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平安校园建设家校通RFID应用技术浅谈

来源: 发布时间:2020-11-14 670 次浏览

百年大计、教育为本,中小学生的成长和教育问题,是目前政府、学校家长以及全社会广泛关注的问题。校园暴力和一些意外伤害事件的频繁发生让家长和学校防不胜防,也为青少年的健康成长带来了不和谐音符。因此,“平安校园”的建设被政府和学校提到了一个前所未有的高度。同时也是家长们迫切的需要。

  在“平安校园”建设的早期,校园监控是“平安校园”的重头戏,但是监控仅能做为事后还原场景的一种方式并不能对校园内的一些潜在危险进行预先防范。所以做为“家校通”、“校讯通”等此类校园考勤,学生入校平安短信方式的系统模型开始悄然兴起。“家校通”是集计算机技术、互联网技术、无线通讯技术和考勤信息化技术于一体的现代信息化管理系统。其作用不仅仅是在学生出入校考勤、校园安全管理方面,利用这一平台,家、校双方还能够及时方便地传递信息,有效解决家校之间沟通难的矛盾与问题,使学生在成长过程中得到随时随地的关爱服务,给学校、班主任老师提供方便、快捷、高效率的沟通渠道,交流起来无拘无束,畅所欲言,充分实现了社会、学校、家庭和谐共育的教育格局。是现在教育信息化的必然选择。

  学生、教师信息采集是 “家校通”系统中核心的一部分内容,如何正确的识别学生入校并准确的将平安短信发给家长是关键所在。现在系统集成商们普遍采用的是RFID的无线射频识别技术。学生携带电子卡片在通过校门时,被放置在校门周边的设备感应到信息并上报到软件端,便完成了一次信息采集的过程。目前RFID技术飞速发展,技术面也较为广阔,可在“家校通”方面应用的大致分为低频、高频、超高频、有源2.4G等RFID技术。而各技术类别也根据自身的特点在应用中有所差别。下面就每种技术在“家校通”中的应用方式及各优略点进行总结。

一、低频

  低频RFID的工作频率在125kHZ,设备类型采用通道的方式。学生佩戴卡片通过通道可以自动读取信息,由于低频的读取距离限制,低频通道的摆放距离在80cm左右。低频RFID通道人员通行的速度是不够理想的,由于低频通道不能支持多标签同时读取,所以通道内一次只允许通过一个人,这样明显不能满足学校上下学高峰期时的需求。部门集成商采用摆多套通道的方式来进行缓解。低频RFID的优势在于低频基本不受水和液体的影响,人体佩戴标签不会影响通道对卡片的读取效果。通道对信息的读取可以锁定到个体,可以进行无卡人员的报警。这样对于没有带卡的学生进入或者是外来人员进入校园可以进行防范。另外低频RFID的标签较为便宜。根据他自身的技术特点,低频RFID技术更多的是用在畜牧业的牲畜管理,一方面成本不高,另一方面牲畜的体积大,移动较为缓慢,低频通道内一次读取一枚标签的形式完全可以满足。


二、高频近距离

  高频RFID的频段在13.56Mhz,分为两种,其中一种为近距离14443协议。这种技术的读取距离在10cm左右,在“家校通”的使用中通常是采用壁挂考勤机学生主动去刷卡的方式。当然如果是使用壁挂机的方式是无法进行无卡人员报警的。所以在近距离高频RFID的应用时也有商家使用通道的方式进行。由于需要人员停留主动刷卡,近距离高频RFID的技术通行速度比低频RFID还要慢。但是近距离高频RFID的安全性较好,所以更多的是使用在高校或者企业园区中对于涉及到餐饮、洗浴消费的时候使用。在卡片信息漏读率中基本上也是所有技术中最小的。


三、高频远距离

  15693协议是13.56mhz高频的RFID的另一种协议,此种协议与14443不同点在于可以读取到更远的距离。高频远距离的在“家校通”中的使用较为常见,使用通道的方式进行读取。通道的摆放距离在1米-1.2米之间,高频远距离RFID之所以被广泛应用是因为目前已经有厂家生产出了可以级联的无障碍通道,既使用三片设备可以组成双通道,四片设备就可以组成三通道,摆放的通道越多,使用的设备越少。对于超宽的校门的摆放可以极大的节省成本。再加上高频远距离通道可以支持在通道内多标签读取,通行速度得到了极大的提升。另外,高频远距离可以将信息锁定到个体,对于无卡人员的进入可以及时报警。有效的防范外来人员进入校园。但是高频远距离RFID的一个问题就是在于卡片的价格略高。


四、超高频

  超高频在中国通常使用的是915mhz的工作频率。它于低频、高频的技术原理不同,通过信号反射的原理来感应。因此他的读取距离较远,通常一个超高频读卡器的标称距离5-15米。目前,超高频在“家校通”中基本无应用,造成这一情况的主要原因是,超高频信号不能穿透水,人体佩戴超高频卡片时会吸收很多能量。同时,超高频读取要求卡片必须与天线成一定的夹角,人员是进出的时候不会规规矩矩的正对着天线走过去,很可能随意一个侧身卡片就被漏读了,造成漏读率较高。另外超高频的读取边界不清晰,多个佩戴卡片的人员在一起相互影响严重。超高频目前跟多的是使用在物流行业。


五、2.4G有源

  除高频远距离之外现在还有一个在“家校通”中得以应用的是2.4G有源技术。它独有的特点是卡片中会带有电池,通过主动发射信号而使得它的读取距离更加远。有源2.4G与高频远距离应用不同的是,它是在校门两边安装读卡器,并不是通过放置通道的方式,这样做就可以使超宽、超大的校门也可以方便的进行人员进出信息读取。有源2.4G目前也面临着两个严重的问题,一是电池的寿命,由于是封装在卡里的,一旦电池耗尽学生就必须得换卡,而即使电池没有耗尽,在使用一段时间之后由于电量的减弱,发射信号也会减弱,读取的效果就会受影响。另一个问题就是,2.4G有源技术和超高频一样它们的方向性较强,而且其性能受到湿度的影响,常见的问题是卡片不能用手握住或放置在裤子后面的包里。引用文献的概述 :「人体大量的湿气将影响卡片和它们传送信息的功能,这就是为什么经常需要将它们从钱包或皮夹中拿出来。你需要让它们避免与身体的近距接触。」此外,在下雨或下雪的天气,也可能发生类似的问题。现在也有人提出,有源技术是随时随地发射信号的,那么学生在教室中上课时,多枚卡片聚集在一起发射信号辐射量过大,对于学生身体的健康会有影响。这也是现在很多家长所担心的问题。 


  综上所属,由于RFID的高速发展,不同的技术都愈趋成熟。所面向的应用也都包含了生活的各个方面。做为“平安校园”的建设中核心的部分,“家校通”的发展也受到了RFID的推进。正是由于RFID技术的应用,我们现在才可以更多的提升对孩子在校的安全保障。孩子是祖国的未来,如何选择合适的技术来做好“家校通”是所有集成商、学校都要考虑的问题。