◆林武強(qiáng)

(廣東廣播電視大學(xué))

利用半有源RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)學(xué)習(xí)時(shí)間統(tǒng)計(jì)

◆林武強(qiáng)

(廣東廣播電視大學(xué))

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(duì)如此之多的學(xué)生行為進(jìn)行登記和統(tǒng)計(jì)。采用一個(gè)方便快捷的方法來管理這個(gè)問題，使用一個(gè)自動(dòng)化的系統(tǒng)來統(tǒng)計(jì)室內(nèi)學(xué)習(xí)時(shí)間。

一、研發(fā)背景

社會(huì)不斷進(jìn)步，教育形式呈現(xiàn)多樣化特點(diǎn)，成年教育蓬勃發(fā)展。成年教育往往出現(xiàn)一個(gè)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(huì)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(xiàng)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(shí)間。

RFID(Radio Frequency Identification)是一種無線射頻識(shí)別技術(shù)，它是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種?？赏ㄟ^無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。識(shí)別工作無需人工干預(yù)，并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)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(hào)通過空間耦合實(shí)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(shí)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(jì)

1.總體設(shè)計(jì)

如果只是在教室門口設(shè)置一個(gè)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(diǎn)單射頻標(biāo)簽讀寫器設(shè)計(jì)，無法對(duì)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(jì)，可以實(shí)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(jì)算機(jī)，識(shí)別并記錄后打開閘機(jī)，學(xué)生通過閘機(jī)，閘機(jī)自動(dòng)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(jì)算機(jī)，識(shí)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(jì)算機(jī)，識(shí)別并記錄后打開閘機(jī)，學(xué)生通過閘機(jī)，閘機(jī)自動(dòng)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(jì)算機(jī)，識(shí)別并記錄。

在管理處是安裝有室內(nèi)學(xué)習(xí)時(shí)間統(tǒng)計(jì)軟件的管理計(jì)算機(jī)和射頻標(biāo)簽讀寫器3。讀寫器3的作用是平時(shí)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(jì)算機(jī)上的室內(nèi)學(xué)習(xí)時(shí)間統(tǒng)計(jì)軟件統(tǒng)計(jì)記錄，生成學(xué)生一門課程的教室上課學(xué)習(xí)時(shí)間，判斷是否達(dá)到該課程對(duì)學(xué)生上課時(shí)間的要求。系統(tǒng)總設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

2.軟件設(shè)計(jì)

室內(nèi)學(xué)習(xí)時(shí)間統(tǒng)計(jì)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(shí)間統(tǒng)計(jì)功能。

射頻標(biāo)簽讀寫器管理功能主要是讀寫器變更、暫停或啟動(dòng)某個(gè)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(dòng)閘機(jī)或者當(dāng)不需要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的時(shí)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(shí)間統(tǒng)計(jì)功能，每個(gè)學(xué)生對(duì)應(yīng)一個(gè)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(shí)間地點(diǎn)以及最小上課時(shí)間。軟件到了某門課程上課時(shí)間，開啟對(duì)應(yīng)教室的閘機(jī)控制方式為射頻標(biāo)簽驅(qū)動(dòng)，并在數(shù)據(jù)庫讀取上課的學(xué)生名單和對(duì)應(yīng)射頻標(biāo)簽信息，系統(tǒng)進(jìn)入統(tǒng)計(jì)時(shí)間狀態(tài)。

統(tǒng)計(jì)時(shí)間算法如下:每個(gè)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(hào)、課程編號(hào)、讀取時(shí)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(gè)成功進(jìn)入教室的AB記錄，這時(shí)候刪除A記錄和B記錄生成一個(gè)AB記錄，讀取時(shí)間為B記錄的時(shí)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(gè)成功離開教室的BA記錄，這時(shí)候刪除A記錄和B記錄生成一個(gè)BA記錄，讀取時(shí)間為A記錄的時(shí)間。單獨(dú)的A記錄、B記錄出現(xiàn)一分鐘后自動(dòng)刪除。

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

一段時(shí)間，例如半學(xué)期，統(tǒng)計(jì)各課程的學(xué)生上課時(shí)間如果達(dá)不到該課程最小上課時(shí)間的一半，將對(duì)學(xué)生提出警告。一學(xué)期結(jié)束，統(tǒng)計(jì)各課程學(xué)生上課時(shí)間如果達(dá)不到該課程最小上課時(shí)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(diǎn)

(一)自動(dòng)化程度高和時(shí)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(jì)學(xué)生教室學(xué)習(xí)時(shí)間，學(xué)生到達(dá)的時(shí)候打一次指紋，離開的時(shí)候打一次指紋，學(xué)生有時(shí)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(jì)算機(jī)設(shè)置好，學(xué)生攜帶了射頻標(biāo)簽，時(shí)間的統(tǒng)計(jì)是自動(dòng)化進(jìn)行的。由于在時(shí)間統(tǒng)計(jì)過程中，減掉了中途離開教室的時(shí)間，時(shí)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(shí)間。

(二)半有源RFID技術(shù)易于操控和簡(jiǎn)單實(shí)用

有些系統(tǒng)采用近距離接觸式識(shí)別類介質(zhì)來統(tǒng)計(jì)時(shí)間，例如無源RFID產(chǎn)品，這樣的系統(tǒng)一次只能讀取一個(gè)卡，讀卡時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)，同時(shí)到達(dá)教室學(xué)生人數(shù)多的時(shí)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(shí)用。

四、結(jié)語

(一)系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)

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(shí)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(shí)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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