1. 系統(tǒng)概述

1.1. 系統(tǒng)背景

近年來，我國許多學校校外犯罪事件時有發(fā)生，刑事案件極其頻繁，如何加強學生安全管理和學生在 校的人身安全，家長、學校老師如何實時有效的對學生在校情況進行掌握，已經(jīng)擺到了各個學生家長和學 校以及各級主管部門領導的面前。這類問題涉及到國家的未來、學校和學生個人的切身利益，涉及到建立 和諧社會維護安定團結(jié)局面的大事，因此應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”，對出入人員的身份必須確定，但是依靠傳統(tǒng)的保安逐個檢查法顯然效率非常低下。

新時代呼喚新技術的普及，RFID 技術作為時下最先進的技術之一，其在人員管理、考勤、定位控制中的 超強作用也愈來愈明顯。 作為專業(yè)的 RFID 技術開發(fā)和產(chǎn)品提供商，行業(yè)技術的先行者，我們采用有源 RFID 讀卡技術結(jié)合短信 平臺開發(fā)了家校通管理系統(tǒng)，對學生的在校安全管理起到重大作用。家校通系統(tǒng)是一個應用現(xiàn)代信息技術 來實現(xiàn)家長和學校之間的實時通信的先進系統(tǒng)，利用先進的計算機技術和無線傳輸技術，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。我司采用了有源 RFID 技術，對進出校園的人員進行讀卡監(jiān)控，實現(xiàn)了不需排隊 刷卡考勤，可以準確知道學生的到離校時間，以監(jiān)督管理學生安全。同時，結(jié)合短信平臺等通知家長，使 之獲得學生狀況，可以在一些特殊場合做出應對。

 1.2. 現(xiàn)狀與分析

由于學校學生具有人員多、在校內(nèi)流動性大、一般老師都很難以及時掌握每個學生的來校情況，家長 無法及時得知孩子是否按時上、下學。一旦孩子逃課不去學?；虻叫：髸缯n出校玩耍，老師及家長因不能 實時了解具體情況，會給學生安全管理、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：

 l 學生安全情況（是否安全到校、離校等）

 l 學生出勤情況（是否準時到校、離校，有無遲到、早退等）；

 l 學生在校（或在家）表現(xiàn)（考試成績、學習態(tài)度、行為優(yōu)劣等）； 家校通管理系統(tǒng)是整個教學行業(yè)安全工作的需求，它可為家長提供孩子的準確的到離校及在校信息， 同時它也是一種科學化的校園管理方式，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)是利用高科技的遠距離射頻識別(RFID)技術、手機短信服務平臺和計算機信息處理技術開 發(fā)而成的具有世界領先水平的綜合信息管理系統(tǒng)，為廣大中小學校、學生家長提供了信息化服務平臺。 采用遠距離 RFID 技術，在學校大門安裝讀寫器，學生攜帶標簽進出時將被讀取。讀寫器將標簽 ID 通過 WIFI 或 GPRS 上傳至系統(tǒng)服務器，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)時間等），同時將學生入校、離校信息通過短信方式發(fā)送給學生家長，從而為家長及時掌握學生 動向及在校情況提供有效管理手段。系統(tǒng)服務器也可根據(jù)上學、放學該段時間內(nèi)出入學校大門的人員出入信息整理出這一時間段內(nèi)的各種出勤報表（如：遲到/早退記錄、未出勤時間等）。

 l 學生卡：采用有源標簽作為學生卡，其每隔 500ms 自動發(fā)送標簽唯一 ID 號；

 l 讀寫器安裝：在校門口安裝一臺雙通道讀寫器，每個通道連接一個定向天線。通道 1 天線朝校外 安裝，通道 2 天線朝著校內(nèi)安裝，通過識別標簽的對應的通道可有效判斷學生的進出狀態(tài)。 l 數(shù)據(jù)傳輸：讀寫器將識別到的學生卡信息通過 GPRS 或 WIFI 傳輸至學校的服務器中，系統(tǒng)可根 據(jù)傳回的信息判斷學生的進出狀態(tài)。

 l 后臺服務：

1） 后臺系統(tǒng)通過短信貓或者短信平臺運營商將學生的進出信息發(fā)送至家長，使得家長對學生在 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)絡平臺來記錄學生的信息。如考試成績、名次、班級 信息等。家長可以通過網(wǎng)絡平臺查看學生信息。

 3） 家長、老師和學校管理員可通過登錄校訊通網(wǎng)絡平臺進行交流。家長可以及時知道自己的孩 子在校學習情況。

 2.2. 系統(tǒng)拓撲圖

                                            圖 1：系統(tǒng)拓撲圖

系統(tǒng)具體由下面幾部分組成：

l RFID 讀寫器，標簽和發(fā)卡機

   l 系統(tǒng)服務器計算機

l 短信貓等短信平臺

  l 家校通系統(tǒng)軟件

 l 接收短信手機

2.3. 系統(tǒng)功能

該家校通系統(tǒng)，包含四個管理模塊：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 技術利用，實現(xiàn)學生的平安情況匯 報。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

對于在校的所有學生，統(tǒng)一發(fā)放 RFID 標簽，實行一人一卡制度，通過數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)將每個學生所用標 簽與學生信息一一對應，即將學生信息與標簽 ID 號綁定。該部分包含三個部分：

 l 學生信息添加：對新入學的學生或者補辦卡的學生，發(fā)放新的 RFID 標簽，對標簽進行授權(quán)管理， 將人員信息與 RFID 標簽進行對應。

 l 學生信息刪除：學生畢業(yè)，標簽遺失等情況下，需要對該生的 RFID 標簽進行報廢處理，刪除 RFID 標簽相關信息。

 l 學生信息修改：學生升學，班級調(diào)動等情況下，需要對 RFID 標簽信息進行重新管理，修改相對 應的學生信息。

2.3.2. 到離校管理模塊

 這是家校通系統(tǒng)的核心部分，在學生到離校的時候，即時發(fā)送短信息報告學生的到離校時間給家長或 老師，方便家長知曉孩子的到離校安全狀況，減少家長擔心的同時，還可以起到追溯作用。本部分也包含 三塊：

 l ID 獲?。和ㄟ^ RFID 讀寫器自動采集學生的標簽 ID 號，實時獲取該生出入校門時間。

l 數(shù)據(jù)傳輸與處理：將標簽 ID 信息上傳系統(tǒng)服務器，通過服務器的數(shù)據(jù)庫對比識別學生信息，確 管理員登陸 家校通系統(tǒng) 信息管理模塊 考勤管理 學 生 信 息 添 加 學 生 信 息 刪 除 學 生 信 息 修 改 到離校管理模塊 ID 獲 取 數(shù) 據(jù) 傳 輸 與 處 理 平 安 短 信 發(fā) 送 擴展功能模塊 人 工 考 勤 智 能 考 勤 時 間 設 置 考 勤 異 常 報 警 區(qū) 域 異 常 報 警 消 費 功 能 模 塊 考 勤 記 錄 查 詢具體為哪位學生，對應年級班級，家長姓名，手機號碼等信息，同時判斷學生的進出方向。

 l 平安短信發(fā)送：確認清楚學生信息之后，系統(tǒng)服務器將下達向?qū)议L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

學生進出校門時，系統(tǒng)在發(fā)送平安短信的同時也可以作為學生考勤記錄。在系統(tǒng)里登記學生的到離校 時間，從而作為學生的出勤判斷。學生的考勤管理模塊包含人工考勤，智能考勤和考勤時間設置。

 l 人工考勤：以備遇到特殊情況，如標簽丟失，損壞等，管理員可以通過人工考勤方式來輔助。

 l 智能考勤：采用遠距離 RFID 卡進行考勤，可多標簽同時識別，節(jié)約時間，同時不需人工干預， 提高了工作效率，減少出錯的可能。

 l 考勤時間設定：考勤時間設定指的是針對考勤系統(tǒng)啟動的時間，在所設的時間段內(nèi)，考勤系統(tǒng)正 常工作，超過這個時間段，系統(tǒng)就關閉。

 l 考勤記錄查詢：系統(tǒng)管理員可以通過系統(tǒng)查詢某個學生某個時間段的考勤記錄，或者某個班級、 年級的考勤記錄，并可以打印成報表，方便管理。

 2.3.4. 擴展功能模塊

隨著家校通應用的發(fā)展，家校通系統(tǒng)這塊也在不斷的完善，學校和家長對于該系統(tǒng)的一些需求也是日 益增加?？梢苑譃橐韵氯齻€部分：

 l 考勤異常報警：當學生在上學放學時段，系統(tǒng)沒有在規(guī)定時間（可設置）讀取到學生的 RFID 標簽信息，則向服務器報告此報警信息，以備教師或者家長了解情況；同時在正常上課時段中， 如果讀寫器有讀取到學生的 RFID 標簽，也向服務器發(fā)送此報警信息，以備教師或者家長了解 情況。 讀取學生 RFID 標簽 系統(tǒng)后臺對標簽進行確認 到校 or 離校 調(diào)取學生家長手機號碼 向家長發(fā)送到校平安短信 調(diào)取學生家長手機號碼 結(jié)束 離校 到校 向家長發(fā)送離校平安短信。

l 區(qū)域異常報警：在學生禁止進入的區(qū)域安裝讀寫器，當讀到學生 RFID 標簽信息時，則向服務 器發(fā)送此報警信息并啟動報警模塊，以便管理員做出相應處理。如圖 4 所示：

                                                                                                 圖 4：區(qū)域異常報警

 l 消費功能模塊：可將家校通卡與學生消費卡集成在一起，結(jié)合常用的 13.56MHz 卡可實現(xiàn)近距 離考勤管理、刷卡消費管理（學校超市和食堂消費）。

 3. 技術選型

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

 3.1.   2.45GHz RFID 技術

 2.45GHz 的 RFID 技術，應用在家校通等人員管理領域，具有以下優(yōu)勢：

 l 穿透性能力強，被人體遮擋影響不大，適用于人員密集的環(huán)境；

 l 識別距離遠，可以實現(xiàn) 0-100 米的讀卡，即可覆蓋校門的所有區(qū)域；

 l 防沖突能力強，一次性可以讀取 500 張標簽，即可同時識別進出校門的所有學生卡；

 l 發(fā)射功率小，標簽只有 1mw 的功率，對人體沒有影響；

 l 具備 RSSI 功能的產(chǎn)品，具有更精確的距離控制能力；

l 標簽采用電池供電，標簽功耗低，電池壽命可達 5 年。

 3.2. 433MHz RFID 技術

433MHz 的 RFID 技術跟 2.45GHz 技術相比，具有以下優(yōu)點：

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

 l 讀寫距離更遠，可以遠達 1000 米，其距離可任意調(diào)節(jié)。

 4. 系統(tǒng)特點

基于 RFID 的家校通管理方案具有如下特點：

 l 實時跟蹤學生的到校離校情況，及時通知家長，可讓家長放心；

 l 避免學生逃課或不正常外出，對學校的管理提供極大便利；

 l 對學生每日進行自動化考勤；

 l 實時查詢學生的在校狀態(tài)；

 l 系統(tǒng)可一次性識別所有進出校門的學生，避免出現(xiàn)漏讀現(xiàn)象；

 l 可對學校敏感區(qū)域或非法區(qū)域進行智能化管理。

5. 其他應用領域

 l 家校通，校訊通等校園管理

 l 監(jiān)獄犯人監(jiān)控管理

 l 養(yǎng)老院人員管理

l 消防車進出管理