RFID技术在“智慧校园”中的应用.doc

RFID技术在“智慧校园”中的应用摘 要：分析了rfid技术在智慧校园建设中应用的可行性和优点，介绍了智慧人员管理、智慧图书馆、智慧交通管理、贵重物品防盗、实验室共享管理等应用模式。应用模式对推动物联网技术的发展和智慧校园的建设有着积极的意义。关键词：rfid；智慧校园；应用模式中图分类号：tp311.13 文献标识码：a 文章编号：1672-7800（2011）05-0132-030 引言 2008年美国ibm公司在全球推广“智慧地球”，奥巴马政府将“智慧城市”建设纳入经济复苏国家战略，随后全球各国政府掀起了一股“智慧城市”的建设热潮。2009年8月7日下午，温家宝总理来到无锡物联网产业研究院考察，发表了“物联世界，感知中国”的演说，我国的智慧城市建设拉开了序幕。作为智慧城市的一部分，“智慧校园”的建设是依托现有网络信息化环境，充分利用先进的感知、协同、控制等信息化前沿技术，优化基础资源配置，为广大师生提供便捷的信息化服务，为管理人员提供高效的信息化手段，为决策领导提供科学的决策依据，实现绿色节能、平安和谐、科学决策、服务便捷的校园综合服务环境。物联网（传感网）技术是智慧校园的建设重要技术支撑，本文介绍物联网技术之一的rfid（radio frequency identification，即射频识别，俗称电子标签）技术在智慧校园中的应用。1 rfid概述最基本的rfid系统由三部分组成：标签（tag，即射频卡）：由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信；阅读器：读取（在读写卡中还可以写入）标签信息的设备；天线：在标签和读取器间传递射频信号。rfid按应用频率的不同分为低频（lf）、高频（hf）、超高频（uhf）、微波（mw），相对应的代表性频率分别为：低频135khz以下、高频13.56mhz、超高频860m960mhz、微波2.4g（目前中国移动、中国联通、中国电信推广的手机支付rf-sim卡技术就是应用该频率）。rfid按照能源的供给方式分为无源rfid，有源rfid，以及半有源rfid。无源rfid读写距离近，价格低；有源rfid可以提供更远的读写距离，成本要更高一些，适用于远距离读写的应用场合。2 rfid的智慧校园应用系统2.1 智慧校园的人员管理模式学校物理范围的扩大、人员的增加对校园安全管理、人员考勤是个管理难题，应用前沿信息技术解决这一难题具有一定的现实意义。运用rfid(电子标签)技术整合校园一卡通，每位教职员工和在校学生人手一张校园卡，智慧应用于学校进出口人员管理、宿舍出入口管理，学生上课智能考勤、会议考勤等。该技术可以实现以下功能： 功能一：rfid天线远距离感应，师生进出学校校门实现rfid卡无接触式自动检查登记，系统自动阅读到校园卡信息，通过屏幕显示通过人员信息、照片，自动放行，校外人员或未带卡人员进行身份登记出入。系统存储出入记录，学生管理部门通过系统可以直观了解即时的学生在校情况以及了解学生进出校园的时间。功能二：智能宿舍管理，学生携带rfid卡通过宿舍出入口时，无接触式感应学生进出情况，可以统计学生宿舍楼的住宿人数，具体人员一目了然，解决管理中学生晚上夜不归宿的问题。当学生在规定时间内尚未回到宿舍，系统自动统计并给出短信提示处理，同时可以发送信息给学生管理人员。学生归宿考勤通过网络实现可视化管理、管理部门能及时统计报表。此项功能可以减少管理人员开支，而且管理效率、统计准确率都有大幅提高。 功能三：目前，大部分学校对于学生上课的考勤都通过上课教师或辅导员来统计，此项统计费时费力，难以持久。利用教学楼安装rfid天线远距离感应，应用于学生上课的考勤，在校生携带远距离识别射频卡，凡经过各教学楼一楼出入口的学生均被识别系统感应到，精确身份识别并记录学生上课考勤，通过网络实现可视化管理、管理部门能即时统计报表，通过与课表数据库的对接，可以方便统计包括到课学生、缺勤学生、早退学生等内容。有效提高教学管理效率。功能四：在校师生会议无线感应式签到，详见2.6。功能五：利用rfid校园卡还能实现的人员管理功能还有校园人员定位、校园实验室引导、校园导游等，方法类同，不再叙述。此项应用根据距离感应要求， rfid可以采用卡片式无源超高频标签（uhf tag）。2.2 智慧图书馆建设智慧图书馆建设在管理上主要实现自助借还、智能盘点、智慧管理等功能，实现智能规范的管理、便捷细微的服务，是又一个物联网技术rfid的智慧应用。图书馆智慧管理系统规划主要由读者办证系统、图书自助借还系统、馆藏架位管理系统、智能安全门、柜台工作站、图书编目系统、电子阅览室管理系统等组成。新加坡国家图书馆采用rfid技术后的效果,每年节省2800万美元, 2000名人力,借阅次数却由1000万人次提升到3100万。截至2009年底已经有39家图书馆使用了r r o 技术。目前国内智慧图书馆系统已经在杭州图书馆、深圳市图书馆、武汉图书馆等40余家单位应用。系统结构如图4所示。智慧图书馆的建设将改进图书馆的工作方法，提升图书馆的服务品质，主要体现在以下方面：（1）提高了借还书效率。相对于条形码每次只能读取一本图书而且必须使条码扫描器对准图书条码的操作来说，无线射频识别具有非常优越的性能，它可以实现多本图书随意摆放在阅读器范围内即可同时进行借还操作的功能，可以提高几倍的借还书效率，同时增加图书借阅率。（2）实现了自助借还。图书可以自助借还，自助借还机能够准确判断与更改图书借还状态，确保自助借还操作与通过工作人员操作达到相同效果，实现节省人力的目的。还书可实行7*24小时服务。（3）方便盘点。提供全新盘点模式，。实现流动工作车方式，大幅提高图书盘点及错架图书整理效率。（4）与永久性磁条的共存性。以往图书馆一直采用永久防盗磁条，而应用门禁系统的先决条件是防盗磁条的可冲消性。如何将高校几十万册图书更换可冲消磁条，是个值得思考的问题。采用rfid标签，直接将电子标签粘贴在图书中即可，无需去除图书中的永久性充消磁条，可以大幅降低更换工作量，同时可以减少对图书的损坏。（5）标签隐蔽性强。电子标签可以粘贴到图书任何两页之间的夹缝中，并且本身双面敷胶，一旦粘贴完成，很难发现标签粘贴位置，使其具有高度的隐蔽性，减少了读者有意或无意的破坏，保证了图书的安全。（6）条码数据信息快速转换到电子标签内系统对原来的条码管理系统有很好的兼容性，不仅可以根据条码完成图书管理，而且系统能够将条码所包含的信息快速转换到电子标签中，然后通过数据关联实现条码管理到标签管理的快速转换与永久性磁条的共存性。（7）加了防盗监控的功能。由于电子标签中不仅包含了条形码和磁条的信息，而且具有可以改写的防盗识别位通过在借还过程中更改该防盗识别位来改变图书的在馆状态，并在读者携带图书通过防盗门禁的时候由防盗门禁系统读取并判断该防盗识别位是否满足出馆的条件对于没有办理借阅手续的图书，在经过防盗门禁时门禁系统会进行声光报警，避免了很多不必要的矛盾，使图书馆变得更为专业化、人性化。2.3 车辆进出道闸rfid管理（etc）、车库泊位引导目前射频识别（rfid）技术普遍应用于园区交通管理，例如高速公路的不停车收费。rfid的校园交通管理可以实现车辆校门的进出管理、车库的出入管理、泊位引导等，有助于校园的安全、交通秩序管理，提升管理品质。系统将计算机技术、自控技术及智能卡技术有机的结合起来，要求具有图像对比，自动控制、自动存储数据等多种功能，可实现脱机运行，在电脑出现故障的情况下仍可保证车辆的正常进出。车辆到达入口，入口车辆感应器通过rfid识别天线检测到信号后，校内车辆自动抬杠放行通过，无需人工干预；外来车辆发临时卡，出校卡片回收，收费、放行。车辆卡可以与教职工的校园卡绑定，实现一卡多用。泊位引导：车辆进入校区后，管理系统提供车库车位信息引导车辆停放。2.4 贵重物品的防盗在智慧校园的大楼里用rfid技术，可以方便地建立贵重设备防盗及定位系统，构建一个“智慧感知、智慧处置”的设备防盗网络。系统通过无线传感器网络和rfid技术对设备进行实时监控，当设备被移出预定的范围区间时，无线传感器第一时间告知管理中心，提醒管理员注意，并可以从显示屏看到设备所在位置，当设备移动到出入口时，rfid读取设备信息，并匹配携带者身份信息（预先给设备所有者分发身份信息rfid，与校园卡结合），两者信息匹配，系统记录出入信息，否则声光报警，启动出入口拍摄系统并通过短信平台告知设备所有者，园区内的传感器网络可以一直追踪感知设备的移动，为管理人员控制盗窃者提供可视化引导，盗窃者很难逃出园区，保障了校园的设备防盗安全。2.5 rfid技术在实验室共享管理中的应用针对实验室开放共享不足、使用率不高的问题, 提出rfid技术在实验室和共享管理中的应用。简化共享使用流程,节省管理人力资源, 从而提高实验室管理效率, 实现实验室仪器设备的信息共享、服务共享和使用共享。具体的做法可以建立实验实训统一调度系统，融合门禁系统库、实验设备信息库、师生校园卡信息库，管理员通过网上预约等方式，开放许可权限，门禁设置只有得到许可的用户在规定时间才能进入相关实验，同样只有得到权限的用户才能使用实验室内的实验设备，并且使用中可以根据需要设置是否收费。2.6 智能化的会议签到和座位引导系统在会议室出入口设置rfid识别装置，对拟参加会议人员派发电子参会证（rfid卡），当参会人员进入会场时，无须人工签到，系统会通过rfid读写器进行自动身份识别，并通过网络系统在会场显示屏进行身份显示，座位引导，同时可以设置来宾欢迎短信、欢迎语音。会议期间及会后可设计进出统计、查询，与会时间统计及报表输出等服务，便于组办方分析参会人员的情况，真正意义做到智能会议管理。2.7 智慧节能随着物联网技术的发展，射频技术越来越多地应用在建筑、生产、零售和交通等各个行业。rfid节能控制技术就在节能环保这一领域显示出了独特的优势。rfid节能控制系统是基于在室内外管理区域关键点位设置rfid传感网络，通过自动统计区域内人流量，联动控制照明、空调等能源系统，实现根据区域人流自动节能的管理。对于空调、灯光等设施的控制方法可以通过无线to ir（红外）控制模块来远程控制实现，也可通过plc实现远程自动控制设备开关，无需人为干预。3 结束语随着物联网技术的发展和“智慧城市”的推进，智慧校园建设将成为未来高校信息化的主要发展方向，作为新事物的智慧校园建设，很多学校在规划时会感到茫然而观望，因为目前还没有成功案例可以参考，对于“智慧”的理解也没有权威的说法。本文根据我校智慧校园的建设思路，对rfid在智慧校园的人员管理、会议管理、安防设计、图书馆智慧应用等进行了探索和研究，为智慧校园建设规划提供借鉴。参考文献：1 汤肖锋.rfid在世界图书馆中的应用现状j.集成电路应用,2010(4).2 段妍，陈省平，吴珏珩，等. rfid技术在贵重仪器共享管理中的应用与思考j.实验室研究与探索,2010(8).application of rfid technology in wisdom campusabstract:the paper analyze the feasibility and benefits of rfid technology in building wisdom campus,introduce the applications model of wisdom personnel management, wisdom library,wisdom traffic managem