校园远距离识别系统方案--平安到离校短信系统

　　一、　前言

　　据一份报告统计：90%以上的家长迫切需要及时了解孩子在学校的日常表现，以及准确获悉学校的相关信息。同时，如何广泛开展与家长的沟通与交流这一重要课题，也是各学校以及相关部门管理者一直在努力探索的。通过对学生日常行为异常的表现及时通告给家长，无疑会对教育和培养结果起到举足轻重的作用。

　　“平安校园”建设是实践“三个代表”重要思想，维护好、实现好广大学生根本利益的具体体现。做好这项工作对于不断提高构建社会主义和谐社会的能力，保障学校持续快速健康发展和中国的“平安建设”有着非常重要的现实意义。建设“平安校园”，人人受益、人人有责。

　　保障校园平安首先需要更简便、有效、快捷地加强学校与家长之间的信息沟通，让家长及时、准确了解孩子在学校的各种情况，让学校、班主任及时、准确了解学生回家以后的生活、学习情况。

　　学校和家长均希望了解：

　　◆ 孩子安全情况(是否安全到校、离校等);

　　◆ 孩子出勤情况(是否准时到校、离校，有无迟到、早退等);

　　◆ 学生在校(或在家)表现(考试成绩、学习态度、行为优劣等);

　　目前，学校与学生家长之间的沟通主要有两种形式：

　　1、以家长会、家长到校、教师拜访、成绩单、书面通知等形式面向全体家长的沟通;

　　2、以访问、书信或电话联系等方式针对某些孩子出现的具体问题所进行的个别沟通。

　　尽管，上面的两种形式可以暂时的实现学校与家长之间沟通，但还存在着一些漏洞。首先，由于人员精力、时间和空间的限制，传递的信息有限且不及时。无论家长还是学校都无法完全的获知学生的全部情况。其次，信息传输多单向性为主。信息多从学校向家长的单向传输，家长参与得不够，学生更是没有表述自己意见的机会，因而出现了一些失真的信息，给学生的发展带来了不良影响。再次，通过上述两种形式真正实现家校沟通的家长只有少量的一部分，相当大一部分家长只能了解到关于同年龄阶段孩子发展的共性信息，而了解自己孩子特点的信息渠道不畅。顺畅的家校沟通，已经成为了现代教育发展的必然要求。而有效的沟通方式则是现代教育路上必然遇到的一重要课题。

　　目前一种有效的方法就是使用“校讯通”，但是有一点我们必须认识到在“校讯通”业务的推广初期，学生们可能出于好奇、或迫于学校的压力，每天按时到“校讯通”终端上刷非接触射频ID/IC卡，从而实现学生上学或放学的短信考勤。

　　随着时间的推移，学生每天主动到“校讯通”终端上去刷卡的热情将逐渐减退，逃避刷卡或拒绝刷卡的学生逐渐增多。

　　这时，作为运营商的您，可能面临以下问题……

　　1、“校讯通”业务每月的刷卡量逐渐低?

　　2、 每月的KPI考核能不能完成指标?

　　3、“校讯通”业务每月的任务怎么拓展?

　　4、如何有效解决学生上学/放学的考勤问题?

　　试想：在较长时间内，如果家长的手机没有收到或很少收到学生的考勤信息，你认为家长会长期为“校讯通”业务买单吗?为了解除您的烦恼，请选用我公司在国内率先推出的2.4G-RFID远距离刷卡考勤整体解决方案吧!

　　结合系统目标，家校通的解决方案是：

　　◆ 在学校门口安装读卡器设备，连接家校通服务器，用于学生到校/离校刷卡，并自动触发家校通软件发送平安短信

　　◆ 具备校园局域网的学校可以将家校通服务器连接到校园局域网，学校教员可以直接通过IE浏览器访问家校通，通过IE浏览器访问家校通软件通过短信与家长沟通;

　　◆ 通过电信运营商短信网关进行短信收发;

　　二、系统组成

　　本系统由安装在学校门口的2个读卡器、学校服务器、校讯通平台、短信平台等组成。

　　当学生携带2.4G电子标签进出校门时，装在校门口的读卡器会自动的感应到，并将接受到的信息传到信息处理终端，这一过程，学生没有必要主动去刷卡，只需正常的进出校门便可。学校的相关工作人员只需通过处理终端，可随时查看学生进出学校的情况，可做好学生进出学校情况备案。当数据传到处理终端后，还会继续传到“校讯通”终端上，利用它学生信息就可以传到本地移动基站上，这样便可以上传到校讯通业务平台服务器上，之后学生信息便可通过电话或短信的方式从服务器上发送到家长移动手机中，方便家长即时的知道自己孩子的情况。

　　说明：

　　1.无需更改“校讯通”业务平台和监控平台的任何通信方式!

　　2.“校讯通”终端符合移动集团公司的企业标准!

　　3.“校讯通”终端符合移动集团公司的企业标准!

　　说明：

　　1.用2.4G-RFID电子标签卡为学生制作“移动亲情卡”!

　　2.用电子标签录入器将学生的“移动亲情卡”录入到“校讯通”业务平台!

　　3.在学校大门安装的远距离刷卡检测设备：2.4G定向天线、电子标签读写器、信息处理终端和“校讯通”终端!

　　4.在校内安装几台智能终端，仅供学生拨打亲情电话时使用.

　　三、系统原理

　　针对电信对于家校通系统的建设要求，设计的家校通系统是由电信数据中心、校门口安装的进出阅读器、学生卡(有源RFID卡)、管理系统组成。

　　学校校门口的阅读器安装图如下：

　　为判断进出，安装两个阅读器，分别安装在门卫室两侧;如果是空旷区域两者之间要求间隔距离在10米以上，同时阅读器调节一定的角度，使两者之间信号覆盖区尽量不产生重叠，在阅读器的天线背后一侧会加装屏蔽物，使阅读器背后的信号覆盖区变小。

　　学生进出校门时必须带卡，进入时，首先被校外读卡器识别到，通过网络传送到数据中心，然后在一个短的时间范围内(比如说8秒)，又被校内识别到，数据传送到数据中心。(因学生未带卡而未被系统识别到的情况需要考虑到，在系统上线运行后，需安排客服人员和学校建立热线联系，及时发现学生未被识别到的具体原因。在本方案中只考虑技术上的可靠性，不考虑人为失误造成的未识别情况。)

　　数据中心的数据接收服务器上的接收程序在收到数据后自动进行处理判别，判定该卡号所属学生进校了。然后数据采集程序将判断后的信息存储到数据服务器并通过TCP/IP方式发送给相应的管理系统，由管理系统给该学生家长发送短信。

　　离校的情况和进校在数据方向上正好相反，先被校内读卡器识别到，后被校外读卡器识别到。

　　如果两个阅读器中只有其中一个识别到卡，不做处理，保持当前学生状态不改变。

　　为保证数据中心有足够的数据处理能力，需根据实际学校和学生人数的增长同步增加接收服务器的数量。同时应该保证校门口阅读器与数据中心的网络状况良好，数据传输稳定。

　　数据中心的数据接收系统每天对所有网络内的阅读器进行一次自检，如有阅读器发生故障，需及时发送数据至服务系统，发送故障短信给学生家长。

　　四、方案设计

　　电信运营商及家校通平台利用各自的综合资源优势和科研优势共同开发出“家校通”系统，这一系统集短信、物联网、互联网等全方位的现代化通信手段于一体，为学校、老师、家长和孩子搭建了信息交流平台。

　　“家校通”应用将大大扩展传统的家庭、学校、学生三者之间的沟通模式，并以其全新的理念，高科技的含量开创了信息化、智能化家校互动的新时代。

　　RFID自动识别技术在家校通系统中的基本运用原理大致为：每个学生携带有一枚RFID即无线感应标识卡(可作为电子学生证使用)，在到达学校大门后，校门附近的两个感应器就会读到标识并将信息传给数据中心服务器，由服务器进行处理判别后，由家校通平台向学生父母手机发送一条短信，如“×××学生家长，您的孩子于×年×月×日×时×分平安到校”“ ×××学生家长，您的孩子于×年×月×日×时×分离开学校”，同时在服务器中也会保存所有学生的进出信息，并将它整理成报表供学校、家长查询。

　　五、系统特点

　　1.学生轻松刷卡……

　　a.学生携带用2.4G电子标签复合卡制作的“移动亲情 卡”进出学校大门时轻松实现远距离刷卡考勤。

　　b.能有效解决学生刷卡量不足，“校讯通”业务KPI考核指标等问题，最终从根本上解决移动“校讯通”业务中长期发展的瓶颈问题。

　　2.学校管理简便……

　　a.仅要求学生每天上学/放学携带2.4G电子标签复合卡。

　　b.除了学生把2.4G复合卡放在屏蔽盒内外，安装在学校大门口的电子标签检测设备将完整地采集学生每天进出校门的情况。

　　3不改变通信方式……

　　a.无需更改现有“校讯通”业务平台的通信方式!

　　b.无需更改现有“校讯通”监控平台的通信方式!

　　4.投资性价比高……

　　a.用2.4G电子标签复合卡为学生制作“移动亲情卡”!

　　b.在学校大门安装2.4G远距离刷卡检测设备!

　　c.在校内安装几台“校讯通”终端，供学生拨打亲情电话时使用!

　　d.每次的刷卡成功率在99%以上，极大提高服务质量，增加家长满意度!

　　6.对人体健康安全，符合国家标准

　　7.远距离 阅读距离30米以内轻松实现。由于按考勤地点的实际情况，读卡距离可设定。

　　8.运行稳定 有源卡阅读距离稳定，不易受周边环境影响。使用频道隔离技术，多个设备互不干扰;

　　9.支持高速度移动读取 标识卡的移动时速可达200公里/小时。

　　10.高可靠性 环境温度-40℃-85℃内能完全正常运行(MTBF≥70000小时)，尤其是在北方低温和南方高温状态下更显优势，可以有效抵抗恶劣环境下空气中的高粉尘和污染物以及阴雨等环境下，能够保证设备正常使用。

　　11.加密计算与认证 确保数据安全，防止链路与数据破解;

　　12.高抗干扰和防雷设计 对现场各种干扰源无特殊要求，满足工业环境要求，安装方便简单。

　　全球开放的ISM微波频段，无须申请和付费。

　　超低功耗 使用寿命长，平均成本低，并且对人体安全、更健康，无辐射损害。 14.13.可配置微波模块工作方式，发射功率可调;

　　15.多识别性 可以同时识别200个以上标示，如果现场有多与200个以上的标示，我们有办法进行处理。

　　六、校讯通产品的应用优势

　　2.4G有源RFID在家校通领域的应用优势

　　在家校通应用中一个很重要的功能就是自动识别学生的到校和离校情况，并结合视频监控实时监控校门安全。如何能在不影响学校正常上学放学的情况下，准确识别每个进出的人员，就需要一个优秀的无线通讯系统来承担这个任务。这个系统需要满足无线传输、超低功耗、可处理大量标签(同时识别200以上)、距离远(5~100米)、国际通用频道、并且可与频道内其他设备共存互不干扰等条件。

　　2.4G有源RFID无线通讯系统正是一个经过众多实际应用验证了的一种优秀技术。系统特点

　　1、远距离：可在50米范围内识别，无须人工靠近刷卡或要在指定区域内通过才能识别，实现全自动识别。学生只要携带标识卡和往常一样出入校门即可，无需任何操作。在高峰时间可有效缓解学生人多、排队刷卡带来的问题。

　　2、大流量：极高的防冲突性，采用多种防冲突方案，可支持200个以上学生同时出入校门，，均可一一识别。

　　3、高速度，标识卡的移动时速可达100公里以上。

　　4、标识卡与读卡器之间可实现双向高速数据交换。

　　5、高可靠性，工作温度-40℃-85℃，防水，防冲击。

　　6、高抗干扰：对现场各种干扰源无特殊要求，安装方便简单。

　　7、全球开放的ISM微波频段，无须申请和付费。

　　8、超低功耗：对人体更安全、更健康。

　　采用2.4G通讯频率的优势

　　1 .通讯频率

　　400MHz、 800MHz、900MHz超高频系统的带宽窄，用户多，频段十分拥挤干扰大。433MHz：频段内车载台、业余台、对讲机和各种数传电台充斥;800MHz~ 900MHz：与移动通信造成相互干扰;5.8GHz系统技术要求高，技术尚未十分成熟，现有的芯片通信距离近，功耗大，且成本高。UWB 也一样，而且在还会受到政策的限制。

　　2.4GHz已相当成熟，成本也低，作为射频标签使用通信速率足够，相应的产品也比较多。尽管该频段也有不少用户，但由于该频段规划管理较好，采用了新技术(跳频或扩频技术)相互之间兼容共存性较好。

　　2 .保密性

　　直序扩频可以通过使用PN码来增加空中通信的保密性。

　　3. 通信速率

　　高频系统通信速率比低频系统更高，这也为使用软件加密提供更大的数据空间。

　　4 .体积大小

　　高频系统由于波长短，因而，标签的尺寸可以做得很小。

　　5. 绕射，反射，钻缝传输能力

　　低频系统绕射能力比高频系统好，而高频系统穿过细小缝隙传输的能力比低频信号好。高频信号更多通过建筑物表面反射信号来实现绕障碍物传输，因而，通过充分利用高低频信号传输的不同特性，我们可以得到很好的通信效果。大量的应用实践表明，2.4G SuperRFID有源射频标签，可以很好地应付各种射频识别的需要。

　　七、设备选型

　　针对学校的使用需求，系统需要配备以下的设备。

　　1、固定式标准阅读器用于安装在学校大门口内外侧，进行学生到离校的判别。

　　2、学校使用识别卡除了用于学生到离校的判别外，还希望用于学校其他消费类的管理，比如食堂和图书馆，以及亲情电话卡打电话等。卡片可以选用包含13.56M芯片和2.4G芯片的双频卡，2.4G芯片采用的标准芯片进行到离校的识别，13.56M芯片可以采用Mifare1标准芯片，按照标准出厂设置不加密码，由学校相关的食堂管理系统进行初始化操作，设置密钥。

　　3、带屏蔽四芯双绞线，根据现场环境确认食用量。

　　4、RS485-TCP/IP网关

　　5、2M专线宽带

　　我们公司有校讯通平台。免费供客户使用。

　　推荐产品型号：

　　定向远距离读写器

　　1. 产品照片

　　2. 产品特征

　　支持RS232/RS485/Wiegand-26/ Wiegand-34方式与上位机通讯;

　　加密计算与认证，确保数据安全，防止链路窃听与数据破解;

　　作用距离可控，最大支持32级功率控制;通过发命令的方式调节读写器的接收距离.

　　能识别移动速度200公里/小时以内快速移动的电子标签

　　可以同时识别200张卡

　　使用频道隔离技术，多个设备互不干扰;

　　先进的防碰撞技术，支持多标签读写;

　　可配置微波模块工作方式，发射功率可调;

　　可兼容客户提供的卡。

　　满足工业环境要求

　　3. 物理特性

　　外壳材料：前面塑料，后面铸铝

　　重量：2.5kg

　　颜色：灰白色

　　外形：320*200*100mm

　　防护等级：IP65

　　安装方式：专用安装支架，抱杆安装

　　4. 电气特性

　　工作电压：+9V到+12V DC(MAX 1000mA)

　　工作电流：<1000mA

　　可靠性: MTBF≥70000小时

　　工作寿命: >15年

　　通信接口: RS232/RS485/Wiegand

　　5. 微波链路特性

　　信号调制方式：GFSK

　　工作频率：2.4 - 2.45 GHz

　　接收灵敏度：≤-93dBm(可用发命令的方式进行调整)

　　天线极化：垂直

　　识别范围：定向识别

　　微波通讯距离：0~100米

　　微波通讯检错：CRC16循环冗余校验

　　位误码率/B.E.R：10-7

　　通讯加密：按客户要求

　　6. 工作环境

　　1)抗干扰和防雷设计,满足工业环境要求

　　2)使用温度：-40℃～+80℃

　　3)保存温度：-60℃～+80℃

　　4)抗电磁干扰：10V/m 0.1-1000MHz AM调幅电磁波

　　7. 应用领域

　　停车场系统

　　车辆不停车出入管理系统;

　　家校通系统 校讯通系统

　　隧道人员安装管理系统

　　矿山井下人员定位管理系统

　　部队涉密资产管理系统

　　机动车电子牌照自动识别系统;

　　公交车进出站“标杆”自动管理系统;

　　企事业单位人员出入自动考取系统;

　　仓库物品出入管理;

　　仓库电力设备巡检;

　　海运、水运、公路和铁路中的集装箱运输。

　　其它远距离自动识别系统