基于RFID技术的家校通无线考勤系统研究

针对目前考勤方式存在的弊端，本文采用RFID远距离主动识别的考勤方式，即有源2.4GHzRFID方式。它是一种非接触式的自动识别,可通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，有效读取范围可以达到50m（空气中可达80m）,可支持多达200个射频卡的同时读取，并能够克服人体吸收、金属遮挡等问题。

2  无线考勤系统设计

低频125kHz的激励器触发2.4GHz高频电子标签时，激励器将跳频表、激励器ID等信息以OOK调制方式调制在125kHz载波上形成激励信号，并不间断地向外发送，当有电子标签进入其激励区时即被唤醒。当电子标签成功接收到激励信息后，电子标签由被动态变为主动态，同时将带有激励标识和激励器ID信息发送给READER,再重新打包发送给上位机，上位机根据激励器ID和电子标签ID判断在某时某标签在激励器所在位置。该技术包括三个方面。

其中，125kHz激励器技术可在激励器工作时，不间断的发送125kHz的电磁波、载有激励器的ID号等信息,有电子标签进入触发范围时，该技术将触发电子标签，将激励器的ID号等信息发送给电子标签。激励器本身也带有2.4G模块，主要是接收READER的控制命令和修改自身的ID号等信息。其激励器的设计原理框图如图1所示。

其二是双频电子标签技术，即在一张电子标签上实现双频率的集成,125kHz部分被动接收激励器发出的信号,在进入激励器的触发范围时，电子标签的线圈耦合激励器的磁场,从而产生感应电流以获取能量，并解调激励器磁场信号，获取激励器ID号等信息；再激活2.4GHz频率的模块，并将信息发送给2.4GHz模块;2.4GHz模块平时处于休眠状态，在被125kHz模块激活后将转入主动态，接收激励器的ID号等信息后，合并2.4GHz电子标签的ID号等信息，最后打包发送给READER_o其电子标签的设计原理框图如图2所示。 

其三是READER通讯技术。READER通常一直处于被动态，主要接收电子标签发送的数据信息，并及时将信息转发给上位机。上位机可以通过READER主动发送控制命令给激励器，以修改激励器的ID号等信息。

与当前有源RFID相比,READER通讯技术具有以下三个优点：

第一是改变了2.4GHz电子标签读取范围不确定的问题，可将读取范围可以精确在2〜4米之间，这样,激励器的触发范围可以很容易的对当时的电子标签进行定位；

第二是大大提高了2.4GHz电子标签的使用寿命,现有的2.4GHz电子标签都是主动发射的,每隔一定的时间就发送一次，即使不需要也发送，因而耗电量较大。而新设计的电子标签平时处于休眠状态，只有电子标签进入激励器的触发区域时，才由低频部分激活2.4GHz电子标签,开始发送数据，一旦标签离开激励器区域，电子标签将进入休眠状态，因此，耗电量极低。故可大约延长电子标签一倍以上的使用寿命；

第三是提高了READER的数据处理能力。一般现有的技术.READER需要处理几十米内的电子标签数据,而不管数据是否需要，故而数据有效率较低,而新型技术使READER只需要处理处于激励器范围内的电子标签，都是有效的电子标签数据，数据有效率较高。相应的READER可以同时处理的标签数量也就增加了。

3  无线考勤系统实验结果

3.1  平台搭建

本系统可由数据中心、阅读器.RFID卡、校门内外侧触发器、后台管理系统和短信平台组成。学校门口安装有阅读器，每位学生配备一张智能校园(RFID)卡，当学生经过校门时，主动识别出学生进出校门的状态，并生成考勤记录,然后通过平安短信方式通知学生家长和老师。平台软件系统由WindowsXP、SQL Server2005、家校通数据采集软件和家校通管理系统软件组成，其硬件设备配置如表1所列。

图3所示是本无线考勤系统触发器的布局图。其中校门内侧放置8个低频触发器、外侧放置5个低频触发器、校门内外放置2个全向天线读卡器。

3.2  实验结果

系统可实时处理系统采集的数据，同时生成短信列表实时发送至短信平台，图4所示为数据处理软件部分的电脑截图。

测试期间，在试点学校5个班发卡183张，并进行了为期20天的测试。测试结果证明：该家校通系统工作情况稳定，读卡总数4282次,平均漏读率为0.24%、误判率0%。

4  结语

基于RFID技术的家校通无线考勤系统可实现对学生的远距离识别，而且无障碍，不排队，不增加学校管理负担。考勤过程中，学生可正常进出，避免了学生因考勤刷卡而在校门口大量堆积,消除了安全隐患。到离校可实时短信通知家长，家长可及时掌握子女到离校动态，满足家长对子女的监护需求。同时，学校实时掌握学生到离校情况，提升也可管理效率；同时，通过学生是否在校的信息汇总，能有效减轻学校的管理负担。通过试运行测试证明，该系统识别可靠、误判率低、漏读率低,适合于对学生的无线考勤。