物联网家校通RFID解决方案28503.pdf

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1、家校通解决方案 阅读提示 一、文档类别 家校通解决方案 二、适用性简述 适用于幼儿园、学校、培训机构等关于学生和未成年人的安全管理 三、关联可参考文档 无 目 录 第 二 章 系统介绍.2.1 方案概述.2.2 系统设计原则.2.3 系统架构.2.3.1 系统功能.2.3.2 应用平台.2.3.3 设备前端.2.3.4 网络传输.2.4 系统特点.2.5 系统优势.第 三 章 业务功能.3.1 业务描述.3.2 业务扩展.第 四 章 系统主要设备.4.1 302 型读写器（分体式）.4.2 301 一体式读写器.4.3 121B10 型发卡器.4.4 学生胸卡.第 一 章 方案背景 中小学生是

2、未满 18 岁的群体，他们属于未成年人员，没有民事行为能力，是社会、学校、家长监护的一个群体。学校是教书育人的场所，是青少年集中学习和活动的地方，为社会各界和千家万户所关注。做好学校监护和教育管理工作，为广大学生创造良好的教学、科研和生活环境，对于保证青少年学生的健康成长和维护社会稳定至关重要。广大的中小学生是祖国的花朵，是每个家庭的希望，是我们中华民族的未来。他们的生命安全和健康成长，关系到千家万户，关系到社会和谐和稳定，关系到广大人民群众的根本利益。保障少年儿童的安全和健康成长，是学校教育工作的首要职责，是构建社会主义和谐社会的重要基础。目前多数孩子都是独生子女，孩子的人身安全、课外活动情

3、况与在学校受教育情况直接关系到一个家庭的和睦与幸福。然而由于人们的工作繁忙，父母对子女的照顾也显得越来越力不从心。一般双职工父母都无法亲自接送孩子上下学，对于较小的儿童家长只能委托他人接送，年龄稍长的中小学生则通常由孩子自行出入学校。然而这些处于发育年龄的中小学生，由于好奇心强，自我约束力低，极易受外界不良因素影响和诱惑而误入歧途。因此，这些孩子上学和放学的安全和准时，课外时间的去向更是牵动着每一个学生家长的心：孩子是否按时到校？过了放学时间孩子还没回来，是否已经离校，还是去了不该去的地方？天气恶劣，却不知道学校是否提前放学或停课？学校方面则由于师资力量的有限以及技术手段的落后，对学生的管理还

4、停留在手工阶段和计算机辅助管理初级阶段，信息反馈不及时，与家长的信息沟通严重不足。如果能够采用先进的技术手段做到学生到校、进入教室或到家时报声平安、离校或进出正规的课外活动场所例如图书馆、体育馆时能告知家长，则无疑会使家长避免整天的牵挂，同时也可有效地加强对学生日常活动的信息化管理能力。基于超高频技术的家校通系统方案就是一套利用高科技手段帮助学校管理，保障学生安全、健康成长的理想系统工具。本方案结合了技术、视频抓拍、高频、超高频双卡结合和手机短信()技术，为学校、家长及其他各类正规的学生课外活动场所提供了一套高科技信息管理系统，彻底解决了家长、学校的信息沟通，加强了学生安全管理，是保证学生出入

5、安全及管理学生校外活动的有效手段。第 二 章 系统介绍 2.1 方案概述 家校通解决方案是利用高科技的远距离射频识别()技术、视频抓拍技术、手机短信服务平台和计算机信息处理技术开发而成的具有世界领先水平的综合信息管理系统，为广大中小学校、学生家长提供了信息化服务平台。它的工作原理是：为每个学生配备一个内含超高频芯片的学生证，当学生在乘坐校巴、到达校门、教室及其他活动场所或回家时，附近的读卡器立即读到学生所佩戴的超高频识别卡，并将该卡的卡号输出至后台家校通服务系统，系统立即按照预录的信息向该学生的父母发一条手机短信，如“您的孩子已达学校”或“您的孩子已达读书馆”；同样地，如果学生离开这些地方的话

6、，系统也能够立即按照预录的信息向该学生的父母发一条手机短信，如您的孩子已离开体育馆。同时，超高频读写器能触发摄像头拍摄场景照片或视频录像，并将照片或视频录像保存在系统中心供查询使用。最终，家校通服务器中保存所有学生的活动信息，并将它整理成报表供学校、家长查询。有了家校通系统，家长能及时获得孩子到校、离校及在校外的活动情况，学校则能更有效的进行学生管理，和家长密切沟通，从而整体提高教学管理水平，同时，该系统也为后续的校园信息化管理奠定基础。图 3.1 系统示意图 2.2 系统设计原则 为保证家校通系统的平稳、安全、可靠、高效的运行，最大限度减少事故造成的损失，我们设定如下的设计原则：一般基本原则

7、 运行操作简单，易于维护；系统具有友好的人机界面；家校通系统允许其它的应用程序和用户读取其数据库的数据。在保证数据安全性的前提下，数据能够在家校通系统和其它系统之间传输和使用。分布式控制原则 家校通系统采用分布式控制原则，一般的学生跟踪信息采集功能由现场最底层的读写设备和电子标签自动执行，同时将执行结果上传到控制中心机房。控制中心机房作为系统运行的监控机构和信息中央处理机构，一般不直接介入办公室和学校管理层和老师的日常使用，只负责各点之间的协调控制。但如有必要，调度中心将可以介入系统进行控制操作处理。独立性原则 现场各采集装置之间在设计上保持相对的独立，不会因其中一个出现故障而影响其他控制系统

8、的运行。容错性原则 系统充分采用冗余容错方式以提高系统可靠性，当一台冗余服务器发生故障时，能自动进行无扰动切换，自动对系统的数据进行备份；当故障解除后，能自动切换，并对数据进行同步更新。系统的软硬件各个部分或全部的故障不会影响各点的运行。系统对各种控制操作有基本的诊断和防错功能，以阻止误操作的发生。安全管理原则 控制中心和学校管理层、老师有严格的安全和权限级别限制，不能随意越权操作。先进性原则 系统采用的硬件、软件和网络都具有世界先进技术水平，能满足所处环境和条件，并且经过实践考验证明其安全、实用的产品。如果因任何原因停止向控制中心传输数据，控制点能储存相关事件信息数据，并基于最后设定值自动执

9、行设备保护和控制。可靠性原则 系统具有极高的可靠性，关键采集点和系统内关键设备均采用冗余方式，以保证整个系统安全可靠的运行。系统能定期对自身进行自诊断并且形成报告，并能监视整个系统的工作状态，以便于系统的维护和管理。扩展性原则 根据学校今后的发展、监测定位点功能扩展的需要，控制中心机房、系统在整个校园分布点的硬件、软件和网络都具有 100%的扩展能力，并允许将来数据库、存储器和通信信道等都可以实现扩展。可维护性原则 故障诊断、维修简便，并能在最短的时间内恢复正常运行；系统设计合理，能够通过硬、软件的最小变动，获得更好的可操作性、可维护性、及充分的后备保障性能。2.3 系统架构 家校通系统是一套

10、以控制中心机房为核心的教育管理系统。控制中心利用安装在各监测点的读写器等采集终端采集各类不同的数据，及时分析、处理，并存储数据供学校管理人员和老师调用，保证对学生、教师、学校的正常管理。同时向学校相关的管理部门和教师传递和交换信息。系统架构如下图所示，主要由应用平台、网络传输、设备前端等几部分组成。短信服务器管理电脑其它安防子系统对接监控中心网络前端校门口RFID设备校门口RFID设备补光灯数据库WEB服务器s 图 3.2 系统架构图 2.3.1 系统功能 基于以上架构实现的主要功能：（1）通过短信猫设备或者移动运营商短信网关进行短信收发；（2）在学校门口安装读写器设备，连接家校通服务器，用于

11、学生到校、离校刷卡，并自动触发家校通应用平台发送平安短信；（3）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浏览器访问家校通应用与家长沟通。2.3.2 应用平台 系统应用平台集中对整套教育管理系统进行监控、集中处理、存储从各点来的实时数据。通过应用平台完成业务功能呈现。系统采用架构，主要包括数据处理服务器、服务器、短信收发服务器等几部分组成。数据处理服务器主要负责前端的数据采集、视频抓拍图片处理等；服务器为系统对外的窗口，客户可以登录服务器进行学生考勤查询、业务管理等操作；短信收发服务器完成家长、教师短信互动、短信自动发送等操作。2.3.3 设备前端 学校大门、

12、教学楼、教室、图书馆、体育馆、操场、食堂、宿舍楼等地点安装感知设备，学校可以根据具体情况自行选择。前段感知设备主要包括超高频电子标签、读写器、视频抓拍机等几部分。(1)超高频电子标签 超高频电子标签是射频识别系统真正的数据载体。一般情况下，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。无源超高频电子标签用来识别学生信息。如下图所示，可以采用胸牌或挂牌的形式，提供给学生使用。图 3.3 学生考勤卡(2)读写器 读写器包含有超高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及读写器天线。此外，读写器还有附加的接口(232、485、以太网接口等)，以便将所获得的数据传向应用系统或从应用系统接收命令。下图红框为实际现场

13、的读写器的安装位置。具体安装形式，包括通道门、立杆等几种形态，按照学校实际情况进行就地设计。图 3.4 读写器安装(3)视频抓拍机 视频抓拍机采用高清人脸抓拍抓拍机，与超高频设备作联动，当超高频触发到标签时，抓拍机就会抓拍区域内的照片，并将照片存储于家校通系统中心，管理员可以根据学生信息调出学生对应的超高频标签在学校内触发的所有时间点，系统根据时间点可以调出该时间点的照片或视频录像。2.3.4 网络传输 各个学校的网络环境差异很大。针对有条件的学校，尽量采用以太网有线的方式将数据上报平台；学校布线不方便的情况下，可以通过或 4G 的方式进行数据传输。2.4 系统特点 家长放心：实时跟踪学生的到

14、校、离校、回家情况及学生课外活动状态或在校外的去向，并及时将这一情况利用手机短信通知家长。因此家长不管身处何地，都可以通过手机短信及时了解孩子是否准时到校、何时放学、是否到家、是否需要马上回家烧饭、是否需要打一个电话给学校为什么孩子还没有放学或者还没有到校等信息。学校称心：学校利用此系统，能够快速跟踪了解学生的到校、离校情况，同时也为学校解决学生校外意外事故提供法律上的依据。自动考勤：学校可以利用该系统作为学校师生的考勤系统，每月自动生成考勤报表，而无需另外安装考勤机。查询便利：该系统为网络版，可以安装在学校任何一台电脑上，方便学校相关部门查询和打印有关信息，如校长办公室、学校保卫处、班主任办

15、公室等等。价格低廉：适合绝大部分学生的消费。享受此项服务的学生，每月只需交纳低廉的服务费。可独立建设：不依赖于目前学校或其他学生活动场所的信息化建设程度，可直接实施。2.5 系统优势 1、远距离读卡 传统高频设备需要学生拿学生卡近距离接触读写器，需要一个个依次接触读写器，在早上进校园或者傍晚出校园时容易造成门口拥堵，产生安全隐患。另外。有些学生不自觉偷偷不刷卡就进出校门，这样系统就不会发短信给家长，造成家长担心，致电学校询问情况等不必要的工作。而超高频设备可以远距离（距离可根据实际情况设定，2 米25米均可）识别学生卡上的标签，且一秒内可同时识别数量众多的标签，加快了学生进出校门的速度。2、标

16、签成本低 传统有源家校通方案：有源标签的售价偏高，一般售价都在几十元以上。目前的商业模式，一般都是学校之外的第三方资金投入运作。标签过高的成本，严重影响了整个项目的推广以及后期的维护。而超高频标签，因为采用无源方案，整体售价很低，非个性化的标签售价可以在 10 元以内。这对家校通的大规模推广提供了非常有利的条件。3、稳定性 传统有源家校通方案，因为内置电池的原因，存在过一段时间后，整体读写距离变近的问题；此外，一旦电池耗尽，则无法读取到学生卡号。超高频可保证长期稳定读取距离。4、A、B 点布置读写器，可判断学生进出校门方向 同时在校门口一定距离内设置 A 点、B 点超高频读写器，这样学生如果是

17、进校门，则识别顺序就是 A 点先、B 点后；学生如果是出校门，则识别顺序就是 B 点先、A 点后；家校通系统会根据这个顺序判断学生的移动方向。传统高频设备只能识别一次标签，无法判断学生是进校门还是出校门。5、超高频读写器与摄像头联动抓拍 在学生卡上的超高频标签触发超高频读写器时，校门口的摄像头会自动抓拍校门口场景的照片或视频录像，并将照片或视频录像保存在系统数据库中，如果管理员要查询某位同学的某天的行动轨迹，只需在系统平台中输入该学生的信息，即可调出该学生某天在学校内触发的路径。抓拍摄像头的布置根据实际需求，建议校门口布置抓拍摄像头。第 三 章 业务功能 3.1 业务描述 1.家长放心短信通知

18、（平安短信）学生到校通知：学生到校读卡后，系统自动给家长发一个短信，通知家长孩子已经安全到校；学生离校通知：学生离校读卡后，系统自动给家长发一个短信，通知家长孩子已经离开学校；2.学生出勤记录 学生进、离校刷卡自动记录出勤状况；3.教师与家长的短信互动 学校通知：教师将家长会、收费通知、家长来校通知等发送给家长；学生情况通知：教师将学生的课堂表现、作业情况、操行评语、考试成绩、近期状况等发送给家长；4.学校辅助短信移动办公 以下是与移动某分公司合作推出的校讯通架构的分级管理账号登陆后的管理界面：图 4.1 系统登陆界面 图 4.2 系统界面 学生考勤情况 图 4.3 考勤界面 离校、到校短信信

19、息 图 4.4 短信内容 3.2 业务扩展 宿舍管理 学生是否在学校规定的时间内安全回到宿舍，可以通过此系统准确了解到，因为每个学生进入或者走出宿舍时，系统将会记录详细时间。从而有效地防止了学生深夜在外不归造成的安全事故。校园银行 通过电子标签做成的卡或校徽等，可以实现在校园内划卡消费，如学费、书费、食堂买饭、在学校商店买文具等等，都可以划卡结算。学生可以定期或不定期到财务部门充值交钱，平时不用带现金，这样可以保证学生的财产和人身安全。招生管理 新生报到管理，包括录入新生基本信息，如姓名、性别、号、出生日期、家庭住址、电话、父母联系方式、入学成绩等。新生分班管理，将新生和班级对应后，形成班级信

20、息。学生管理 班级管理，用于查阅班级信息，如班级人员、集体荣誉、集体成绩等。学生成绩的查询与发布。成长档案 成长档案管理，包括学生的奋斗目标、成长札记、教师评语、学业评价、个性发展、实践活动、得意作品、学习总结。第 四 章 系统主要设备 4.1 302 型读写器（分体式）主要特性 支持 2 路天线接口 兼容 C1 2 18000-6C 以及 18000-6B 协议 自主知识产权的技术以及载波消除功能，抗干扰能力更强 架构 8308，128M 支持密集型读取模式（）远距离读取，输出功率达到 32.5 支持 640 标签数据读取速率 配置以及参数设定灵活，提供最大化标签阅读量和最佳工作性能 应用场

21、景 可广泛应用于人员管理、服装盘存，智能仓储，智能交通等领域，能够实现现代化的物流管理，海关智能通关、城市车辆自动识别、智能停车场、高速公路不停车收费应用等集成系统。技术参数 型号 302 物理参数 尺寸 220 x 150 x 43 重量 2.5 基材 铝钣金 安装方式 壁挂固定式，竖直安装 电源输入 24V，2A 功耗 30W（典型）指示,1-2,处理器 8308 内存 128 8256(选配)芯片组：R2000 :917256 湿度 10-85%，不结露 工作温度-2055 存储温度-4585 等级 53 数据采集功能 工作频率 840960(可配)调制方式 或定频(可配)发射功率+10

22、 +32.5(可配)协议标准 C1 218000-6C 18000-6B 密集型读取管理 软件配置，自动事件触发及事件管理 天线接头 2 个 N 型天线接头 以太网 1 x 10/100M (45)1 x 2.0 串口 2 x 232，其一用于调试 4 x 输入,4 x 输出（光耦隔离）开发环境 操作系统 开发接口 或二进制流，标准配件 电源适配器，软件 4.2 301 一体式读写器 主要特性 兼容 C1 2 18000-6C 以及 18000-6B 架构 8308，128M 具有载波消除功能，抗干扰能力更强 支持密集型读取模式（）远距离读取，输出功率达到 32.5 支持 640 标签数据读取

23、速率 配置以及参数设定灵活，提供最大化标签阅读量和最佳工作性能 应用场景 可广泛应用于人员管理、物品盘点、智能仓储、超市防盗、园区门禁、智能交通及车库管理等领域。技术参数 型号 30109 30112 物 理 参数 尺寸 280 x 280 x 40 445 x 445 x 40 安装方式 万向墙装支架立杆安装卡具 电源输入 12V，2A 功耗 20W（典型）处理器 8308 内存 128 8256(选配)芯片组：R2000 :917256 湿度 10-85%，不结露 工作温度-2565 存储温度-4585 等级 64 数 据 采集功能 工作频率 840960(可配)调制方式 或定频(可配)传

24、输功率+10 +32.5(可配)协议标准 C1 218000-6C 18000-6B 密集型读取管理 软件配置，自动事件触发及事件管理 天线类型 9 线极化天线（水平/垂直）12 线极化天线（水平/垂直）以太网 10/100M (45)韦根 韦根 26/34/42 串口 232 或 485(二选一)2 x 输入,2 x 输出（光耦隔离）开 发 环境 操作系统 开发接口 或二进制流，标准配件 安装支架，软件 4.3 121B10 型发卡器 主要特性 符合 C1 218000-6C 协议标准，可自如读写新近推出的 4E，4D，4 等标签类型 良好的防冲撞机制，可同时读取多个电子标签 电源及工作状态

25、指示 应用场景 可广泛应用于标签数据初始化、数据查询及修改、标签功能测试等领域。技术参数 型号 121B10 物理参数 尺寸 120（长）x 78（宽）x 29（高）重量 120 克 指示 电源指示、状态指示灯及蜂鸣器 电源 5，供电，最大电流 500 工作温度-1055 等级 53 数据采集功能 工作频率 超高频（840960，多国频率标准可按需要定制）默认频率 920925 协议标准 C1 218000-6C 发射功率 10 功能 无 识读距离 200 H47，与标签类型以及发射功率有关 天线参数 圆极化天线(3)通信接口 开发环境 支持语言、（）、及二进制流格式 开发工具 2005/2008 提供 ()标准配件 线，软件 4.4 学生胸卡 适用领域 复合卡，适用于人员管理等领域 特性 天线材料银/铜 频率 860960 2 尺寸类型 标准白卡 读取距离 315m 适用温度-20 80