RFID在多媒體教室管理中的應(yīng)用

薛麗香　汪東芳

[摘要]RFID多媒體教室管理系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)有一卡通系統(tǒng)的功能，并充分利用一卡通系統(tǒng)資源的基礎(chǔ)上，針對(duì)性解決現(xiàn)有多媒體教室管理中存在的各種弊端。通過刷卡就可開啟多媒體，即提高多媒體教室的管理效率，又?jǐn)U展一卡通系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，整體提升學(xué)校的信息化水平。

[關(guān)鍵詞]RFID；多媒體教室；Zigbee

0引言

隨著教學(xué)方式的改進(jìn)，各個(gè)學(xué)校多媒體教室的數(shù)量不斷增多，進(jìn)一步改善了教學(xué)環(huán)境，提高了教學(xué)質(zhì)量，但是也給多媒體教室的管理工作帶來了較大的挑戰(zhàn)，盡管每個(gè)學(xué)校的管理模式各有不同，但大都包含以下幾種方式：

資源配備：在每個(gè)教學(xué)樓配備管理室和管理人員，進(jìn)行多媒體教室管理，主要負(fù)責(zé)日常的鑰匙發(fā)放、回收和其他管理工作；

使用模式：采用傳統(tǒng)的機(jī)械鎖具和鑰匙；教師上課前到管理室登記、領(lǐng)取鑰匙。然后到教室上課；教師下課后到管理室登記、歸還鑰匙，然后離開：

日常管理：上課教師手動(dòng)登記各教室的使用記錄；管理人員在下課后逐個(gè)排查各教室的關(guān)閉情況，確保教室安全。

基于以上管理模式的多媒體教室管理存在以下缺陷：

人力資源和時(shí)間浪費(fèi)：采用全人工的管理模式，浪費(fèi)大量的人力資源；教師上下課均需要到管理室領(lǐng)取或歸還鑰匙，花費(fèi)較長的時(shí)間；

教室安全無法保障：機(jī)械鑰匙易于復(fù)制，無法有效防止個(gè)別人員私配鑰匙，非法使用多媒體教室；機(jī)械鑰匙無法掛失。一旦遺失，為保證安全，需更換相關(guān)鎖具，成本高昂；

缺少有效監(jiān)督手段：手工記錄使用明細(xì)，無法準(zhǔn)確、直觀的查看和統(tǒng)計(jì)各教室的使用情況：設(shè)備自身無法記錄使用明細(xì)，在缺少手工記錄的情況下無法真實(shí)統(tǒng)計(jì)多媒體教室的實(shí)際使用情況：無法準(zhǔn)確獲取教師實(shí)際的出勤記錄，進(jìn)行教學(xué)監(jiān)督和管理。

1RFID技術(shù)介紹

射頻識(shí)別技術(shù)RFID（Radio Frequency Identification Technology）是成熟于20世紀(jì)末、21世紀(jì)初的一種非接觸式的最新自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，目前正在全世界的各種行業(yè)中得以推廣應(yīng)用。RFID可以通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。

無線電的信號(hào)是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標(biāo)簽上傳送出去，以自動(dòng)辨識(shí)與追蹤該物品。射頻識(shí)別系統(tǒng)最重要的優(yōu)點(diǎn)是非接觸識(shí)別，它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢和條形碼無法使用的惡劣環(huán)境閱讀標(biāo)簽，并且閱讀速度極快，大多數(shù)情況下不到100毫秒。

RFID系統(tǒng)一般由讀寫器（READER）、電子標(biāo)簽（TAG）和中央信息系統(tǒng)三個(gè)部分構(gòu)成。其工作原理也非常簡單：讀寫器通過主動(dòng)（有源電子標(biāo)簽）或被動(dòng)（無源電子標(biāo)簽）方式獲得電子標(biāo)簽的信號(hào)，解碼后送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

本文將無源RFID技術(shù)引入多媒體教室管理的應(yīng)用，通過進(jìn)行非接觸式的身份識(shí)別和狀態(tài)描述，適應(yīng)不同的管理需求，構(gòu)建一個(gè)適應(yīng)性更強(qiáng)、信息實(shí)時(shí)性更高、管理更可靠、性價(jià)比更高的多媒體教室管理系統(tǒng)。

2RFID在多媒體教室管理的應(yīng)用

2.1系統(tǒng)構(gòu)成

多媒體教室管理系統(tǒng)主要由硬件控制、設(shè)備通信、軟件管理等構(gòu)成。

底層硬件控制部分主要是通過硬件設(shè)備結(jié)合系統(tǒng)下發(fā)的權(quán)限信息對(duì)刷卡人員的使用權(quán)限進(jìn)行判斷，并生成對(duì)應(yīng)的記錄上傳給管理軟件，硬件控制功能。

設(shè)備通信部分負(fù)責(zé)硬件設(shè)備與管理軟件之間的數(shù)據(jù)交換，主要包括：權(quán)限信息洗發(fā)、記錄信息上傳、設(shè)備狀態(tài)上傳等，實(shí)現(xiàn)管理軟件對(duì)硬件設(shè)備的監(jiān)控和控制。

軟件管理部分主要實(shí)現(xiàn)多媒體教室管理所需的參數(shù)設(shè)置、設(shè)備管理、教室管理、權(quán)限管理、系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢等，并提供對(duì)應(yīng)的操作功能來供管理人員使用。

2.2底層硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件主要由RFID讀寫器和RFID電子標(biāo)簽組成。電子標(biāo)簽復(fù)用一卡通系統(tǒng)用戶卡作為多媒體教室管理系統(tǒng)的身份認(rèn)證介質(zhì)，擴(kuò)展一卡通系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，支持符合14443A協(xié)議的13.56MHz卡。

讀卡器由控制板和射頻板兩部分組成。控制板在系統(tǒng)只起到控制射頻板的工作狀態(tài)、上傳射頻板讀到的數(shù)據(jù)等功能，射頻板完成14443A協(xié)議要求的13.56MHz的調(diào)制信號(hào)及卡片通信。控制板由電源管理、微控制器和接口電路等組成，硬件電源、主控器電路及接口電路選型和功能介紹如下：

1）電源部分主要由一個(gè)開關(guān)型穩(wěn)壓芯片和一片LDO芯片組成，從接線端子獲得的+12V直流電源，經(jīng)過直流開關(guān)型穩(wěn)壓芯片781）05穩(wěn)壓降壓至+5V，然后把這個(gè)穩(wěn)定的+5v電源分兩路，一路送到射頻板連接器，提供射頻板使用，另一路送給型號(hào)為SPX1117M3-3.3的LDO芯片生成3.3V電源。3.3V電源提供給微控制器芯片和一些外圍設(shè)備；一些外圍設(shè)備也會(huì)用到5V電源供電。

2）微控制器采用了STM32F207芯片，這款芯片是一款COTEX-M4的ARM芯片，內(nèi)部可倍頻到120M，完成整個(gè)產(chǎn)品的調(diào)度和通信，以及外圍接口的控制等相關(guān)工作。

3）人機(jī)接口電路包括蜂鳴器，指示燈。這些都是由微控制器來控制的，來完成指定的工作。

4）恢復(fù)出廠設(shè)置按鈕在上電初始化階段有效，在上電初始化時(shí)按下恢復(fù)出廠設(shè)置按鈕。系統(tǒng)重置，恢復(fù)出廠設(shè)置。

5）聲光指示可以為用戶指示讀卡狀態(tài)和通訊狀態(tài)。

2.3設(shè)備通信設(shè)計(jì)

考慮到后續(xù)施工和改造問題，設(shè)備通信用采無線聯(lián)網(wǎng)的工作方式，即低功耗的ZigBee通訊技術(shù)。采用無線聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場安裝施工簡單，無需要過線器，避免開關(guān)門引起的過線孔引線易折問題。

Zigbee通信部分采用TI公司最新支持ZigBee協(xié)議的芯片CC2530與功放芯片CC2591解決方案。Zigbee是基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗個(gè)域網(wǎng)協(xié)議，根據(jù)這個(gè)協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。該部分的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備層與軟件管理部分的無線數(shù)據(jù)傳輸，ZigBee模塊的硬件原理圖如圖1所示。

2.4軟件管理實(shí)現(xiàn)

軟件管理部分采用c#進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，軟件系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

參數(shù)設(shè)置：對(duì)影響到整個(gè)考勤系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，即考勤管理系統(tǒng)全局參數(shù)設(shè)置：

人員管理：人員信息的添加、刪除、修改，部門的維護(hù)，職務(wù)維護(hù)等：

設(shè)備管理：設(shè)備的管理；

考勤管理：包括時(shí)段，班次，班制。排班管理，請(qǐng)假、假日管理、加班、手工考勤操作等：

報(bào)表查詢：考勤記錄?？记诮Y(jié)果明細(xì)；

數(shù)據(jù)維護(hù)：包括數(shù)據(jù)月結(jié)，數(shù)據(jù)維護(hù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)，數(shù)據(jù)清理，u盤操作，數(shù)據(jù)初始化等。

3結(jié)論

RFID技術(shù)作為一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別的高科技技術(shù)，以其獨(dú)特的性能和優(yōu)勢備受到各個(gè)行業(yè)的重視。本文將RFID技術(shù)運(yùn)用到多媒體教室管理中，取代傳統(tǒng)的多媒體教室管理模式，使多媒體教室管理人員更輕松，出錯(cuò)率變的更低，讓多媒體教室的管理實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動(dòng)化，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求，與時(shí)俱進(jìn)。

[責(zé)任編輯：楊玉潔]