利用半有源RFID技術(shù)設(shè)計了一個系統(tǒng)，系統(tǒng)由三個射頻標(biāo)簽讀寫器、一批半有源射頻標(biāo)簽、一臺安裝有室內(nèi)學(xué)習(xí)時間統(tǒng)計軟件的管理計算機(jī)、一個閘機(jī)組成。使用一組雙射頻標(biāo)簽讀寫器記錄射頻標(biāo)簽被讀取的信息，通過一定算法，實現(xiàn)室內(nèi)學(xué)習(xí)時間統(tǒng)計。

半有源RFID室內(nèi)學(xué)習(xí)時間統(tǒng)計在成人教育中，學(xué)生來到教室上課往往自由度比較大，或遲到或早退或中途離開教室。這些導(dǎo)致管理上的困難，教師在上課過程中無法對如此之多的學(xué)生行為進(jìn)行登記和統(tǒng)計。采用一個方便快捷的方法來管理這個問題，使用一個自動化的系統(tǒng)來統(tǒng)計室內(nèi)學(xué)習(xí)時間。

一、研發(fā)背景

社會不斷進(jìn)步，教育形式呈現(xiàn)多樣化特點，成年教育蓬勃發(fā)展。成年教育往往出現(xiàn)一個弊端，就是學(xué)習(xí)者以拿文憑為主，只注重考試內(nèi)容以應(yīng)付考試。

在當(dāng)代高科技的背景下，各行各業(yè)都在探索如何利用新的技術(shù)為社會主義建設(shè)服務(wù)。例如圖書館，借助信息化進(jìn)行改造。在服務(wù)模式、新技術(shù)應(yīng)用方面進(jìn)行了多項探索。作為成人教育的機(jī)構(gòu)，也在探索如何監(jiān)控學(xué)生教室學(xué)習(xí)時間。

RFID（Radio Frequency Identification）是一種無線射頻識別技術(shù)，它是自動識別技術(shù)的一種?？赏ㄟ^無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。識別工作無需人工干預(yù)，并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。系統(tǒng)基本器件包括射頻標(biāo)簽讀寫器與射頻標(biāo)簽。讀寫器與標(biāo)簽之間的射頻信號通過空間耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞。其中半有源射頻標(biāo)簽?zāi)軌蚪嚯x激活定位，遠(yuǎn)距離識別及上傳數(shù)據(jù)。 采用半有源射頻標(biāo)簽的系統(tǒng)稱半有源RFID產(chǎn)品。

二、系統(tǒng)設(shè)計

1.總體設(shè)計

如果只是在教室門口設(shè)置一個射頻標(biāo)簽讀寫器，學(xué)生攜帶射頻標(biāo)簽經(jīng)過門口而沒有進(jìn)入教室同樣被記錄到。定點單射頻標(biāo)簽讀寫器設(shè)計，無法對方向性進(jìn)行監(jiān)控，如果應(yīng)用雙射頻標(biāo)簽讀寫器設(shè)計，可以實現(xiàn)更好的功能。因此在教室的門外設(shè)置一小段門欄，學(xué)生出入教室必須經(jīng)過該門欄。通過門欄依次設(shè)置射頻標(biāo)簽讀寫器1、閘機(jī)、讀寫器2。學(xué)生攜帶射頻標(biāo)簽進(jìn)入教室，首先經(jīng)過讀寫器1位置，射頻標(biāo)簽被讀取，數(shù)據(jù)傳到管理處的管理計算機(jī)，識別并記錄后打開閘機(jī)，學(xué)生通過閘機(jī)，閘機(jī)自動關(guān)閉。學(xué)生經(jīng)過讀寫器2位置進(jìn)入教室，射頻標(biāo)簽被讀取，數(shù)據(jù)傳到管理處的管理計算機(jī)，識別并記錄。

學(xué)生離開教室，類似的流程是學(xué)生攜帶射頻標(biāo)簽離開教室，首先經(jīng)過讀寫器2位置，射頻標(biāo)簽被讀取，數(shù)據(jù)傳到管理處的管理計算機(jī)，識別并記錄后打開閘機(jī)，學(xué)生通過閘機(jī)，閘機(jī)自動關(guān)閉。學(xué)生經(jīng)過讀寫器1位置離開，射頻標(biāo)簽被讀取，數(shù)據(jù)傳到管理處的管理計算機(jī)，識別并記錄。

在管理處是安裝有室內(nèi)學(xué)習(xí)時間統(tǒng)計軟件的管理計算機(jī)和射頻標(biāo)簽讀寫器3。讀寫器3的作用是平時管理射頻標(biāo)簽，給學(xué)生分發(fā)射頻標(biāo)簽和回收射頻標(biāo)簽。

管理計算機(jī)上的室內(nèi)學(xué)習(xí)時間統(tǒng)計軟件統(tǒng)計記錄，生成學(xué)生一門課程的教室上課學(xué)習(xí)時間，判斷是否達(dá)到該課程對學(xué)生上課時間的要求。系統(tǒng)總設(shè)計圖如圖1所示。

2.軟件設(shè)計

室內(nèi)學(xué)習(xí)時間統(tǒng)計軟件包括射頻標(biāo)簽讀寫器管理功能、閘機(jī)控制功能、射頻標(biāo)簽管理功能和時間統(tǒng)計功能。

射頻標(biāo)簽讀寫器管理功能主要是讀寫器變更、暫?；騿幽硞€讀寫器。閘機(jī)控制功能有設(shè)置控制方式為射頻標(biāo)簽驅(qū)動閘機(jī)或者當(dāng)不需要統(tǒng)計數(shù)據(jù)的時候讓閘機(jī)常開。射頻標(biāo)簽管理功能有分發(fā)射頻標(biāo)簽、信息維護(hù)。

時間統(tǒng)計功能，每個學(xué)生對應(yīng)一個射頻標(biāo)簽。學(xué)生信息包括各門課程和課程上課學(xué)期。課程包括具體的上課時間地點以及最小上課時間。軟件到了某門課程上課時間，開啟對應(yīng)教室的閘機(jī)控制方式為射頻標(biāo)簽驅(qū)動，并在數(shù)據(jù)庫讀取上課的學(xué)生名單和對應(yīng)射頻標(biāo)簽信息，系統(tǒng)進(jìn)入統(tǒng)計時間狀態(tài)。

統(tǒng)計時間算法如下：每個應(yīng)該上課學(xué)生的射頻標(biāo)簽，在讀寫器1讀取的記錄為A記錄，在讀寫器2讀取的記錄為B記錄，記錄包括射頻標(biāo)簽ID、學(xué)生學(xué)號、課程編號、讀取時間。A記錄首次出現(xiàn)、B記錄1分鐘內(nèi)相繼出現(xiàn)為一個成功進(jìn)入教室的AB記錄，這時候刪除A記錄和B記錄生成一個AB記錄，讀取時間為B記錄的時間。B記錄首次出現(xiàn)、A記錄1分鐘內(nèi)相繼出現(xiàn)為一個成功離開教室的BA記錄，這時候刪除A記錄和B記錄生成一個BA記錄，讀取時間為A記錄的時間。單獨的A記錄、B記錄出現(xiàn)一分鐘后自動刪除。

學(xué)生首次進(jìn)入教室產(chǎn)生一個AB記錄，最后離開教室產(chǎn)生一個BA記錄，這兩個記錄的時間差就是上課總時間。如果中途離開返回教室就會產(chǎn)生一組BA記錄、AB記錄，這兩個記錄的時間差就是一個中途離開時間。把上課總時間減去所有的中途離開時間就是上課凈時間，并記錄在該學(xué)生對應(yīng)課程上課時間里。

一段時間，例如半學(xué)期，統(tǒng)計各課程的學(xué)生上課時間如果達(dá)不到該課程最小上課時間的一半，將對學(xué)生提出警告。一學(xué)期結(jié)束，統(tǒng)計各課程學(xué)生上課時間如果達(dá)不到該課程最小上課時間，將不予參加該課程考試，并須在下學(xué)期重新選修該課程。

三、系統(tǒng)特點

（一）自動化程度高和時間累積精準(zhǔn)性好

某些系統(tǒng)采用指紋打卡機(jī)系統(tǒng)來統(tǒng)計學(xué)生教室學(xué)習(xí)時間，學(xué)生到達(dá)的時候打一次指紋，離開的時候打一次指紋，學(xué)生有時候忘記打指紋了。本系統(tǒng)設(shè)置閘機(jī)，所有學(xué)生上課必須攜帶射頻標(biāo)簽，射頻標(biāo)簽可以粘貼在學(xué)生證上或者放在錢包里，隨身攜帶。只要管理計算機(jī)設(shè)置好，學(xué)生攜帶了射頻標(biāo)簽，時間的統(tǒng)計是自動化進(jìn)行的。由于在時間統(tǒng)計過程中，減掉了中途離開教室的時間，時間累積精準(zhǔn)性好，極大的限制了上課過程中學(xué)生離開教室的次數(shù)和時間。

（二）半有源RFID技術(shù)易于操控和簡單實用

有些系統(tǒng)采用近距離接觸式識別類介質(zhì)來統(tǒng)計時間，例如無源RFID產(chǎn)品，這樣的系統(tǒng)一次只能讀取一個卡，讀卡時間相對長，同時到達(dá)教室學(xué)生人數(shù)多的時候甚至造成擁擠。半有源RFID產(chǎn)品有著更快的反應(yīng)速度，更好的效率。從而操控起來更加方便，使用過程更加實用。

四、結(jié)語

（一）系統(tǒng)存在的缺點

在成人教育普遍松散的大環(huán)境下，引入該系統(tǒng)有可能造成學(xué)生的抵觸情緒，需要規(guī)章制度的促進(jìn)和規(guī)范。還有目前，教室環(huán)境千姿百態(tài)，改造必然帶來成本的壓力和實際的困難。

（二）系統(tǒng)改進(jìn)和展望

全校部署該系統(tǒng)，集中管理處統(tǒng)籌管理，可以引入更多的輔助系統(tǒng)。在應(yīng)用過程中，如能結(jié)合監(jiān)控錄像系統(tǒng)，則可實現(xiàn)物品和人員的可視化管理，進(jìn)一步調(diào)高管理水平和應(yīng)急處理能力。新建的學(xué)?；蛘咝碌慕虒W(xué)樓可以考慮在裝修過程中嵌入本系統(tǒng)，能夠取得更好的一體化效果。

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