RFID电子学生证.doc

RFID電子學生證RFID Electric Studets ID 指導老師： 蕭天泉 副教授學號495K0054 劉大立學號495G0038 蘇泓嘉學號495G0083 洪維宏摘要無線射頻識別（RFID）已被視為現行無線技術發展重點之一，RFID是利用電磁波傳送資料進行識別的科技，常被用於廠商庫存的管理與進出貨及商業自動化和電子商務。但將RFID運用於教育界的例子卻明顯少了許多。基於此我們決定將此科技應用於教育機構的自動點名系統上，這將取代傳統費時的點名制度，並透過網路、手機簡訊通知學生家長該學生目前的出席狀況。為確保教師的隱私權以及個人資料安全性，系統透過資料庫來管理個人資料檔案。在讀取器與標籤之間進行相互認證同時，卡號與資料庫資料相符者，系統會將持卡人照片顯示於螢幕之上，做進一步的資料比對。關鍵字: 無線射頻識別(RFID)，教育機構，隱私權，安全1. 概論RFID (Radio Frequency Identification)是由讀取器(Reader)及RFID標籤（Tag）所組成的自動識別系統，它是利用感應器發射無線電波，藉由電磁感應來觸動標籤上的晶片並傳回電磁波至讀取器，以此來辨識持卡人的身份。RFID屬於一種具新穎性的非接觸式的技術，辨識物品時，不須特別瞄準讀取器亦可精準識別物品。因此可以有效減少人力成本以及作業時間。若以傳統的識別方法光學條碼與RFID相互比較，發現RFID辨識系統具有三大優勢: (1)每一個標籤（Tag）皆為獨一無二的識別碼 (2)自動化 (3)同時性。利用以上三大特點，可以進行資料庫比對呈現學生的相關資訊如:學號，姓名，刷卡時間等資訊。在自動化特性上條碼須對準感應器並經由人工掃描才能辨識標籤且無法一次對多人進行處理，而RFID是無線電波傳送不需對準感應器，並且可以同時對多人進行處理。RFID與條碼系統的比較如表1所示。表1: RFID技術與光學條碼技術之比較表無線射頻識別技術光學條碼技術識別數量能同時識別多個標籤一次僅能識別單一條碼識別範圍取決於頻率距離短儲存容量儲存容量較大儲存容量較小讀寫能力可讀可寫只能讀取自動識別不需人力介入，可自動識別週遭的標籤需人力借入，無法自動的識別條碼資料正確性不需人力介入，不會有人為疏失的可能性需人力介入，有人為疏失的可能性耐久性可以在嚴酷、骯髒的環境下工作條碼容易污損，污損的條碼將無法被正確的識別行動中讀取可在高速移動下讀取在高速移動下讀取困難造型造型多樣化、小型化無法改變追蹤定位可不可成本較高較低2 研究方法本系統由Microsoft Visual Basic 6.0及RFID教學實驗讀卡器為主要編輯，利用簡單的邏輯加上函式庫來架構。我們研究基本的RFID讀卡器跟電腦的溝通，以進行與COM的連接來抓取讀卡器所讀取之卡號與資料庫的資料來進行比對跟圖片的讀取，有了初步的雛型以後，開始研究如何傳送電子郵件與簡訊功能，由於Visual Basic 6.0是屬於比較基礎的語言，很多函式庫都不支援，實際操作並無法像其他較高階的語言簡單，尤其是簡訊功能部分。最後經過多次試驗決定將透過藍色小舖的網站空間來完成簡訊傳送功能。2.1登入連接 系統提供教師兩種登入模式。1.讀卡器連結模式2.後端資料處理模式。兩者登入模式差異在於管理者可不經讀卡器連結進行各項資料處理作業，以及完整的學生缺曠紀錄的統計輸出列印功能。詳見圖1、圖2。圖1:與讀卡器連接後登入。圖2:管理者直接登入(不用與讀卡器連接即可使用)。2.2圖片與標籤（Tag）的比對由於每一個標籤（Tag）皆有獨一無二的識別碼，我們可利用標籤（Tag）進行與資料庫的比對，比對正確後可將資料庫裡面所擁有的圖片讀取出來，在感應動作執行之前，此功能會持續的保持等待狀態。持卡人經由讀取器做感應動作，在畫面上就會立即呈現持卡人的照片與資料。詳見圖3。圖3:圖片與標籤（Tag）的比對2.3刷卡時間記錄刷卡時間紀錄，利用準確的自動化的紀錄，不需要再由人工進行點名，主要是判斷時間是否超過上課時間，並可設定一定時間範圍，以判斷遲到與缺課之差異。時間只要正確設定完後，凡是有刷卡動作將會儲存首次一次與最後一次進出教室的時間。讓教師可以知道該節課學生的進出時間。詳見圖4。圖4:刷卡時間記錄2.4缺曠課紀錄 缺曠紀錄表自動化將取代教師攜帶點名單進行，人工登記、點名的動作。在本系統中，無論讀取器讀取到卡號或未讀取到卡號，在經過判斷遲到或曠課之後，就會自動記錄在資料庫裡，並提供教師查閱所有的曠課紀錄。詳見圖5。圖5:缺曠課紀錄2.5 學生資料處理提供學生相關資料查詢功能，可依學生之學號、姓名、到校時間、地址、信箱與電話等資料進行逐一搜尋，如果查詢結果中發現資訊錯誤或資料不全等情況，可經由修改或新增的動作修正、補全。亦可在特殊狀況發生時個別發送簡訊及電子信件通知。簡訊與電子郵件包含了自動化與手動式模式，可以自動化進行簡訊及電子郵件傳送，也可以手動個別傳送。詳見圖6與圖7。圖6:電子郵件的通知圖7:手機簡訊的通知2.6流程圖圖8:系統流程圖2.7示意圖圖9:系統示意圖3.RFID之基本架構 RFID是一種非接觸式的識別系統，透過無線電波以識別物品(Object)，能同時識別大量的標籤並且不需透過人力的介入，因此能大幅提昇工作效率。RFID系統架構主要由標籤(Tag)、讀取器(Reader)與後端系統(Backend System)所構成，如圖10。圖10:RFID之基本架構3.1標籤標籤普遍可分為4種，依照頻率不同可分為 (1)低頻(9KHz135KHz) 應用於門禁系統、汽車防盜器、玩具，(2)高頻(13.56MHz) 應用於圖書館管理、識別證、智慧卡，(3)超高頻(300MHz 1200MHz) 用於工廠物料清點系統上與(4)微波(2.45GHz與5.8GHz) 應用於公路收費系統。3.2讀取器讀取器，又稱為詢問機(Interrogator)，主要進行的工作為廣播射頻(RF)訊號給標籤，並讀取標籤所回應的訊息，讀取器會將所讀取到的訊息傳送給後端系統，進行識別標籤的工作以及相關的應用。3.3後端系統後端系統接收到讀取器所收集的標籤訊息後，能根據此標籤的訊息查詢標籤的相關資訊，一般假設RFID系統內的後端系統與讀取器之間的傳輸通道是安全可靠的，不會遭受到攻擊者的攻擊威脅。4.結論本研究提出具新穎性的RFID自動管理系統-應用於教育機構，構想主要是來自學校學生證的標籤（Tag），利用同樣的設備(RFID)進行設計而做出的一整套系統程式軟體，進一步的進行功能結合。學校方面便利於教師使用，老師們不必再花費時間攜帶點名單進行點名，校園各單位也可省去許多人力時間成本與行政手續。而家長方面，則可準確掌握子女到校時間使自己不再牽掛兒女安全，好讓自己專心工作業務。本技術開發軟體RFID自動管理系統-應用於教育機構具有簡單的操作畫面，讓教師與管理者都可以輕鬆上手，可以讓”點名”與”安心”結合在一起，適合各種教育場合，幼稚園，小學，國中，甚至補習班也適用，本系統不單只是軟體，更是一種關心未來主人翁安全的實用工具。5.參考文獻1Visual Basic6.0入門、實務與資料庫 王國榮著2藍色小舖： .tw3VB研究小站: