,使孩子難以抗拒外界不良影響,出現(xiàn)諸如逃課外出游戲等現(xiàn)象,加上繁忙的交通狀態(tài),使意外不經(jīng)意就發(fā)生了
為積極響應(yīng)構(gòu)建“和諧教育,平安校園”的口號,深圳佳維思科技結(jié)合自身技術(shù)優(yōu)勢,以RFID(不接觸自
動(dòng)識別)技術(shù)為基礎(chǔ),通過短信、互聯(lián)網(wǎng)等手段開發(fā)設(shè)計(jì)出了平安校園系統(tǒng)。該體系讓家長及時(shí)掌握孩子上
下學(xué)、家庭作業(yè)、在校表現(xiàn)等信息,架起學(xué)校、老師、家長、孩子之間溝通的橋梁,助孩子健康成長,讓關(guān)
愛無處不在。
三、 RFID簡介:
1. 什么是RFID
RFID是Radio Frequency Identification的縮寫,即射頻識別技術(shù),俗稱不接觸自動(dòng)識別
2. 什么是RFID技術(shù)
RFID射頻識別是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù),它通過各種頻寬的射頻信號自動(dòng)識別裝載著電子標(biāo)簽的目標(biāo)對象并獲取標(biāo)簽內(nèi)數(shù)據(jù),識別工作無須人工干預(yù),可工作于各種惡劣環(huán)境;可繞過障礙物,透過外部材料讀取數(shù)據(jù);RFID技術(shù)在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下仍然可識別;針對同時(shí)多個(gè)標(biāo)簽出現(xiàn)在識別范圍內(nèi)時(shí)也同樣可以準(zhǔn)確的讀到,操作快捷方便。
短距離RFID產(chǎn)品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境,可在這樣的環(huán)境中替代條碼,例如用在工廠的流水線上跟蹤物體。長距RFID產(chǎn)品多用于交通上,識別距離可達(dá)幾十米甚至上百米,如城市智能交通或高速公路自動(dòng)收費(fèi)等。
RFID產(chǎn)品適用的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)條碼所涵蓋的行業(yè),感知地球,智慧城市。
3. RFID系統(tǒng)基本組成有哪些
注:電子標(biāo)簽附著在被識別的物體上,并記載著該物體相關(guān)的數(shù)據(jù)
4. RFID的頻寬及識別的距離對照
5. 使用頻率為13.56MHz,915MHz,2.45GHz的射頻會(huì)有輻射危害嗎
射頻技術(shù)使用電磁波低端頻譜,解讀器發(fā)出的無線電波和汽車中的立體聲一樣安全無害。每個(gè)國家都有控制能量水平的機(jī)構(gòu),介于AM和FM之間的13.56MHz頻率已經(jīng)被使用多年,即使在很高的能量下也沒有出現(xiàn)問題。美國和其他大多數(shù)國家的能量極限是4瓦。模擬移動(dòng)電話周圍發(fā)出的頻率是915MHz,能量在1瓦以下的范圍沒有發(fā)現(xiàn)危害健康的現(xiàn)象。最新電子移動(dòng)電話產(chǎn)生的頻率是2.45GHz。能量在1瓦以下的范圍沒有證明有危害健康的因素
四、 系統(tǒng)組成
平安校園管理系統(tǒng)是對學(xué)生出入學(xué)校的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一考勤及自動(dòng)短信通知的一套智能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一套集先進(jìn)的RFID技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)和無線通信技術(shù)于一體的信息交流系統(tǒng)。
工作原理是:每個(gè)學(xué)生身上攜帶一張遠(yuǎn)距離標(biāo)簽卡,每張卡號是唯一的,也是每個(gè)學(xué)生的身份標(biāo)識。校門口裝有讀卡器,學(xué)生出入校門時(shí),卡無需取出,讀卡器自動(dòng)讀卡,并將卡號傳至前端機(jī)。前端機(jī)對卡號做出入狀態(tài)的判別,完成后將數(shù)據(jù)上傳至平安校園服務(wù)系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)學(xué)生合法身份識別,學(xué)生進(jìn)或出校門記錄 。
主要功能:家長利用該系統(tǒng)不僅能及時(shí)短訊獲知孩子到校、離校的時(shí)間信息。學(xué)校利用該系統(tǒng)能更有效的進(jìn)行學(xué)生管理,和家長密切溝通。包括孩子的考試成績、作業(yè)點(diǎn)評、近期表現(xiàn)以及學(xué)校的各種通知、活動(dòng)信息也可以及時(shí)送到家長手上,家長可以第一時(shí)間了解孩子的在校情況。從而有效配合學(xué)校對孩子進(jìn)行輔導(dǎo)教育,整體提高教學(xué)管理水平,還為后續(xù)的校園信息化管理奠定基礎(chǔ)。
平安校園管理系統(tǒng)如下圖所示:
平安校園管理系統(tǒng)示意圖
硬件組成
序號 產(chǎn)品名稱 數(shù)量 功能描敘 備注
1 胸卡(JRF2400-JXT有源電子標(biāo)簽) 保存學(xué)生的唯一ID號 佩戴在學(xué)生胸前
2 胸卡讀寫器(JRF255-JXT讀寫器) 2臺 遠(yuǎn)距離自動(dòng)采集胸卡信息 安裝在校門口,一個(gè)朝外,一個(gè)朝內(nèi);
3 前端機(jī)(JCON2010-JXT) 1臺 數(shù)據(jù)處理,備份,傳送數(shù)據(jù) 安裝在傳達(dá)室
4 家長手機(jī) 若干 接收短信
5 平安校園平臺服務(wù)器 1臺 安裝平安校園平臺系統(tǒng)
6 遠(yuǎn)程維護(hù)中心平臺服務(wù)器 1臺 可選功能
7 GPRS智能能終端(JGPRS200-JXT) 1套 快捷的學(xué)生親情號碼通話功能 可選功能
系統(tǒng)軟件組成
本系統(tǒng)由3個(gè)軟件組成,分別為
1. 數(shù)據(jù)采集前端;
2. 學(xué)校管理軟件—BS結(jié)構(gòu)(網(wǎng)頁瀏覽形式)
3. 學(xué)校管理軟件—CS結(jié)構(gòu)(應(yīng)用程序形式)
其中2,3選一,實(shí)現(xiàn)一樣的功能。
數(shù)據(jù)采集軟件
學(xué)校管理軟件—BS結(jié)構(gòu)
學(xué)校管理軟件—CS結(jié)構(gòu)
“平安校園”主要功能
學(xué)生到校、離校自動(dòng)刷卡功能;
短信報(bào)平安功能;
平安校園判斷出學(xué)生是進(jìn)校還是出校。判斷結(jié)果傳送到省平安校園平臺,并通過短信網(wǎng)關(guān)向該學(xué)生的父母發(fā)一條手機(jī)短信,如"您的孩子已達(dá)學(xué)校","您的孩子離開學(xué)校"。
學(xué)生上下課考勤功能;
家校互動(dòng)功能;
免費(fèi)親情語音通話功能(可選功能)
“平安校園”進(jìn)出校門判斷原理
五、 系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備簡介
JRF255-JXT一體化讀寫器
技術(shù)參數(shù)如下:
工作頻率:2.4GHz-2.5GHz;
工作方式:主動(dòng)式;
結(jié)構(gòu):外罩為耐高溫、耐低溫材料,主結(jié)構(gòu)采用鋁合金;
配有安裝支架,能夠上下、左右調(diào)節(jié)安裝方向;
天線數(shù)量: 1 根天線
天線參數(shù)1:水平面波瓣寬度:30°;垂直面波瓣寬度:25°;
增益:16dBi; 前后比:>25dB;
天線參數(shù)2:駐波比:<1.5; 極化方向:垂直;
通訊接口方式: RS485
通訊方式:主動(dòng)方式或者被動(dòng)方式;
RS485 通訊速率可以用戶設(shè)置;
能夠同時(shí)讀取2000 張以上的電子標(biāo)簽;
系統(tǒng)識別距離:<250 米;識別準(zhǔn)確率:99.9999%;
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能;
提供演示軟件、API 函數(shù)等;
可以根據(jù)用戶要求制定各種數(shù)據(jù)格式輸出;
工作電壓:DC9-12V;工作電流:小于200mA;
工作溫度:-25℃ ~ +0℃;儲(chǔ)存溫度(℃):-40℃ ~ +85℃;工作濕度:小于95%;
外形尺寸:320mm×200mm×100mm ; 重量:2kg;
JRF2400-JXT有源電子標(biāo)簽(可換電池)
工作頻率:2.4GHz-2.5GHz;
工作方式:主動(dòng)方式;
發(fā)射功率:小于1mW(0dBm);
讀取方式:只讀性;
讀取距離:0-250米;
發(fā)射數(shù)據(jù)間隔:2秒,1秒,0.5秒,0.25秒
電池更換:可以電池更換;
靜態(tài)工作電流:<1uA;
最大工作電流:<12mA;
工作電壓:3V(兩節(jié)CR2032紐扣電池);
工作時(shí)間:3年 (系統(tǒng)可開發(fā)電量預(yù)警功能)
尺寸:86×54×4.5mm;
使用溫度: -40℃ - 75℃;
JCON2010-JXT前端機(jī)
電源: AC220V;
額定功率: 1W;
CPU:ARM;
與讀卡器接口:兩路RS485與讀卡器連接;
與遠(yuǎn)程接口: 采用TCP/IP
測試口:RS232;
同時(shí)處理標(biāo)簽?zāi)芰Γ?000;
保存記錄能力:32768條;
工作指示:5個(gè)LED指示燈與蜂鳴器;
尺寸:260×241×43mm;
使用溫度: -40℃ - 75℃;
JGPRX200-JXT智能終端
采用靜電防紫外線噴涂,附著力和耐候性強(qiáng),顏色多種選擇
室外掛壁型
外形尺寸:385×251×130(mm)
顯示窗口:115×65(mm)
重 量:6千克
通訊方式: GPRS , TD-CDMA
功用:學(xué)生刷卡后,可直接與監(jiān)護(hù)人通電話。
材 料:機(jī)箱由鋁合金壓鑄而成,具有防水、防破壞、防腐蝕性能,流線型設(shè)計(jì)、精美大方。手柄選用高強(qiáng)度ABS&PC合金材料,具有很高的抗沖性和抗爆性,抗拉強(qiáng)度大于150千克,配用球狀轉(zhuǎn)動(dòng)接頭。鋁合金鍵盤,能擴(kuò)展到20位按鍵,設(shè)計(jì)壽命>50萬次
六、 系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn):
目前平安校園平臺很多,采用的方案個(gè)不相同,主要?dú)w納以下幾種:
刷卡式平安校園平臺(使用IC卡,或非接觸式IC卡);
UHF無源RFID平安校園平臺;
2.45G有源RFID平安校園平臺;
佳維思平安校園平臺是屬于第三種類型,是采用2.45G有源RFID技術(shù)與非接觸式刷卡技術(shù)相結(jié)合。
刷卡式平安校園平臺的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
價(jià)格便宜,投資成本低;
準(zhǔn)確率高;
缺點(diǎn):
刷卡速度慢,學(xué)生要排隊(duì),根本滿足不了用戶要求;
UHF無源RFID(915M)平安校園平臺的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
價(jià)格適中,投資成本適中;
讀卡速度較快;
缺點(diǎn):
準(zhǔn)確率不高;
讀多卡能力不強(qiáng);
2.45G有源RFID平安校園平臺的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
讀卡速度快;
讀多卡能力不強(qiáng),200個(gè)學(xué)生同時(shí)進(jìn)出,不會(huì)掉號;
缺點(diǎn):
價(jià)格高,投資成本較高;
七、 系統(tǒng)安裝上線:
1. 承建商準(zhǔn)備工作
a) 與學(xué)校簽定安裝系統(tǒng)合同;
b) 保證學(xué)校提供一路固定IP的網(wǎng)絡(luò)(可以公網(wǎng)IP,也可以是局域網(wǎng)IP);
c) 讀寫器安裝位置的確定(校門口,室外);
d) 前端機(jī)安裝位置(室內(nèi)),建議使用防水箱固定在室外;
e) 對學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)及老師宣稱系統(tǒng);
f) 培訓(xùn)老師使用系統(tǒng);
2. 學(xué)校需要做的工作
a) 對學(xué)生及家長宣傳平安校園系統(tǒng);
b) 提供學(xué)士信息;
學(xué)生姓名;
學(xué)生編號;
學(xué)生性別;
學(xué)生相片;
學(xué)生所在班級;
家長姓名;
家長手機(jī)號;
3. 安裝與調(diào)試
1) 前端機(jī)(JCON2010-JXT)說明
a) 指示燈定義
序號 指示燈名稱 說明
1 工作狀態(tài) 接通電源后,指示燈發(fā)亮,過1秒鐘后,閃亮。
2 讀卡器A 接收到讀卡器A(校門內(nèi))發(fā)過來的信號時(shí),發(fā)亮。
3 讀卡器B 接收到讀卡器B(校門外)發(fā)過來的信號時(shí),發(fā)亮。
4 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài) 設(shè)備連接遠(yuǎn)程服務(wù)器時(shí),發(fā)亮。狀態(tài)刷新時(shí)間1分鐘。
5 通訊狀態(tài) 設(shè)備接收或發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),燈發(fā)亮。
b) 接口定義(AB兩組相同):
序號 信號名稱 說明
1 電源輸入 輸出7.2-12V電壓供讀卡器使用, 接讀卡器黃色線。
2 電源地 接讀卡器棕色線。
3-10 保留
4 保留
5 保留
6 保留
7 保留
8 保留
9 保留
10 保留
11 RS485負(fù) 接讀卡器綠色線。
12 RS485正 接讀卡器藍(lán)色線。
c) 設(shè)置的參數(shù)
1. 設(shè)備本身網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置;
2. 遠(yuǎn)程服務(wù)器IP地址設(shè)置,接收端口號;
3. 設(shè)備代碼;
4. 判決時(shí)間;
2) JRF255-JXT讀寫器組裝
a) 指示燈說明
在設(shè)備的前下方有三¢3的指示燈,定義如下(從左到右):
序號 指示燈發(fā)光顏色 說明
1 紅色 電源指示燈,只要電源接通,發(fā)亮
2 黃色 工作正常指示燈,設(shè)備進(jìn)入正常工作狀態(tài),每秒閃亮一次
3 綠色 只要讀到卡信息,發(fā)光一次(時(shí)間為200毫秒)
b) 接線說明
設(shè)備底部有一條四芯線引出,線定義如下:
序號 線顏色 定義
1 黃色 電源,直流輸入,電壓為7.5V-12V
2 棕色 電源地,與信號地共用
3 藍(lán)色 信號線,RS485 正
4 綠色 信號線, RS485負(fù)
c) 連接前端機(jī)接線圖
d) 讀卡器組裝固定件
讀卡器固定原則: 必須保證讀卡器,上下左右可以調(diào)節(jié)角度
3) 施工
a) 施工前準(zhǔn)備表
必需材料 序號 材料名稱 數(shù)量 安裝位置 備注
1 JRF255-JXT讀寫器 2 分別安裝在校門口AB兩點(diǎn)
2 JCON2010-JXT嵌入式前端機(jī) 1 安裝在傳達(dá)室
3 JRF2400-JXT電子標(biāo)簽 100 測試卡 提供卡號電子文檔
4 固定在墻上的安裝夾具 2 固定在墻上 根據(jù)圖紙定做
5 電源插座 1 2組
6 四芯信號線(電纜) 連接讀寫器與前端機(jī)(2路) 與讀寫器引出的線一致。
7 套管 套在電纜上
8 套管接頭,固定夾
9 膠布
10 施工工具 1套 要鉆大理石墻面
11 筆記本電腦 1 設(shè)置使用
12 長串口線 設(shè)置使用
13 USB轉(zhuǎn)串口 1 設(shè)置使用
14 學(xué)校編號 1 提前申請
16 綁定卡號 提前申請
備用材料
1 網(wǎng)線
2 水晶頭
3 釘子
4 防水箱 1 把前端機(jī)安裝在室外
b) 施工步驟
第一步:看現(xiàn)場,選擇兩臺讀寫器安裝點(diǎn);
第二步:安裝;
第三步:接線(參考接線圖)
第四步:連接網(wǎng)絡(luò);
第五步:設(shè)置前端機(jī)參數(shù)(參考前端機(jī)設(shè)置培訓(xùn)材料)
第六步:測試;
c) 硬件整體連接如下圖所示 :
d) 讀卡器信號覆蓋理想模型 (覆蓋整個(gè)校門口)
e) 安裝位置
這是陜西銅川紅旗街小學(xué)-典型的背靠背安裝方法
f) 讀寫器固定方法(側(cè)墻固定)
g) 讀寫器固定方法(墻頂固定)
h) 布線要求
(1)線材使用四芯線,要求如下:
線徑要求:
顏色:黃,棕,藍(lán),綠
(2) 不管室外內(nèi)線外面必須使用PVC管套住;
(3) 線必須美觀,固定牢靠;
i) 接線
4芯線接法(校園專用設(shè)備為4芯線)
序號 線的顏色 信號名稱 備注
1 黃色 電源接7.5-12V 電源正(接前段機(jī)A1、B1)
2 棕色 地 電源負(fù)(接前端機(jī)A2、B2)
3 綠色 RS485A(-) 接前端機(jī)A11、B11
4 藍(lán)色 RS485B(+) 接前端機(jī)A12、B12
前端機(jī)接口說明:TCP/IP接口直接接電信網(wǎng)口
COM口為RS232接口(可選)
POWER(電源接口)可接220V電源
j) 測試
測試路線圖
測試方式
A路線:100張卡來回一個(gè)回合;讀卡率100%,方向判斷100%
B路線:100張卡來回一個(gè)回合;讀卡率100%,方向判斷100%
C路線:100張卡來回一個(gè)回合;讀卡率100%,方向判斷100%