基于RFID的校园一卡通.docx
- 文档编号:16980439
- 上传时间:2023-07-20
- 格式:DOCX
- 页数:33
- 大小:258.06KB
基于RFID的校园一卡通.docx
《基于RFID的校园一卡通.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于RFID的校园一卡通.docx(33页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
基于RFID的校园一卡通
摘要
随着高速发展的科学技术,我们已逐步迈向数字化、信息化和网络化的社会。
各大专院校作为发展的先锋,自己的校园网相继建立并得到不断的完善,正是在校园网平台的基础上校园一卡通系统才建立起来得,并成为智能化校园建设的重要组成部分。
通过在该系统中使用RFID技术,可以实现系统在学校内门禁,食堂,图书馆等情景下的应用,以计算机和通信技术为手段,将校园内的各项设施连接成为一个有机的整体,通过一张射频卡便可实现学校内的学员入学注册、身份识别、门禁管理、考勤管理、车辆出入、会议签到、图书借阅、物品领用、消费管理等一卡通功能。
校园一卡通系统是现代化学校内部管理的重要组成部分。
它以接触式射频卡为信息载体,以射频卡读写机具为信息交换装置,通过使用RFID技术达到校园的智能化建设。
相比于传统的学生卡等功能单一的卡来说,使学生做到了一卡在手,走遍校园的目的。
对于学校,在一卡通平台的基础之上,重点是将一卡通系统整合到整个办公大楼的智能系统中,同时,需要将扩展的一卡通系统融入到校园工作的流程之中,为校园工作提供高效、安全、流畅的运作平台。
该论文对今后进行射频识别系统开发的工作有一定的参考意义。
关键词:
无线射频识别;自动识别;数字化校园;电子标签
Abstract
Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,oursocietyhasdevelopedgraduallytowardsdigital,informationizedandnetworkedgradually.Alltheuniversitiesandcollegesdevelophigherasapioneer,havesetuptheirowncampusnetworkthathasgetimprovementconstantly,andcampussmartcardsystemhasbecometheimportantpartofthedigitalcampusconstructionthatisestablishedonthebasisofthecampusnetworkplatform.Campussmartcardsystemcontainsavarietyoffinancialsystemandinformationmanagementsystem.Toachieve"ownonecard,freeinthecampus",smartcardsystemwillgetherawidevarietyofapplicationsinasetofICcard,andtheapplicationofthesystemfunctionisexpandingconstantly.Thesoftwarethatbasedonthefunctionofthesmartcardsystem,shouldhasflexibility,maintainability,efficiencyofhighdataprocessing,safety,andsoon.
Campussmartcardsystemisanimportantpartofinternalmanagementinmodernschool.Itwithnon-contactICcardforinformationcarrier,withICcardspecificinstrumentsforinformationexchangedevice,computerandcommunicationtechnologyasthemeans,thedistributionfacilitiesconnectingbecomeanorganicwhole,usersthroughaICcardwillrealizethestudentenrolmentwithinschools,identification,accesscontrolmanagement,attendancemanagement,carinandout,meetingattendance,library,itemsrecipients,welfare,consumptionmanagementcardfunction.Forschool,inacardplatformbasedonkeyistointegrateintothewholesystemusedinofficebuildingintelligentsystems,andatthesametime,needthecardsystemwillbeexpandedintothecampustheflowoftheworkthattheworkofprovidingforthecampusefficient,safeandsmoothoperationplatform.Thisstudyhassomereferencevalueonthedevelopmentworkoftheradiofrequencyidentificationsystemsinthefuture.
Keywords:
RFID;Automaticidentification ;Digitalcampus;electronictag
绪论
在校园信息化建设蓬勃发展的今天,使用智能射频卡实现校园信息电子化是十分有效的校园管理方案。
学校通过校园卡,一方面可提高管理效率,实现校务管理、教务管理及学生、教职工消费,从而推进教育体制改革;另一方面,还可以为学生的校内外生活提供便利,培养学生的理财意识,培育潜在的持卡人市场,以促进银行的信用卡业务实现多功能电子化支付。
校园的食堂,图书馆和机房等需要身份认证和收费的场所实现用卡消费,这个阶段的模式基本上都是后台记帐,前端认证,联机扣款的方式,而且基本上是各个业务部门独立发卡,收费和管理。
这种模式存在的问题是:
由于涉及的部门比较多,难以实现集中管理,往往容易形成各自为政的局面,各部门重复投资,浪费严重,同时持卡人使用不方便。
此阶段使用的技术落后,多使用光电卡和磁条卡,卡内无法存储有效的个人信息。
使用接触式射频卡作为存储介质,取代原有的卡系统,局部实现了统一发卡和消费处理,主要服务于后勤管理部门。
这种模式存在的问题是:
这个阶段的校园卡建设通常没有统一规划,例如从食堂售饭系统进行扩展,属于局部系统,无法满足学校发展的要求。
卡容易损坏,存钱不方便,使用范围窄。
交易处理和帐务结算系统不完善,经常出现帐务处理错误。
系统存在安全隐患,容易被攻击和破坏。
使用先进的技术架构,通过非接触式射频卡作为存储介质,在学校范围内建立集中的交易处理和信息管理平台,整合业务管理流程,借鉴金融应用模式,与银行充分合作,结合银行系统向持卡人提供全方位的服务。
这种模式的优势在于摒弃了过去分散的信息系统,做到了交易处理和数据存储的集中,打破部门壁垒,为学校内部实现统一的业务管理提供有效的支持;同时实现财务“收支两条线”,加强财务监管;建立完整的安全认证体系,保证数据的安全。
校园卡必须实现“一卡通”,必须能够保存学生基本信息,同时能够广泛地实现电子支付。
我们建议在校园卡建设中引入金融应用,把金融服务与校园卡应用联系起来,利用银行已有的网络资源及系统资源,拓展校园卡的应用范围,方便持卡人使用。
随着社会的变革与进步,原有的消费和管理模式在各学校已不能适应新的发展要求,因为这些现状“一卡通”也由此得到发展。
通过“一卡通”,学生在学校内,凡有票证、现金或需对身份进行识别的场合均可采用一卡通来实现,校园一卡通可供学生用于校园内部处理杂务,购买食品、饮料、书本,借阅图书,查资料,洗澡等。
学生只需在管理中心开设帐户并存入金额,即可启用其电子钱包功能,可反复充值,“校园一卡通系统”可真正意义地实现“一卡在手,走遍校园”。
独具特点的通用查询子系统使其可充当管理学校日常消费、管理的角色,并为领导的决策提供可靠的数据依据,同时也为教职员工和学生提供了方便。
可见该课题对实现智能化校园,提高学校的管理工作效率,方便学生生活具有重要的作用。
射频识别技术的概述:
RFID技术是射频识别技术的简称,它是一种非接触的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号的空间耦合(电感耦合或电磁耦合)或反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。
RFID系统因应用不同,其组成也会有所不同,但是基本都由电子标签和阅读器两大部分组成。
电子标签和阅读器都是由耦合芯片和芯片组成。
所以,为了完成RFID系统的主要功能,必须具有两个基本部分,即电子标签和阅读器。
有时为了更好的对识别数据进行分析与处理,在较大型的RFID系统中,还需要中间件、应用系统软件等附属设备来完成对多阅读器识别系统的管理。
近年来在国外的很多国家和公司都投入了一定的力量来研究RFID技术。
在美国产业方面,TI公司、Intel公司等集成电路厂商目前都在RFID领域投入巨资进行芯片开发。
在欧洲产业方面,欧洲的Philips公司、ST微电子公司在积极开发廉价RFID芯片;Checkpoint公司在开发支持多系统的RFID识别系统。
在日本,政府也将RFID作为一项关键的技术来发展。
2004年7月,日本经济产业省选择了7个产业做RFID的应用试验。
日本主要通过联合企业的力量,再由国家的发展计划来推动RFID的发展,虽然日本在RFID技术开发和应用领域没有巨大的优势,但是在日本政府给予高度重视,关于日本RFID的应用试验和技术研发正在加速开展,2005年3月,日本政府投入8.68亿美元在大池建研发中心,主要生产RFID设备和研究RFID技术。
我国由于涉足RFID较晚,在RFID芯片的设计生产方面与发达国家还有着巨大的差距。
我国很多企业对射频识别技术还不够认识,基础设施也存在缺失,这为也为我国射频识别技术在的发展设置了阻碍。
随着射频识别技术的重要性日益体现,我国政府也加大了在这项技术上的投入与建设。
目前,我国已经公布了多项基于RFID技术的国家发展计划。
例如,我国公民将在未来开始使用采用RFID技术的身份证。
RFID技术以其独特的优势,逐渐地被广泛应用于工业自动化、商业自动化和交通运输控制管理等领域。
随着大规模集成电路技术的发展及其生产规模的不断壮大,射频识别产品的成本将不断地降低,其应用也将越来越广泛。
在交通运输方面的应用包括:
电子收费系统、电子车牌系统、城市交通跳读管理系统、电子注册管理系统等。
例如,电子收费系统被用于大桥、公路和隧道等处,它可以使用射频识别技术,通过车载电子标签与路侧天线之间的专用短程通信,不需要司机停车和收费人员的操作,实现自动收费。
在物流管理方面的应用包括:
零售环节、存储环节、运输环节、配送/分销环节等。
例如,零售环节中使用射频识别技术有效跟踪运输与库存,可以改进零售商的库存管理,实现适时补货,提高效率。
射频识别技术还可以应用在军事物流上。
美国是最早采用RFID进行军事物流管理的国家,美国每年经国防物资利用与销售系统处理的物资价值在六十亿以上,采用射频识别技术后,将极大地提高物资补给的效率。
射频识别技术还被用在物品防伪、邮政领域、电子商品监视、定位系统身份识别等。
射频识别技术(RFID)是自动识别的高级形式。
RFID在近两年已经成为了市场的热点。
随着微型集成电路、天线技术和计算机技术的快速发展,微型低功耗的智能RFID标签得到了很大发展,并且成本也大大降低。
RFID的最大优势是非接触读取数据,与其他的自动识别技术相比,它还具有携带数据量大、信息处理速度快、保密性高、识别距离远等特点。
RFID具有很强的环境适用性,抗干扰能力强,可在全天候下使用,几乎不受恶劣环境的影响,同时还避免机械磨损。
一种RFID系统还可以满足多用途的要求,可以实现多目标识别。
系统可靠性高,操作方便快捷。
正因为RFID系统的这些优点,使它具有美好的应用前景。
本课题为基于RFID技术的校园一卡通系统,通过应用先进的电子技术、通信技术、自动识别技术、射频识别技术以及实用的软件平台设计一套具有现实使用意义的一卡通管理信息系统,通过引入无线射频识别技术,对一卡通与管理系统进行对接从而为建设智能校园做基础。
该论文主要系统的组成部分,功能,及所用到的相关内容进行介绍研究,并对校园一卡通在现实际应用功能做了一定的设计探究。
校园一卡通系统的通过要求该系统具有性能稳定,功能实用,并且各项实验结果均要达到基本设计要求。
1.校园一卡通系统
校园一卡通系统就是使用先进的非接触IC卡技术以及网络通讯技术,针对学校的综合管理(特别是学生的日常生活方面)而开发设计的。
校园一卡通系统以非接触IC卡作为载体,结合电子技术、非接校园一卡通系统是数字化校园的基础工程,是数字化校园中重要的组成部分。
利用校园网络,建立一个校园射频卡系统的网络运行环境,实现校园卡基本数据的网络传送,特别是卡挂失的黑名单能够实时、有效地下载,最大限度地保护持卡人的利益,保证校园卡系统的安全运行。
1.1系统可行性分析
校园一卡通是架构在校园网上的,是综合提供身份识别与电子支付服务的系统平台。
校园一卡通的平台是数字校园总体规划的中的基础平台设施之一,与共享数据中心等其他基础平台协调共存。
目前计算机已进入日新月异的时代,大内存、大容量的硬盘也以普及,这就为系统提供了强有力的硬件保障。
操作系统现WindowsXP/windows2003等,同时提供了面向对象的程序设计工具——VisualBasic等。
它们强大的功能为实现用户要求提供保证,综上所述在技术上是可以完成的。
在经济方面,一卡通在一定方面体现了学校的形象,增加了师生自豪感,体现了学校的人性化教育。
有效的节约了人员成本,减少了管理工作,提高了学校的管理水平。
节约了人员编制费用和办证工本费用,大大提高了各方面的效率。
在系统的设计过程中,充分考虑到经济方面的因素。
一是要考虑采用主机、网络设备等的性能价格比,尤其在网络设计中,采用不同的方案,可以达到同样的效果,而投资却大不相同,所以要选择性能价格比最优的方案。
二是考虑系统的运行和维护费用,保证系统的实施和维护,拥有丰富的维护经验和快速的响应速度。
在学校所看重的管理方面,校园一卡通在一些管理上可以实现自助式管理,有的甚至是可以24小时开放而无须管理人员。
有效的节约了人员成本,减少了管理工作,提高了学校的管理水平。
所以,建立先进的管理系统是实现高等教育现代化、管理现代化的必由之路。
而一卡通的技术推广和运用,是推进高校信息化的重要举措。
校园一卡通有效的缓解了学校的校务管理和后勤服务的繁重工作,提高了学校的管理水平、提高了后勤的服务质量。
1.2系统应用范围
为了更好的使用校园一卡通系统,需要考虑系统的使用环境,结合现在的情况,分析系统工作的运行环境,给出以下条件,可以更好的发挥系统的作用。
(1)本系统对硬件的适应:
CPU:
586-133以上主频;128兆以上内存;硬盘剩余空间30兆以上;具鼠标器,最好彩显;任意打印机。
(2)适应平台:
WINDOWS95/98/2000以上,以VisualBasic6.0为系统开发平台,利用VisualBasic6.0可视化、面向对象、采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言,可以用最迅速、最简捷的方式开发出应用系统,操作简便、灵活。
1.3一卡通系统应用特性
本系统有主要设计客户端部分功能,系统在后台运行的一卡通中心服务器支持之下,分成登录模块、卡管理模块、查询模块、报表模块、系统管理模块,根据用户的管理要求可以实现分离和统一。
这样做主要是出于系统管理的需要,体现了工作分工,互相监督制约的原则。
发行中心主要负责发卡和认证,实现、挂失、解挂、补卡等查询、报表、汇总资金等操作,并为系统中的所有部门提供校园卡和用户身份的识别与鉴定。
结算中心负责系统中所有与资金流动有关的业务,如预付金额、补贴等等。
各相应子系统就是学校中的分网点应用系统。
校园一卡通系统的主要特性:
(1)一卡多用
校园卡既可作为身份卡,在不同的场合证明持卡人的身份,还可以作为储值卡代替现金完成各种交易,交纳各种费用。
只用一张智能卡就可以完成以下功能:
学生证、借书证,餐卡(食堂、餐厅),交费卡(机房),电子钱包(超市)。
(2)一体化管理
操作方便,简捷易用。
开户补卡等所有操作一对一地就可完成。
(3)实时联网
实时到账。
整个系统通过多种方式互联,所有数据可以实时互传,任何一笔流水都会迅速下发到每一台主机,保证系统准确性、有效性,充分维护用户的利益。
(4)工作可靠
支持恢复还原功能。
系统软件、硬件稳定可靠。
保证系统连续正常运转据备份,手段多样,软盘、USB硬盘、硬盘。
实时备份,系统崩溃可立即恢复。
(5)易维护
系统本身的故障率极低,主要设备有自检功能,系统完全采用了模块化设计,可以迅速排除各种故障。
(6)速度快
数据处理快,实时性高,即使是系统高峰期的大量数据也可应付自如。
1.4系统结构功能
(1)多用户权限管理
支持操作员权限分组管理,对不同的操作员可以设置不同的权限,可对操作员进行分组,不同组的操作员有不同的权限,权限细化,可设置不同操作员操作不同部门的权限,对功能的权限可细化到每个按钮,每个选项.操作员对每个门点可设置不同的操作权限。
(2)支持高安全性数据库
数据库支持MS-SQLserver数据库,支持数据备份与还原,支持数据库定时自动备份,定时压缩/修复,自动删除多少天以前的数据。
(3)字典管理功能
对人员资料的关键字可以自由设置,对不同的关键字可以定义不同的值,可在人员资料里面自由增加值。
(4)重复性检测
人员资料录入时,对重复的人员编号,身份证号等信息进行重复性检测,并弹出重复提示信息,从而有效避勉数据重复混乱而造成的管理问题。
(5)控制器管理
可以实现本地、联机、脱机状态下对门禁控制器进行控制管理。
除了可以新增、删除、编辑等基本的控制器操作功能外,还可以搜索系统里的控制器,支持485总线,TCP/IP控制器的搜索。
管理电脑出现故障时可从控制器上载资料,包括卡注册表信息,权限资料,开门时间,门锁时间状态等。
读卡方式应对高级安全防患场所,系统支持多卡确认开门方式,在规定的时间内多个人刷卡才能开门。
支持用户个人密码,协迫密码,和超级管理员密码。
对错误密码开门次数进行统计,对连联系输错三次或者五次密码的用户,禁止其开门权限,安全性更高。
支持区域功能,对人员可进行区域跟随,对区域可以进行人员统计和查询。
实现区域反潜回功能。
支持安全、休眠、常开、常闭、卡+密码多种门状态方式,并可定时进入多种状态中的一种,每天可以分十五个时间段进行定时,保证学生时间管理的灵活性。
系统包括:
安全状态:
平常状态,默认情况下在这种状态下。
休眠状态:
休眠状态下对刷卡,输密码等任何都动作都不反应。
常闭状态:
门点常闭,刷卡,输密码无法开门。
卡+密码状态:
刷卡的同时要输入密码才能开门。
通过远程终端控制各点状态,如在软件上打开,关闭门点,打开或者关闭辅
助输出点,出门按钮,辅助输入。
在软件中启用或者停用读卡器,出门按钮。
通过软件可以手动让门点进入某种门状态。
支持系统卡和临时卡,考虑到考容量问题,系统卡最多可支持10000张,临时卡可支持500张,临时卡可自由设置使用时间范围。
发行新卡:
根据学校需求适量发行新卡。
卡片挂失/解挂:
持卡人无法找到自己的门禁卡时可申请挂失处理,挂失的卡将无法开门,卡片找到后可以去学校相关部门申请解除挂失,恢复该卡的所有进出权限。
丢失补卡:
门禁卡丢失后可及时到管理部门办理补卡,补卡后丢失卡的所有进出权限全部被取消,同时将该持卡人的全部进出权限授权给补发的新卡。
学术退卡:
当学生毕业或退学等可办理退卡,退卡后该卡权限全部被取消
控制器内部联动:
单个控制器内部各个输入输出点可以进行联动,支持多个条件(最多8个)联动作出一个动作,各条件以‘与’的关系存在。
对做出的动作可以设置滞后时间,联动之间可以设置优先权(支持24个级别)。
支持24组联动。
输出动作类型包括:
动作联系和动作跟随。
动作联系:
当条件满足时,动作开始,只到下一联动产时才结束。
动作跟随:
当条件满足时,开始动作,只到条件不满足时。
软件联动:
各控制器之间可以通过软件进行联动。
支持108组软件联动。
各联动之间以‘或’的关系存在,只要联动表中的一个联动满足条件就执行联动。
对软件支持的所有事件可以联动输出一个动作。
可同时满足多个事件(支持5个事件)时联动输出一个动作。
支持26-72Bit的所有维庚格式的设置,可自定义维庚格式的校检类型(奇校检、偶校检)自由定义校检位位置。
临时时间组:
支持两组星期一到星期日的临时时间组,临时时间组可以是星期一到星期日中的任意一天或者多天。
临时时间组只在当周有效,过了本周自动取消临时时间组。
临时时间组可以用于人员临时权限,门状态的临时状态等。
通信方式
RS232方式:
可直接对电脑各COM口进行搜索控制器。
搜索一条或多条485总线上的控制器,方便快捷。
TCP/IP方式:
软件可直接搜索同局域网中的控制器,并对其进行设置,对不同局域网中的控制器,设置好控制器IP、网关服务器IP地址后,可自动接收到相关数据,并对控制器进行各项设置。
软件通过实时校准控制器时间,使控制器的时间和管理电脑保持同步,从而保证各同一系统中的所有控制器时间一致。
发卡器支持串口发卡器,卡号长度(26Bit/34Btt).数据量大的情况下,可以指定哪保存哪些事件数据,系统支持的所有事件都可以进行设置,对不重要的事件不对行保存,节省存储空间。
2.射频识别技术在校园一卡通系统中的使用
射频识别是一种非接触的自动识别技术,一个射频识别系统至少包括阅读器、天线和电子标签。
校园一卡通就是基于射频识别技术的一种射频识别系统,其主要组成是:
天线,中间件,电子标签,阅读器等。
2.1校园一卡通的基本组成结构
2.1.1天线
无论阅读器还是电子标签的正常工作,都离不开天线或耦合线圈。
对于电子标签和阅读器而言,天线是它们之间的空间接口。
其实,天线是一种能够将电磁波转换成电流信号,也可以将电流信号转换成电磁波的装置。
无线电发射模块发射射频信号,通过电缆输送到天线上面,天线将射频信号以电磁波的形式辐射出去。
电磁波到达接收点后,也是由天线接收下来(但是天线所接收到的只是很小一部分),并通过电缆输送到接收模块。
所以,天线是发射电磁波和接收电磁波的重要无线电设备,可以说没有天线就没有无线电通信。
电感耦合射频识别系统中,阅读器的天线产生电磁波,并向电子标签提供工作能量,同时传递信息。
所以天线的设计和选择要符合一定的条件:
天线线圈的电流达到最大,以便产生最大的磁通量;要有一定的带宽,保证信号的调制不会互相干扰;功率匹配,这样能够最大限度利用磁通量。
天线有很多种形式和结构,如平板天线、环形天线、螺旋天线等。
在电感耦合RFID系统中主要使用环形天线。
环形天线主要用于中、低频射频识别系统中,用来实现能量和数据的电磁耦合。
2.1.2阅读器
在无线
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 RFID 校园 一卡通
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)