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        RFID在多媒體教室管理中的應(yīng)用

        2017-05-18 10:01:26薛麗香汪東芳
        科技視界 2016年19期
        關(guān)鍵詞:多媒體教室

        薛麗香 汪東芳

        [摘要]RFID多媒體教室管理系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)有一卡通系統(tǒng)的功能,并充分利用一卡通系統(tǒng)資源的基礎(chǔ)上,針對性解決現(xiàn)有多媒體教室管理中存在的各種弊端。通過刷卡就可開啟多媒體,即提高多媒體教室的管理效率,又?jǐn)U展一卡通系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,整體提升學(xué)校的信息化水平。

        [關(guān)鍵詞]RFID;多媒體教室;Zigbee

        0引言

        隨著教學(xué)方式的改進(jìn),各個學(xué)校多媒體教室的數(shù)量不斷增多,進(jìn)一步改善了教學(xué)環(huán)境,提高了教學(xué)質(zhì)量,但是也給多媒體教室的管理工作帶來了較大的挑戰(zhàn),盡管每個學(xué)校的管理模式各有不同,但大都包含以下幾種方式:

        資源配備:在每個教學(xué)樓配備管理室和管理人員,進(jìn)行多媒體教室管理,主要負(fù)責(zé)日常的鑰匙發(fā)放、回收和其他管理工作;

        使用模式:采用傳統(tǒng)的機(jī)械鎖具和鑰匙;教師上課前到管理室登記、領(lǐng)取鑰匙。然后到教室上課;教師下課后到管理室登記、歸還鑰匙,然后離開:

        日常管理:上課教師手動登記各教室的使用記錄;管理人員在下課后逐個排查各教室的關(guān)閉情況,確保教室安全。

        基于以上管理模式的多媒體教室管理存在以下缺陷:

        人力資源和時間浪費(fèi):采用全人工的管理模式,浪費(fèi)大量的人力資源;教師上下課均需要到管理室領(lǐng)取或歸還鑰匙,花費(fèi)較長的時間;

        教室安全無法保障:機(jī)械鑰匙易于復(fù)制,無法有效防止個別人員私配鑰匙,非法使用多媒體教室;機(jī)械鑰匙無法掛失。一旦遺失,為保證安全,需更換相關(guān)鎖具,成本高昂;

        缺少有效監(jiān)督手段:手工記錄使用明細(xì),無法準(zhǔn)確、直觀的查看和統(tǒng)計各教室的使用情況:設(shè)備自身無法記錄使用明細(xì),在缺少手工記錄的情況下無法真實(shí)統(tǒng)計多媒體教室的實(shí)際使用情況:無法準(zhǔn)確獲取教師實(shí)際的出勤記錄,進(jìn)行教學(xué)監(jiān)督和管理。

        1RFID技術(shù)介紹

        射頻識別技術(shù)RFID(Radio Frequency Identification Technology)是成熟于20世紀(jì)末、21世紀(jì)初的一種非接觸式的最新自動識別技術(shù),目前正在全世界的各種行業(yè)中得以推廣應(yīng)用。RFID可以通過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)械或者光學(xué)接觸。

        無線電的信號是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場,把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標(biāo)簽上傳送出去,以自動辨識與追蹤該物品。射頻識別系統(tǒng)最重要的優(yōu)點(diǎn)是非接觸識別,它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢和條形碼無法使用的惡劣環(huán)境閱讀標(biāo)簽,并且閱讀速度極快,大多數(shù)情況下不到100毫秒。

        RFID系統(tǒng)一般由讀寫器(READER)、電子標(biāo)簽(TAG)和中央信息系統(tǒng)三個部分構(gòu)成。其工作原理也非常簡單:讀寫器通過主動(有源電子標(biāo)簽)或被動(無源電子標(biāo)簽)方式獲得電子標(biāo)簽的信號,解碼后送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

        本文將無源RFID技術(shù)引入多媒體教室管理的應(yīng)用,通過進(jìn)行非接觸式的身份識別和狀態(tài)描述,適應(yīng)不同的管理需求,構(gòu)建一個適應(yīng)性更強(qiáng)、信息實(shí)時性更高、管理更可靠、性價比更高的多媒體教室管理系統(tǒng)。

        2RFID在多媒體教室管理的應(yīng)用

        2.1系統(tǒng)構(gòu)成

        多媒體教室管理系統(tǒng)主要由硬件控制、設(shè)備通信、軟件管理等構(gòu)成。

        底層硬件控制部分主要是通過硬件設(shè)備結(jié)合系統(tǒng)下發(fā)的權(quán)限信息對刷卡人員的使用權(quán)限進(jìn)行判斷,并生成對應(yīng)的記錄上傳給管理軟件,硬件控制功能。

        設(shè)備通信部分負(fù)責(zé)硬件設(shè)備與管理軟件之間的數(shù)據(jù)交換,主要包括:權(quán)限信息洗發(fā)、記錄信息上傳、設(shè)備狀態(tài)上傳等,實(shí)現(xiàn)管理軟件對硬件設(shè)備的監(jiān)控和控制。

        軟件管理部分主要實(shí)現(xiàn)多媒體教室管理所需的參數(shù)設(shè)置、設(shè)備管理、教室管理、權(quán)限管理、系統(tǒng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢等,并提供對應(yīng)的操作功能來供管理人員使用。

        2.2底層硬件設(shè)計

        系統(tǒng)硬件主要由RFID讀寫器和RFID電子標(biāo)簽組成。電子標(biāo)簽復(fù)用一卡通系統(tǒng)用戶卡作為多媒體教室管理系統(tǒng)的身份認(rèn)證介質(zhì),擴(kuò)展一卡通系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,支持符合14443A協(xié)議的13.56MHz卡。

        讀卡器由控制板和射頻板兩部分組成??刂瓢逶谙到y(tǒng)只起到控制射頻板的工作狀態(tài)、上傳射頻板讀到的數(shù)據(jù)等功能,射頻板完成14443A協(xié)議要求的13.56MHz的調(diào)制信號及卡片通信。控制板由電源管理、微控制器和接口電路等組成,硬件電源、主控器電路及接口電路選型和功能介紹如下:

        1)電源部分主要由一個開關(guān)型穩(wěn)壓芯片和一片LDO芯片組成,從接線端子獲得的+12V直流電源,經(jīng)過直流開關(guān)型穩(wěn)壓芯片781)05穩(wěn)壓降壓至+5V,然后把這個穩(wěn)定的+5v電源分兩路,一路送到射頻板連接器,提供射頻板使用,另一路送給型號為SPX1117M3-3.3的LDO芯片生成3.3V電源。3.3V電源提供給微控制器芯片和一些外圍設(shè)備;一些外圍設(shè)備也會用到5V電源供電。

        2)微控制器采用了STM32F207芯片,這款芯片是一款COTEX-M4的ARM芯片,內(nèi)部可倍頻到120M,完成整個產(chǎn)品的調(diào)度和通信,以及外圍接口的控制等相關(guān)工作。

        3)人機(jī)接口電路包括蜂鳴器,指示燈。這些都是由微控制器來控制的,來完成指定的工作。

        4)恢復(fù)出廠設(shè)置按鈕在上電初始化階段有效,在上電初始化時按下恢復(fù)出廠設(shè)置按鈕。系統(tǒng)重置,恢復(fù)出廠設(shè)置。

        5)聲光指示可以為用戶指示讀卡狀態(tài)和通訊狀態(tài)。

        2.3設(shè)備通信設(shè)計

        考慮到后續(xù)施工和改造問題,設(shè)備通信用采無線聯(lián)網(wǎng)的工作方式,即低功耗的ZigBee通訊技術(shù)。采用無線聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場安裝施工簡單,無需要過線器,避免開關(guān)門引起的過線孔引線易折問題。

        Zigbee通信部分采用TI公司最新支持ZigBee協(xié)議的芯片CC2530與功放芯片CC2591解決方案。Zigbee是基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗個域網(wǎng)協(xié)議,根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。該部分的設(shè)計實(shí)現(xiàn)了設(shè)備層與軟件管理部分的無線數(shù)據(jù)傳輸,ZigBee模塊的硬件原理圖如圖1所示。

        2.4軟件管理實(shí)現(xiàn)

        軟件管理部分采用c#進(jìn)行開發(fā)設(shè)計,軟件系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

        參數(shù)設(shè)置:對影響到整個考勤系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,即考勤管理系統(tǒng)全局參數(shù)設(shè)置:

        人員管理:人員信息的添加、刪除、修改,部門的維護(hù),職務(wù)維護(hù)等:

        設(shè)備管理:設(shè)備的管理;

        考勤管理:包括時段,班次,班制。排班管理,請假、假日管理、加班、手工考勤操作等:

        報表查詢:考勤記錄??记诮Y(jié)果明細(xì);

        數(shù)據(jù)維護(hù):包括數(shù)據(jù)月結(jié),數(shù)據(jù)維護(hù),數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲,數(shù)據(jù)清理,u盤操作,數(shù)據(jù)初始化等。

        3結(jié)論

        RFID技術(shù)作為一種非接觸式自動識別的高科技技術(shù),以其獨(dú)特的性能和優(yōu)勢備受到各個行業(yè)的重視。本文將RFID技術(shù)運(yùn)用到多媒體教室管理中,取代傳統(tǒng)的多媒體教室管理模式,使多媒體教室管理人員更輕松,出錯率變的更低,讓多媒體教室的管理實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動化,順應(yīng)時代發(fā)展要求,與時俱進(jìn)。

        [責(zé)任編輯:楊玉潔]

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