RFID技術(shù)在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用

龐燕芳

摘要 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)隨著科技的進(jìn)步而在不斷的發(fā)展，它的應(yīng)用領(lǐng)域也在逐漸的擴(kuò)大，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來建設(shè)智慧校園也越來越被更多的關(guān)注。RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中很重要的一項(xiàng)技術(shù)，本文就是對(duì)RFID技術(shù)在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用做了初步的研究。主要從三方面來做介紹，首先介紹了RFID技術(shù)的研究背景，其次介紹了RFID技術(shù)的概述，最后介紹的是RFID技術(shù)在智慧校園建設(shè)中的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】RFID技術(shù) 智慧校園 應(yīng)用

1 研究背景

2009年8月，溫家寶總理在無錫發(fā)表的“感知中國”的講話把我國的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域和應(yīng)用開發(fā)推向了一個(gè)新的階段。物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)詞隨著數(shù)字技術(shù)和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展也在不斷地影響著世界的每個(gè)行業(yè)，比如：智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、金融業(yè)等，同時(shí)也在影響著我們的校園生活，做好教育工作一直是我們社會(huì)關(guān)注最大的話題，那么利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來建設(shè)智慧校園，使得我們的教育環(huán)境更加人性智能化。怎樣充分地利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)一個(gè)智慧型的校園是我們目前所面臨的重要課題。

RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的一種，本篇論文研究和探討的就是怎樣通過RFID技術(shù)去創(chuàng)建更加人性化和智能化的校園環(huán)境。

2 RFID技術(shù)的概述

2.1 RFID技術(shù)的概念

RFID是 英 文Radio FrequencyIdentification的縮寫，RFID技術(shù)也稱射頻識(shí)別技術(shù)或電子標(biāo)簽技術(shù)。它是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中很重要的一個(gè)方面，這門技術(shù)是通過一種無線的自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)來辨識(shí)物聯(lián)網(wǎng)中的人和物等。

2.2 RFID技術(shù)的組成

RFID技術(shù)主要標(biāo)簽、讀寫器和天線這三部分構(gòu)成。標(biāo)簽也叫射頻卡，在標(biāo)簽內(nèi)包含有和射頻天線之間進(jìn)行通信的內(nèi)置天線，它是整個(gè)RFID技術(shù)的核心部件，直徑不到2mm，主要有耦合元件和芯片組成，標(biāo)簽分兩大類，一類是無源標(biāo)簽也叫被動(dòng)標(biāo)簽，另外一類是有源標(biāo)簽也叫主動(dòng)標(biāo)簽。讀寫器也稱閱讀器，主要是讀取標(biāo)簽信息的，它也可以將信息寫入讀寫卡中。天線主要是傳遞讀寫器和標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)。

2.3 RFID技術(shù)的工作原理

RFID的工作原理是：無源標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收讀寫器發(fā)出的特定頻率無線電波能量，驅(qū)動(dòng)標(biāo)簽電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送給應(yīng)用程序作相應(yīng)的處理;有源標(biāo)簽是主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)，讀寫器讀取信息并解碼后，將信息送至應(yīng)用程序進(jìn)行處理。

RFID按照能源的讀取方式主要分為無源標(biāo)簽和有源標(biāo)簽，無源標(biāo)簽讀取距離短，成本低;有源標(biāo)簽讀取距離遠(yuǎn)，成本高。RFID按照應(yīng)用頻率的不同主要分為低頻（135HZ以下）、高頻（13.56MHZ）、超高頻（860-960MHZ）和微波（2.4GHZs，目前手機(jī)支付卡技術(shù)就是用該頻率）。

2.4 RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

之前的RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，各個(gè)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，產(chǎn)品之間不能兼容;沒有標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)就不可能向大的方向發(fā)展沒有標(biāo)準(zhǔn)，RFID讀寫器就無法和RFID標(biāo)簽之間進(jìn)行通訊;讀寫器廠家需要和標(biāo)簽芯片廠家互相制定通訊協(xié)議。

目前，各廠家產(chǎn)品兼容，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、測試及認(rèn)證都會(huì)有統(tǒng)一的規(guī)范，有利于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;標(biāo)準(zhǔn)制定聯(lián)盟可以交流，促進(jìn)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展。UHF RFID協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)有IS018000-6B，IS018000-6C（簡稱EPC）等;UHF RFID協(xié)議的國家標(biāo)準(zhǔn)有GB/T29768-2013;目前上市的產(chǎn)品，都是符合以上全部或部分標(biāo)準(zhǔn)的。

3 基于RFID技術(shù)的智慧校園建設(shè)

智慧校園的建設(shè)中，隨著學(xué)校建筑范圍的不斷擴(kuò)大和學(xué)校人員的不斷增加，這樣在整個(gè)校園的安全、宿舍考勤、教學(xué)管理、餐廳管理、圖書館建設(shè)、校園節(jié)能等方面的管理都將成為校園管理中很大的問題。下面主要來研究RFID技術(shù)在這些方面的應(yīng)用。

3.1 RFID技術(shù)在建設(shè)平安校園方面的應(yīng)用

建設(shè)平安校園是師生們共同的愿望，RFID技術(shù)在建設(shè)平安校園中起到了很好的現(xiàn)實(shí)意義。給學(xué)校的每位師生使用RFID技術(shù)設(shè)置校園一卡通，在學(xué)校的一些重要位置安裝感應(yīng)裝置，對(duì)出入校園的學(xué)生和教師進(jìn)行身份識(shí)別，在重要的位置安裝攝像頭，對(duì)于一些可疑的人員和一些破壞公共設(shè)施的行為進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，這樣可以更有力的保證校園的安全。在上課期間，在教學(xué)范圍外出現(xiàn)的學(xué)生的身份進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行信息提醒。

3.2 RFID技術(shù)在宿舍考勤方面的應(yīng)用

宿舍管理人員每天都要對(duì)住宿的學(xué)生情況進(jìn)行管理，這是一項(xiàng)很繁重的工作，每天在規(guī)定時(shí)間要對(duì)宿舍逐個(gè)檢查，我們利用RFID技術(shù)可以減少管理人員的工作量，在宿舍的出入口安裝RFID感應(yīng)裝置，感應(yīng)裝置會(huì)在規(guī)定時(shí)間將每個(gè)宿舍的學(xué)生在宿情況匯總到管理系統(tǒng)中，這樣就可以很輕松的掌握學(xué)生情況;如果有學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)還沒有回到宿舍，管理人員就可以通過管理系統(tǒng)給學(xué)生發(fā)送警告信息，并且將夜不歸宿的學(xué)生信息反饋給班主任和系主任，要求盡快解決這件事情。對(duì)于這種智能化的宿舍管理制度，在宿舍的管理水平和管理質(zhì)量方面有了很大的提高，也大大提高了處理問題的速度。

3.3 RFID技術(shù)在教學(xué)管理中的應(yīng)用

在日常教學(xué)管理中對(duì)師生的考勤也是一項(xiàng)很重要的工作，在每次上課之前都要對(duì)師生的到課情況進(jìn)行檢查，查看有沒有遲到、曠課情況，這樣都會(huì)浪費(fèi)很大的時(shí)間，那么我們利用RFID感應(yīng)技術(shù)，在每個(gè)教室安裝感應(yīng)裝置，對(duì)于來到教室的每一位老師和學(xué)生身份進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，這樣就可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)到課教師的情況和到課學(xué)生情況一目了然，將信息反饋給對(duì)應(yīng)的班級(jí)中，對(duì)在上課時(shí)間還沒到教室的老師和學(xué)生進(jìn)行信息提醒。

3.4 RFID技術(shù)在餐廳管理中的應(yīng)用

食堂就餐管理中也可以使用智能化的RFID技術(shù)，師生在就餐時(shí)，將自己的一卡通在終端設(shè)備上進(jìn)行無接觸的感應(yīng)，就可以將餐費(fèi)從總額中自動(dòng)扣除掉，從而實(shí)現(xiàn)電子終端自動(dòng)結(jié)帳，大大提高了學(xué)生就餐的速度和節(jié)約管理成本。

3.5 RFID技術(shù)在教師會(huì)議考勤中的應(yīng)用

教師會(huì)議簽到制度中使用RFID技術(shù)，大大地減少手動(dòng)簽到的程序，在會(huì)議室門口安裝RFID終端感應(yīng)設(shè)備，當(dāng)教師進(jìn)入會(huì)議室時(shí)，自動(dòng)識(shí)別教師身份，在控制中心就可以很輕松的掌握到會(huì)的教師情況。

3.6 RFID技術(shù)在圖書館建設(shè)中的應(yīng)用

使用物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)智慧型的圖書館也是RFID技術(shù)的一項(xiàng)很重要的應(yīng)用，智慧型的圖書館主要實(shí)現(xiàn)智能化和便捷的管理模式。使用RFID技術(shù)，將原先書中的條形碼換成RFID標(biāo)簽，對(duì)借還書的效率大大提高，原先的條形碼只可以一本借還，現(xiàn)在使用RFID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)借還多本書，只需要將書放置在有效的范圍內(nèi)就可以進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，這樣可以大大提高借還書的效率并且可以同時(shí)修改圖書的借還狀態(tài)。RFID標(biāo)簽可以放置到書中任意的位置，隱蔽性很強(qiáng)，減少了讀者有意或無意的對(duì)標(biāo)簽的破壞，保證圖書的安全。使用RFID技術(shù)對(duì)圖書進(jìn)行管理，給圖書增加了防盜功能，在電子標(biāo)簽中包含著條形碼和磁條信息，并且具有可以修改圖書是否借出狀態(tài)的識(shí)別位，在讀者攜帶圖書經(jīng)過防盜門禁門時(shí)，由防盜門禁系統(tǒng)讀取圖書的狀態(tài)，如果是借出狀態(tài)，不會(huì)發(fā)出警報(bào)可以順利通過;如果是在館狀態(tài)，則通過門禁系統(tǒng)時(shí)，會(huì)發(fā)出警告信息，通知讀者需要履行借書手續(xù)，這樣在圖書館建設(shè)中使用物RFID技術(shù)大大減少管理費(fèi)用并且減少了一些不必要的糾紛，這樣可以使得圖書館的智慧化管理。

3.7 RFID技術(shù)在建設(shè)車輛管理方面的應(yīng)用

RFID技術(shù)在校園門禁中的應(yīng)用，大大減輕了保安人員對(duì)校園車倆的管理工作，在車輛到達(dá)校園進(jìn)口閘口停下時(shí)，網(wǎng)絡(luò)攝像頭拍照汽車牌照，進(jìn)口車輛感應(yīng)器將RFID技術(shù)檢測到車輛的信息和原先數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行比對(duì)，如果是已經(jīng)登記在庫中的車輛信息，通過LED顯示“歡迎+車牌號(hào)”，這樣閘門抬起、車輛通過閘門后，觸發(fā)裝在閘門后的紅外對(duì)射傳感器，將禁止桿抬起，車輛通過;如果通過RFID技術(shù)檢測到的車輛信息不在數(shù)據(jù)庫中，這樣LED顯示屏中顯示“該車輛不是校內(nèi)車輛，不能通過”。

3.8 RFID技術(shù)在建設(shè)節(jié)能型的智慧校園中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在社會(huì)各行各業(yè)中的應(yīng)用在逐漸的擴(kuò)大和完善，RFID技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，它的應(yīng)用領(lǐng)域也在各個(gè)行業(yè)中不斷地?cái)U(kuò)大。RFID在校園節(jié)能環(huán)保方面起到了很好的作用，在校園的一些重要的地方布置RFID網(wǎng)絡(luò)，比如在室內(nèi)安裝燈光和空調(diào)設(shè)施，通過RFID節(jié)能系統(tǒng)遠(yuǎn)程來控制燈光的開關(guān)和空調(diào)的開關(guān)，不需要人力的參與。

4 智慧校園建設(shè)中利用RFID技術(shù)需要注意的問題

4.1 控制成本問題

在智慧校園的建設(shè)中，需要大量的資金投入，只是高校自身的支出負(fù)擔(dān)很大，還需要政府的扶持。在校園建設(shè)中，需要感知的對(duì)象種類很多，每一個(gè)傳感器需要感知的信息量的大小以及難易程度也有很大的區(qū)別，所以，我們要根據(jù)每一種傳感器的特點(diǎn)去選擇使用不同的感知方法，這樣在校園的經(jīng)費(fèi)支出方面可以有很大的改觀。

4.2 感知信息的傳輸安全問題

在建設(shè)智慧校園的過程中，傳感器感知到信息在校園中無處不在的傳輸，首先通過傳感器對(duì)信息的感知，然后再傳輸、加工處理，將經(jīng)過很多的過程，這些過程都是通過無線來通訊，這樣信息的安全度就會(huì)大大減少，因此，我們需要在信息的傳輸過程中，要進(jìn)行很多的安全和加密處理來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

5 結(jié)束語

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的逐漸發(fā)展和擴(kuò)大，在校園建設(shè)中加入RFID技術(shù)，大大加強(qiáng)了學(xué)校的智能化管理，讓校園管理的各個(gè)環(huán)節(jié)更加輕松自如，實(shí)現(xiàn)校園的智慧化管理。但是我們還需要對(duì)RFID技術(shù)的不斷完善，使得校園的管理更加完善。

參考文獻(xiàn)

[1]湯肖鋒.RFID在世界圖書館中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].集成電路應(yīng)用，2011.

[2]段妍，陳省平，吳玨珩等.RFID技術(shù)在貴重儀器共享管理中的應(yīng)用與思考[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014.

[3]張永波.RFID技術(shù)在“智慧校園”中的應(yīng)用[J].軟件導(dǎo)刊，2015.

[4]嚴(yán)大虎，陳明選.物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園中的應(yīng)用[J]，現(xiàn)代教育技術(shù)，2005.