一、系統(tǒng)概述

1.系統(tǒng)背景

近年來，我國許多學校校外犯罪事件時有發(fā)生，刑事案件極其頻繁，如何加強學生安全管理和學生在校的人身安全，家長、學校老師如何實時有效的對學生在校情況進行掌握，已經(jīng)擺到了各個學生家長和學校以及各級主管部門領導的面前。這類問題涉及到國家的未來、學校和學生個人的切身利益，涉及到建立和諧社會維護安定團結局面的大事，因此應該盡一切可能將這類問題解決好。做好校園的安檢工作，首要的就是把好“校門關”，對出入人員的身份必須確定，但是依靠傳統(tǒng)的保安逐個檢查法顯然效率非常低下。

新時代呼喚新技術的普及，RFID技術作為時下最先進的技術之一，其在人員管理、考勤、定位控制中的超強作用也愈來愈明顯。

作為專業(yè)的RFID技術開發(fā)和產(chǎn)品提供商，行業(yè)技術的先行者，我們采用有源RFID讀卡技術結合短信平臺或者微信通知開發(fā)了家校通管理系統(tǒng)，對學生的在校安全管理起到重大作用。家校通系統(tǒng)是一個應用現(xiàn)代信息技術來實現(xiàn)家長和學校之間的實時通信的先進系統(tǒng)，利用先進的計算機技術和無線傳輸技術，有效地解決了為幫助孩子們健康成長的家長和老師間的溝通瓶頸。

我司采用了有源 RFID技術，對進出校園的人員進行讀卡監(jiān)控，實現(xiàn)了不需排隊刷卡考勤，可以準確知道學生的到離校時間，以監(jiān)督管理學生安全。同時，結合短信平臺或者微信等通知家長，使之獲得學生狀況，可以在一些特殊場合做出應對。

2.現(xiàn)狀與分析

由于學校學生具有人員多、在校內流動性大、一般老師都很難以及時掌握每個學生的來校情況，家長無法及時得知孩子是否按時上、下學。一旦孩子逃課不去學校或到校后曠課出校玩耍，老師及家長因不能實時了解具體情況，會給學生安全管理、孩子教育工作帶來極大的困難。因此，校方和家長都需要了解以下信息：

（1）學生安全情況（是否安全到校、離校等）

（2）學生出勤情況（是否準時到校、離校，有無遲到、早退等）；

（3）學生在校（或在家）表現(xiàn)（考試成績、學習態(tài)度、行為優(yōu)劣等）；

家校通管理系統(tǒng)是整個教學行業(yè)安全工作的需求，它可為家長提供孩子的準確的到離校及在校信息，同時它也是一種科學化的校園管理方式，可以提高校園安全保障和校園的現(xiàn)代化管理水平。

二、系統(tǒng)介紹

1.系統(tǒng)原理

家校通系統(tǒng)是利用高科技的遠距離射頻識別(RFID)技術、手機短信服務平臺或者微信和計算機信息處理技術開發(fā)而成的具有世界領先水平的綜合信息管理系統(tǒng)，為廣大中小學校、學生家長提供了信息化服務平臺。

采用遠距離 RFID 技術，在學校大門安裝讀寫器，學生攜帶標簽進出時將被讀取。讀寫器將標簽RFID通過 WIFI或 GPRS上傳至系統(tǒng)服務器，家校通系統(tǒng)經(jīng)過處理后可判斷具體信息（如：人員姓名，所處位置，出現(xiàn)時間等），同時將學生入校、離校信息通過信息方式發(fā)送給學生家長，從而為家長及時掌握學生動向及在校情況提供有效管理手段。系統(tǒng)服務器也可根據(jù)上學、放學該段時間內出入學校大門的人員出入信息整理出這一時間段內的各種出勤報表（如：遲到/早退記錄、未出勤時間等）。

（1）學生卡：采用有源標簽作為學生卡，其每隔 500ms 自動發(fā)送標簽唯一ID號；

（2）讀寫器安裝：在校門口安裝一臺雙通道讀寫器，每個通道連接一個定向天線。通道 1 天線朝校外安裝，通道 2 天線朝著校內安裝，通過識別標簽的對應的通道可有效判斷學生的進出狀態(tài)。

（3）數(shù)據(jù)傳輸：讀寫器將識別到的學生卡信息通過 GPRS 或 WIFI 傳輸至學校的服務器中，系統(tǒng)可根據(jù)傳回的信息判斷學生的進出狀態(tài)。

（3）后臺服務：

①后臺系統(tǒng)通過短信貓或者微信平臺將學生的進出信息發(fā)送至家長，使得家長對學生在校狀況了如指掌。

②系統(tǒng)管理員可以通過家校通管理系統(tǒng)網(wǎng)絡平臺來記錄學生的信息。如考試成績、名次、班級信息等。家長可以通過網(wǎng)絡平臺查看學生信息。

③家長、老師和學校管理員可通過登錄校訊通網(wǎng)絡平臺進行交流。家長可以及時知道自己的孩子在校學習情況。

2.系統(tǒng)拓撲圖

圖 1：系統(tǒng)拓撲圖

系統(tǒng)具體由下面幾部分組成：

（1）RFID讀寫器，標簽和發(fā)卡機

（2）系統(tǒng)服務器計算機

（3）短信貓、微信等即時信息發(fā)送平臺

（4）家校通系統(tǒng)軟件

（5）接收信息手機

3.系統(tǒng)功能

該家校通系統(tǒng)，包含四個管理模塊：信息管理模塊，到離校管理模塊，考勤管理和異常報警模塊。本系統(tǒng)主要闡述到離校管理模塊，也是家校通的核心功能，典型的 RFID 技術利用，實現(xiàn)學生的平安情況匯報。具體功能模塊圖如下圖 2所示：

圖 2：系統(tǒng)模塊圖

（1）信息管理模塊

對于在校的所有學生，統(tǒng)一發(fā)放 RFID 標簽，實行一人一卡制度，通過數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)將每個學生所用標簽與學生信息一一對應，即將學生信息與標簽ID號綁定。該部分包含三個部分：

①學生信息添加：對新入學的學生或者補辦卡的學生，發(fā)放新的 RFID 標簽，對標簽進行授權管理，將人員信息與 RFID 標簽進行對應。

②學生信息刪除：學生畢業(yè)，標簽遺失等情況下，需要對該生的 RFID 標簽進行報廢處理，刪除 RFID 標簽相關信息。

③學生信息修改：學生升學，班級調動等情況下，需要對 RFID 標簽信息進行重新管理，修改相對應的學生信息。

（2）到離校管理模塊

這是家校通系統(tǒng)的核心部分，在學生到離校的時候，即時發(fā)送短信息報告學生的到離校時間給家長或老師，方便家長知曉孩子的到離校安全狀況，減少家長擔心的同時，還可以起到追溯作用。本部分也包含三塊：

①RFID獲取：通過 RFID 讀寫器自動采集學生的標簽 ID 號，實時獲取該生出入校門時間。

②數(shù)據(jù)傳輸與處理：將標簽 ID信息上傳系統(tǒng)服務器，通過服務器的數(shù)據(jù)庫對比識別學生信息，確認具體為哪位學生，對應年級班級，家長姓名，手機號碼等信息，同時判斷學生的進出方向。

③平安短信發(fā)送：確認清楚學生信息之后，系統(tǒng)服務器將下達向對應家長發(fā)出平安短信的指令并通過短信貓發(fā)送。

以上流程如圖 3所示：

圖 3：到離校管理模塊流程圖

（3）考勤管理模塊

學生進出校門時，系統(tǒng)在發(fā)送平安短信的同時也可以作為學生考勤記錄。在系統(tǒng)里登記學生的到離校時間，從而作為學生的出勤判斷。學生的考勤管理模塊包含人工考勤，智能考勤和考勤時間設置。

①人工考勤：以備遇到特殊情況，如標簽丟失，損壞等，管理員可以通過人工考勤方式來輔助。

②智能考勤：采用遠距離 RFID卡進行考勤，可多標簽同時識別，節(jié)約時間，同時不需人工干預，提高了工作效率，減少出錯的可能。

③考勤時間設定：考勤時間設定指的是針對考勤系統(tǒng)啟動的時間，在所設的時間段內，考勤系統(tǒng)正常工作，超過這個時間段，系統(tǒng)就關閉。

④考勤記錄查詢：系統(tǒng)管理員可以通過系統(tǒng)查詢某個學生某個時間段的考勤記錄，或者某個班級、年級的考勤記錄，并可以打印成報表，方便管理。

（4）擴展功能模塊

隨著家校通應用的發(fā)展，家校通系統(tǒng)這塊也在不斷的完善，學校和家長對于該系統(tǒng)的一些需求也是日益增加。可以分為以下三個部分：

①考勤異常報警：當學生在上學放學時段，系統(tǒng)沒有在規(guī)定時間（可設置）讀取到學生的   RFID標簽信息，則向服務器報告此報警信息，以備教師或者家長了解情況；同時在正常上課時段中，如果讀寫器有讀取到學生的 RFID標簽，也向服務器發(fā)送此報警信息，以備教師或者家長了解情況。

②區(qū)域異常報警：在學生禁止進入的區(qū)域安裝讀寫器，當讀到學生  RFID標簽信息時，則向服務器發(fā)送此報警信息并啟動報警模塊，以便管理員做出相應處理。如圖 4所示：

圖 4：區(qū)域異常報警

③消費功能模塊：可將家校通卡與學生消費卡集成在一起，結合常用的  13.56MHz卡可實現(xiàn)近距離考勤管理、刷卡消費管理（學校超市和食堂消費）。

三、技術選型

根據(jù)家校通的應用特點和用戶需求，該系統(tǒng)采用的 RFID 技術主要采用的是有源 RFID 系統(tǒng)，目前可以采用 2.45GHz 的技術，適合下述情況：

2.45GHz的RFID技術，應用在家校通等人員管理領域，具有以下優(yōu)勢：

1.穿透性能力強，被人體遮擋影響不大，適用于人員密集的環(huán)境；

2.識別距離遠，可以實現(xiàn) 0-100米的讀卡，即可覆蓋校門的所有區(qū)域；

3.防沖突能力強，一次性可以讀取 500張標簽，即可同時識別進出校門的所有學生卡；

4.發(fā)射功率小，標簽只有1mw的功率，對人體沒有影響；

5.具備RSSI功能的產(chǎn)品，具有更精確的距離控制能力；

6.標簽采用電池供電，標簽功耗低，電池壽命可達5年。

四、系統(tǒng)特點

1.實時跟蹤學生的到校離校情況，及時通知家長，可讓家長放心；

2.避免學生逃課或不正常外出，對學校的管理提供極大便利；

3.對學生每日進行自動化考勤；

4.實時查詢學生的在校狀態(tài)；

5.系統(tǒng)可一次性識別所有進出校門的學生，避免出現(xiàn)漏讀現(xiàn)象；

6.可對學校敏感區(qū)域或非法區(qū)域進行智能化管理。

五、其他應用領域

家校通，校訊通等校園管理；監(jiān)獄犯人監(jiān)控管理；養(yǎng)老院人員管理；消防車進出管理