射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

譚凌霄 張皓瑜

摘 要：將射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)應(yīng)用于高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)中，有利于保證實(shí)驗(yàn)室的安全性，提升管理效率。由此，本文將RFID技術(shù)運(yùn)用到計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備管理和門禁系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)智能化管理，進(jìn)而提升高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理的安全性和效率。

關(guān)鍵詞：高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室;智能化管理;RFID技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP391.4;G647文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）07-0022-03

Design and Implementation of RFID Technology in College Computer Laboratory Management System

TAN Lingxiao ZHANG Haoyu

（School of Information and Engineering， Sichuan Tourism University，Chengdu Sichuan 610100）

Abstract： The application of radio frequency identification （RFID） technology in university computer laboratory management system is conducive to ensuring the safety of the laboratory and improving the management efficiency. Therefore， this paper applied RFID technology to the computer laboratory equipment management and access control system， in order to achieve intelligent management， and then improve the security and efficiency of university computer laboratory management.

Keywords： university computer laboratories;intelligent management;RFID technology

高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)實(shí)踐操作能力的重要平臺(tái)。但是，傳統(tǒng)的高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理仍存在實(shí)驗(yàn)室人員安排和建設(shè)不相符合，人工管理模式效率低下，潛在的安全隱患多等問(wèn)題。為了有效解決這些問(wèn)題，本文提出將射頻技術(shù)應(yīng)用于高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)建設(shè)中[1]。

1 RFID技術(shù)的基本工作原理和特征分析

1.1 基本工作原理

射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)，又稱無(wú)線射頻識(shí)別，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過(guò)無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，利用無(wú)線射頻方式對(duì)記錄媒體（電子標(biāo)簽或射頻卡）進(jìn)行讀寫，從而達(dá)到識(shí)別目標(biāo)和數(shù)據(jù)交換的目的。RFID系統(tǒng)主要由應(yīng)答器、閱讀器和應(yīng)用軟件系統(tǒng)等組成。其基本工作原理為：標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽），解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理[2]。

1.2 RFID技術(shù)特征和應(yīng)用分析

RFID技術(shù)的特征包括：掃描速度快，效率高，可同時(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽信息;數(shù)據(jù)讀寫能力強(qiáng)，傳統(tǒng)人工管理模式可能需要管理者一對(duì)一地去登記信息，但RFID閱讀器可以同時(shí)對(duì)信息進(jìn)行處理，大大縮短了工作時(shí)間;適應(yīng)能力強(qiáng)，信息不易丟失，RFID電子標(biāo)簽與傳統(tǒng)標(biāo)簽相比具有防水、耐高溫、耐磨損的特點(diǎn)，對(duì)環(huán)境有很強(qiáng)的抵抗性;穿透性強(qiáng)、無(wú)障礙閱讀，當(dāng)標(biāo)簽被覆蓋時(shí)，RFID能夠穿透一系列的材質(zhì)，實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙通信。

RFID技術(shù)被廣泛應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)和社區(qū)安防系統(tǒng)中，可以與多種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等結(jié)合應(yīng)用，與人臉識(shí)別技術(shù)結(jié)合運(yùn)用于門禁安全管理中，與數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合運(yùn)用于數(shù)據(jù)管理中等。因此，RFID技術(shù)比較成熟，高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理運(yùn)用RFID技術(shù)能使實(shí)驗(yàn)室管理更加智能化、快捷化。

2 RFID技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室物資管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室物資管理存在一些不可避免的問(wèn)題，如人工管理方式效率低下。傳統(tǒng)高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理大多采用人工管理的方式，管理者將紙質(zhì)標(biāo)簽或者條形碼貼在設(shè)備醒目的位置（備注上編號(hào)、名稱、采購(gòu)時(shí)間），并存入學(xué)校的資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)中。如果有信息更換，則需要管理者一一對(duì)應(yīng)查找、更換，這樣將花費(fèi)更多的時(shí)間來(lái)統(tǒng)計(jì)、查找和處理。同時(shí)，這種管理方式較為死板。若更換管理者，還需要新的管理者熟悉管理模式，一一對(duì)照查看標(biāo)簽與數(shù)據(jù)庫(kù)信息。當(dāng)標(biāo)簽脫落時(shí)，還需要查看信息，登記處理。此管理屬于靜態(tài)管理模式，反映的信息都是靜態(tài)的，信息一旦登記后基本不會(huì)發(fā)生改動(dòng)。若設(shè)備中途出現(xiàn)維修和借出，都不能實(shí)時(shí)反映。

為解決以上問(wèn)題，建立一套安全快捷的信息化管理系統(tǒng)是關(guān)鍵，采用RFID無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)管理計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)管理的統(tǒng)一化、安全化、智能化。目前，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理設(shè)備常規(guī)事務(wù)主要包括設(shè)備的添加、維護(hù)、外借、報(bào)廢、更新等[3-4]。

設(shè)備選擇：RFID閱讀器，常見(jiàn)的閱讀器有手持式、固定式和閘門式，若要擴(kuò)大范圍，需要在閱讀器周圍加裝天線。RFID標(biāo)簽根據(jù)用途的不同分成的種類也不同，對(duì)于高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，教學(xué)設(shè)備較多，所以需要選擇體積小、隱蔽性好、價(jià)格適中、頻率較高的標(biāo)簽。

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理員需要為實(shí)驗(yàn)室中的電子設(shè)備配上RFID電子標(biāo)簽。每一個(gè)設(shè)備都具有唯一的編號(hào)和RFID編碼，然后將設(shè)備的詳細(xì)信息存儲(chǔ)到對(duì)應(yīng)的RFID芯片中，主要錄入設(shè)備所屬的學(xué)院、設(shè)備購(gòu)入時(shí)間、設(shè)備型號(hào)、設(shè)備編號(hào)、當(dāng)前的狀態(tài)等，最后將其分配到各個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中使用。同時(shí)，也要錄入設(shè)備后期的更新維護(hù)時(shí)間、外借時(shí)間[5]。在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中安裝閱讀器，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備信息的讀寫，方便對(duì)信息的更新和管理。當(dāng)電子標(biāo)簽受到讀寫器的感應(yīng)時(shí)，閱讀器通過(guò)電磁波激活電子標(biāo)簽并讀取其中的信息，同時(shí)將信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至系統(tǒng)中，再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并通過(guò)數(shù)據(jù)報(bào)表進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，這樣計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理員可以通過(guò)同一個(gè)服務(wù)器或者局域網(wǎng)清晰、明確地了解全校設(shè)備的使用情況和目前的狀態(tài)以及去向等。

2.2 優(yōu)勢(shì)

RFID技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理中的優(yōu)勢(shì)：RFID閱讀器是無(wú)接觸地、批量地讀寫標(biāo)簽獲取數(shù)據(jù)，省去了傳統(tǒng)的查閱條形碼和查找設(shè)備的煩瑣工序和時(shí)間。此外，RFID標(biāo)簽是將數(shù)據(jù)存于芯片中，對(duì)環(huán)境有一定的抵抗性，而傳統(tǒng)的紙質(zhì)條形碼是貼于設(shè)備上，隨著時(shí)間的推移和環(huán)境的改變，容易受到污染和損壞。最重要的是，RFID管理模式可以大批量地獲取數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)地反映設(shè)備情況，與傳統(tǒng)的靜態(tài)管理模式相比，提高了效率。

利用RFID技術(shù)管理實(shí)驗(yàn)室資產(chǎn)，其管理系統(tǒng)功能模塊如圖1所示。

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室RFID物資管理系統(tǒng)功能較多，主要分為資產(chǎn)基本信息、資產(chǎn)管理、設(shè)備維護(hù)功能模塊。資產(chǎn)基本信息模塊主要登記、獲取計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的基本信息;資產(chǎn)管理模塊主要對(duì)設(shè)備進(jìn)入庫(kù)、設(shè)備外接、數(shù)據(jù)、相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)表進(jìn)行管理;設(shè)備維護(hù)模塊主要用于設(shè)備的定期維護(hù)和保修[6-9]。

3 RFID技術(shù)和人臉識(shí)別技術(shù)在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室門禁管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用與分析

人臉識(shí)別技術(shù)的原理是通過(guò)對(duì)人面部特征進(jìn)行采集，并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，當(dāng)認(rèn)證時(shí)將認(rèn)證者與人臉信息庫(kù)進(jìn)行對(duì)比。但是這樣的方式也存在較大弊端。因此，可將RFID和人臉識(shí)別技術(shù)結(jié)合起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)高校門禁的兩層管理，第一層是RFID技術(shù)身份判定，首先判定為在校學(xué)生，用唯一能識(shí)別在校身份的校園卡判定，判定成功后則進(jìn)行第二層人臉識(shí)別，雙重認(rèn)證后方可進(jìn)入計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室。這提高了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的安全性和有效性。

RFID與人臉識(shí)別技術(shù)結(jié)合設(shè)計(jì)時(shí)需要的硬件設(shè)備包括計(jì)算機(jī)、門禁器、電子門鎖、身份標(biāo)識(shí)（Identity Documen，ID）卡、具備識(shí)別功能的攝像頭和報(bào)警器等。

首先，對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理員、學(xué)生和教師進(jìn)行人臉識(shí)別信息采集，對(duì)面部特征進(jìn)行錄入，然后將身份信息記入ID卡，每一個(gè)ID卡只對(duì)應(yīng)一個(gè)人臉信息。此ID卡可以結(jié)合手機(jī)中的二維碼來(lái)制作，避免遺忘ID卡。當(dāng)學(xué)生或者教師進(jìn)入計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，打開(kāi)ID卡二維碼進(jìn)行掃描，掃描成功后，門禁器會(huì)自動(dòng)亮起，系統(tǒng)電腦接收到RFID發(fā)出的信息后，ID通過(guò)門禁監(jiān)控器監(jiān)測(cè)，門禁監(jiān)控器將信號(hào)傳輸?shù)较到y(tǒng)主機(jī)，然后主機(jī)發(fā)送命令開(kāi)啟攝像頭，對(duì)人員進(jìn)行人臉信息采集，然后將人臉數(shù)據(jù)傳輸給主機(jī)，主機(jī)將信息與人臉圖像數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比和判斷，認(rèn)證成功后再次發(fā)送命令，使門禁控制器和電子門鎖開(kāi)始工作，若判定不成功，將不會(huì)開(kāi)啟，警報(bào)開(kāi)啟，同時(shí)將信息反饋給計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理人員。需要注意的是，僅一項(xiàng)認(rèn)證成功也不可開(kāi)啟門鎖，必須同時(shí)認(rèn)證成功后才可開(kāi)啟，進(jìn)入計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室[10-11]。RFID技術(shù)和人臉識(shí)別技術(shù)的工作邏輯流程如圖2所示。

3.2 優(yōu)勢(shì)

通過(guò)兩種技術(shù)的結(jié)合，能同時(shí)識(shí)別多個(gè)用戶，提高識(shí)別速度。同時(shí)，人員無(wú)須接觸儀器，長(zhǎng)距離識(shí)別和認(rèn)證，可以實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)出，縮短掃描時(shí)間。此外，因?yàn)镽FID技術(shù)與人臉識(shí)別技術(shù)的結(jié)合采用計(jì)算機(jī)主機(jī)收集用戶信息，可以存儲(chǔ)大量的用戶信息，所以也可與數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)信息快速管理，同時(shí)也可以針對(duì)特殊情況設(shè)置權(quán)限。

4 結(jié)語(yǔ)

如今，RFID技術(shù)已經(jīng)走向成熟化、規(guī)范化，并被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。在此環(huán)境下，高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室將RFID技術(shù)與人臉識(shí)別技術(shù)相結(jié)合，對(duì)分散的、靜態(tài)化的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行有效管理，可以使計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的安防管理更加安全有效;將RFID技術(shù)應(yīng)用于物資管理，可提高清查速度，減少誤差，提高設(shè)備的利用率，減輕計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理員的工作量，有效解決物資管理和門禁管理的問(wèn)題?；赗FID的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室智能化管理不僅能提高實(shí)驗(yàn)室的工作效率，而且能給高校師生提供一個(gè)良好的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，達(dá)到高校管理智能化、快捷化、高效化的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]李偉，南江，羅廷芳.RFID技術(shù)在高校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理中的應(yīng)用[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2019（12）：129-131.

[2]季文文，任永瓊.基于物聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室智能化管理系統(tǒng)研究[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2019（6）：146-147.

[3]朱莉.基于物聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室管理模式探究[J].船舶職業(yè)教育，2018（6）：17-19.

[4]陳武.物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)在數(shù)據(jù)機(jī)房建設(shè)中的應(yīng)用研究[J].技術(shù)應(yīng)用，2016（12）：70-72.

[5]劉媛，楊杉，張泉，等.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在機(jī)房監(jiān)測(cè)和資產(chǎn)管理中的應(yīng)用[J].湖北電力，2016（8）：43-47.

[6]王眾.基于RFID技術(shù)的高校機(jī)房管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].南昌：江西財(cái)經(jīng)大學(xué)，2015：25.

[7]孫媛，趙明茹.RFID技術(shù)在高校實(shí)驗(yàn)室管理中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2015（10）：27-29.

[8]劉兆群.物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)訓(xùn)及實(shí)操教學(xué)中的應(yīng)用[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2019（12）：31.

[9]徐海明，陳晴，高婷.基于物聯(lián)網(wǎng)2.0下的機(jī)房智能管理系統(tǒng)[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2018（35）：93-96.

[10]張麗華.基于RFID技術(shù)的高校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理研究.遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2016（4）：46-48.

[11]佟冬.RFID與人臉識(shí)別技術(shù)在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理中的應(yīng)用[J].數(shù)碼設(shè)計(jì)，2017（6）：28-29.