使用有源射频识别跟踪学生行动

使用有源射频识别设备跟踪学生运动HERDAWATIEABDULKADIR1,MOHDHELMYABDWAHAB2,ZARINATUKIRAN3,

ARIFFINABDULMUTALIB41,2,3FacultyofElectricalandElectronicEngineering

UniversitiTunHusseinOnnMalaysia

P.O.Box101,Pt.Raja,BatuPahat,JohorMALAYSIA{watie,helmy,zarin}@.myCollegeofArtandScience

UniversitiUtaraMalaysia

06010Sintok,Kedah,MALAYSIA

am.ariffin@.my摘要：监控制=UniversitiTunHusseinOnnMalaysia（UTHM）的学生在校园内的行动很困难，特别是对大讲堂和实验室的访问控制。通过使用射频识别技术，很容易跟踪学生，从而提高了指定区域的安保系数。在学生监控系统中应用有源RFID可以提高教职工和UTHM管理系统监控特殊学生群体的下落。本文介绍了一个正在进行的研究，目前其正处于收集数据来测算有效性实施的阶段。本文的重点是讨论关于StudentMonitoringSystemUsingActiveRFID（SMOSA）的系统的发展。关键词：RFID，学生监控，有源RFID，跟踪，安全性，行动1介绍目前，低成本射频识别技术（RFID）巳经广泛应用于工业和学术机构，如【1，2,3,4】所讨论的，在处理时间方面，该技术更有效。它节省了时间和金钱【5】。在数据传输设备和阅读器之间的数据的非接触式传输远比智能卡和RFID技术非接触式身份系统解决方案更为灵活。Bizedge写的MalaysiaRFID2006-2010ForecastandAnalysis（2006）表示在2010年马来西亚的RFID支出的复合年增长率为45.84%（近20.94万美元（77万人民币））对比2005年的2.45万美元（9万人民币）。基于这项研究，硬件设备在2005年的支出包括占最大部分的总的商业射频设备（占到60%），主要是购买阅读器和标签，其次是软件和服务（占到40%）。知道了这一点，SMOSA的开发是为了缓解高校管理团队在需要的区域监控每个学生的存在。SMOSA系统包括2个监控任务：使用有源RFID的考勤系统和跟踪系统。本文的目的是改善考勤数据管理，减少管理错误和内部盗窃行为。本节简要介绍了研究的背景。SMOSA架构在下面的章节中描述。接下来，给出SMOSA的分析。最后，本文以实施一个未来的工作大纲结束。2SMOSA架构和技术本节说明了SMOSA从RFID标签到计算机屏幕上显示的数据的高级设计。SMOSA包括2个单独开发的图形用户界面（GUI），在线用户，数据存储和数据库。SMOSA的概念设计在图1中说明了。首先，RFID阅读器检测是否有RFID标签进入它的活动范围。然后，RFID标签的数据通过一个单独的系统作为接口被转移到数据库。学生名单将被主机接收，这个数据能够被大学管理者使用在线系统直接访问。

图1.SMOSA的操作SMOSA的标准是基于适用于该项目的环境和组建可用性的范围，频率和技术这几方面来选择的。表1列出了SMOSA的特征包括RFID阅读器和RFID标签。同时，图2显示了RFID识别组建的图像。表1.SMOSA的特征3lltMHTypeafRFIDAcli^eR-eader2.4GHzISMBwd(HighFreqiAetficy)Rjnge70infersSizeofRHD翟(3Lx21.5x7)«mn■wittioulencloAUfe(40x4U?iI5)mml.ifeUiftlinutEdScuurc?ofpowerJSdrp-p-h1-8-2SVDC/400mA[RFIDleader)-LkdiLutnbitweryCR2032(RFIDTypeofsoitware-MicrasattVisualBasic200J!-SQL-MajemmediaDreamweaverHTypicalapplicatipnAeteisiiafttril, leveltraeking,smancard.Networkin旦LAN图2.有源RFID元件设计和开发SMOSA的软件和硬件都列在了下表中并随后介绍:

2.1RFID标签RFID标签是一个可以连接到或者可以并入到产品中的一个小的物体【6】。它包含天线来从收发器接收和发送射频。RFID标签有2种基本类型：无源型和有源型。无源标签不需要内部能源，常常被用于与安全性有关的问题上。相反的，有源标签需要电源，并且更贵。另外，有一种被称为Semi-passiveRFID的标签类型，于无源标签类似，除了多了一个非常小的电池允许它能有一个恒定的功率。表2列出了无源和有源RFID技术的差异。表2.无源和有源RFID技术的差异Aetivtr*够蚯#lPoiheeSnirnrJjita-naliolagEiktevtraitsferredfromthereaderviaradiofrequency.'lagHaltEryNoAvailsftiiliiljof1.导国 crCcnlinuousOnl,wiihmfieldofreaderRequiredSqjml!Str-Eii£ftifromRediderLowHigh(iriu^tpowcithelag]A^ailablrSigitadMr-enftbFeelaflo-KradrrHighLowC'^niniunkatLQnLengrange(](Mm□<moreiSberter作ry血仕rang：e-(3:morI&se)Mu111-JJRCAltectiDni-CollectsIIUOOwoftags可7acreregionjrani.afiin.dereader工。|]M世加也畔movingaitmorethan1110nnph.-Ccllecl/shundred.^ofta暨within.3meteradTiMn.asinglereader-CcHecLs2.0tJig-smovingal3mphwslo-vtier.Senior匚Etpwb讪ritvAbJjJtytocnntimjoiisJynn.onjLOTandrrcoidseniorinpui;(dmtMisuMtampBdcsmsnrevenJsAbilitj-lore-ailandiransterstnsorvalueronlyw~hentan匹powrrrdbyrradcr;dodalcAimx睥ej?L】mStorajifLarg.eresdA^TiledaiaTtoraEt(l2JKB)w|hwplHsticatcddata5«rchsHjdaccKEca^hiliusavailable3m围IIrMdAMiledalssLoragefe.E-128byKs)Aira(t.g.waEf-hnuKf.itrm]iislyard.YesNdHi思h-SpfKiLMnlH-132F-airliDgLimilcdSAVI技术【6】讨论了RFID技术工作的过程。首先，它由一个带有天线的芯片组成的标签和一个带有天线的阅读器组成。有源RFID使用了一个内部电源（电池）持续给标签和它的射频（RF）通信电路供能。有源RFID允许非常低频的信号被标签接受（因为阅读器不需要给标签供能），标签可以由内部电源供能，产生高频信号返回非阅读器。

2.2RFID阅读器RFID阅读器是一种用来查询RFID标签【8】的设备。阅读器用一根天线来发射无线电波，标签通过返回数据来响应。许多因素可以影响到标签的读取距离（和读取范围）。用于识别的频率，无限增益，阅读器和应答器的天线的方向和频率，以及标签在被识别物体上的放置的位置都会对RFID系统的读取范围产生影响。3SMOSA的设计巳经进行了一个SMOSA的功能和性能测试的实验；使用频谱分析仪来扑捉RFID标签的输出。RFID阅读器使用12V电池和2.4GHz的频率。图3显示了从硬件获取的详细说明。为了测试SMOSA在人和电子设备的干扰（如移动电话，电视，广播）最小情况的功能和性能进行了一个实验。图3.图3.RFID阅读器在半径3.5米范围内的输出信号可以看到，运行的最大功率为46dBm，功率为2.35GHz，以受最小环境影响的情况产生电磁（EM）噪声，空气中水分含量正常。由于环境干扰，功率随距离的增加而减小。在接口部分，SMOSA被分成2个部分：（1）独立系统，（2）在线系统。独立系统由4个模块组成：考勤，登入，注册和检索。数据库使用SQL开发存储数据。网络服务器被用来协助管理系统在首选地点监控学生运动。网络服务器的功能是通过局域网（LAN）或无线网来登记学生信息和监控学生出勤情况。3.1 数据库设计该数据库有3个表：考勤表，注册表和用户表。每个表的详细信息在表3中显示。表3.表的属性labhSavestudentattendance5alabhSavestudentattendance5a作sludsriitImf&rinaticnSmU'flrlPandPasswurdFl«ld 土DataT”，No(Primarv心AutoMuMiberMatrlc_N&TestNaim*TETiimeDale/Tim^eWwDSw/TiiiVeStilusT5Matrlc_Ni>TtwtT福IPT?«(W己rm也TtatEeMIir»«tMianthlo.Tgidsr#nt3.2 界面设计图4显示了SMOSA的流程图。首先，RFID标签应该被分配给用户（学生）。然后，打开RFID标签并且标签必须被放置在阅读器范围内。天线将产生无线电频场传输给标签。然后，在阅读器从标签和用户接收到信号，RFID将检测考勤记录并将其保存到数据库或在数据库中搜索学生的详细的信息。第二，如果问题仍然存在，一些维护工作将需要识别标签和阅读器的状态。如果一个携带标签的学生进入阅读器天线的接收区域，该过程将重复进行。图4.SMOSA系统的流程图图5描述了SMOSA的3个快照。图5（a）显示了SMOSA的主页，它要求用户输入ID和密码。这是为了确保只有授权的人可以进入系统。图5（b）显示了一个表格来登记一个新的标签。每个学生都被分配到一个特定的RFID标签，标签将永久保留他/她的信息，包括标签ID，学生姓名，学号，电子邮箱，电话号码和住址。这些信息可以随时更新。管理人员也可以在任何时间找出一个特定学生在哪里，如图5（c）所示。他们可以使用无论学号或者科目代码。

图5.SMOSA快照（a）主页（b）考勤模块（c）跟踪模块4总结RFID技术巳经成为工业和人类生活中的一项重要技术°RFID系统提供自动应答信号来识别物理对象而不需要视线通信。在接下来的研究中，我们将考虑系统的安全性问题，是系统能够免受任何攻击，同时将RFID技术与生物识别技术相结合。相关：Qaiser,A.;Khan,S.A.,AutomationofTimeandAttendanceusingRFIDSystems,InternationalConferenceonEmergingTechnologies,ICET'06,2006,pp.60-63.Chung-ChihLin;Ping-YehLin;Po-KuanLu;Guan-YuHsieh;Wei-LunLee;Ren-GueyLee,AHealthcareIntegrationSystemforDiseaseAssessmentandSafetyMonitoringofDementiaPatients,正EETransactionsonInformationTechnologyinBiomedicine,Vol.12,No.5,2008,pp.579-586.Ting,J.S.L.;Kwok,S.K.;Lee,W.B.;Tsang,A.H.C.;Cheung,B.C.F.,ADynamicRFIDBasedMobileMonitoringSysteminAnimalCareManagementOveraWirelessNetwork,InternationalConferenceonWirelessCommunications,NetworkingandMobileComputing,2007,pp.2085-2088⑷SangyoonChin,M.ASCE,SuwonYoon,CheolhoChoi,andChangyonCho,RFID+4DCADforProgressManagementofStructuralSteelWorksinHigh-RiseBuildings,JournalCompinCivilEngineering,Vol22,No2,2008,pp.74-89Bizedge,RFID2006-2010ForecastandAnalysisby/cms/content.jsp?id=com.tms.cms.artic