基于RFID技术的家校通系统方案Word下载.docx
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家校通系统允许其它的应用程序和用户读取其数据库的数据。
在保证数据安全性的前提下，数据能够在家校通系统和其它系统之间传输和使用。
分布式控制原则
家校通系统采用分布式控制原则，一般的学生跟踪信息采集功能由现场最底层的读写设备和电子标签自动执行，同时将执行结果上传到控制中心机房。
控制中心机房作为系统运行的监控机构和信息中央处理机构，一般不直接介入办公室和学校管理层和老师的日常使用，只负责各点之间的协调控制。
但如有必要，调度中心将可以介入系统进行控制操作处理。
独立性原则
现场各采集装置之间在设计上保持相对的独立，不会因其中一个出现故障而影响其他控制系统的运行。
容错性原则
系统充分采用冗余容错方式以提高系统可靠性，当一台冗余服务器发生故障时，能自动进行无扰动切换，自动对系统的数据进行备份；
当故障解除后，能自动切换，并对数据进行同步更新。
系统的软硬件各个部分或全部的故障不会影响各点的运行。
系统对各种控制操作有基本的诊断和防错功能，以阻止误操作的发生。
安全管理原则
控制中心和学校管理层、老师有严格的安全和权限级别限制，不能随意越权操作。
先进性原则
系统采用的硬件、软件和网络都具有世界先进技术水平，能满足所处环境和条件，并且经过实践考验证明其安全、实用的产品。
如果因任何原因停止向控制中心传输数据，控制点能储存相关事件信息数据，并基于最后设定值自动执行设备保护和控制。
可靠性原则
系统具有极高的可靠性，关键采集点和系统内关键设备均采用冗余方式，以保证整个系统安全可靠的运行。
系统能定期对自身进行自诊断并且形成报告，并能监视整个系统的工作状态，以便于系统的维护和管理。
扩展性原则
根据学校今后的发展、监测定位点功能扩展的需要，控制中心机房、系统在整个校园分布点的硬件、软件和网络都具有100%的扩展能力，并允许将来数据库、存储器和通信信道等都可以实现扩展。
可维护性原则
故障诊断、维修简便，并能在最短的时间内恢复正常运行；
系统设计合理，能够通过硬、软件的最小变动，获得更好的可操作性、可维护性、及充分的后备保障性能。
可利用率高
我们提供的家校通系统的可利用率（可用性）可达到99.99%。
当系统同时须完成打印、数据调用、画面显示时，实时数据采集系统不会被中断。
1.2系统结构概述
中小学家校通必须建立以控制中心机房为核心的教育管理系统。
调度中心用于收集、中央集中处理、存储数据供调用来支持整个系统运行。
控制中心通过适当的通讯系统，利用安装在各监测点的远程终端单元采集各类不同的数据，及时分析、处理，并存储数据供学校管理人员和老师调用，保证对学生、教师、学校的正常管理。
同时向学校相关的管理部门和教师传递和交换信息。
整个学校家校通系统是以教育管理上位软件和读写采集器、电子标签为核心并采用以太网交换机、无线网络设备等先进设备和技术构成的一个分布式计算机数据采集与监控管理网络。
系统中的主要元素点为控制中心；
学校大门；
教学楼；
图书馆；
体育馆；
操场；
食堂；
宿舍楼等，学校可以根据具体情况自行选择。
整个系统主要由四部分组成，实现对学校家校通系统操作的功能，包括上位人机应用家校通软件部分、终端采集装置部分、通讯系统部分、网络层部分：
1）.第一部分：
上位人机应用家校通软件部分，建立在控制中心机房，集中对整套教育管理系统进行监控、集中处理、存储从各点来的实时数据。
控制中心采用10/100Mbps快速交换式以太网网络。
并留有上行的1000M接口，为今后系统的上层接入留有接口。
网络基于客户机/服务器模式构建，网络通讯协议为TCP/IP，通讯介质为5类双绞线。
实时数据服务器采用冗余配置，学校管理层和老师等通过网络共享服务器资源。
基于这种框架的系统网络可合理利用网络资源，减轻了单台服务器的工作和通讯负荷，同时也可避免由于单台服务器的故障而导致的系统瘫痪问题，保证系统上层网络高速稳定运行。
图为控制中心机房效果图
2）.第二部分：
终端采集装置部分，建立在学校大门；
教室；
RFID系统采集装置至少包含电子标签和阅读器两部分。
（1）电子标签
电子标签是射频识别系统真正的数据载体。
一般情况下，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。
依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有源电子标签（Activetag）和无源电子标签（Passivetag）。
有源电子标签内装有电池，无源射频标签没有内装电池。
（2）阅读器
典型的阅读器包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及阅读器天线。
此外，许多阅读器还有附加的接口（RS232、RS485、以太网接口等），以便将所获得的数据传向应用系统或从应用系统接收命令。
3）.第三部分：
通讯系统部分，系统运行是否良好通讯系统起到至关重要的作用，通常的通讯分有线（如：
RS232、RS485通讯线、5类屏蔽双绞线）和无线（如：
GPRS等）。
4）.第四部分：
网络层部分，包括架构家校通软件的两台实时数据服务器；
一台历史数据服务器；
一台WEB服务器；
两个操作员工作站。
同时调度中心还配备有相应的防火墙等网络设备。
1.3家校通系统工作原理
家校通系统是利用高科技的远距离射频识别（RFID）技术、手机短信服务平台和计算机信息处理技术开发而成的具有世界领先水平的综合信息管理系统，为广大中小学校、学生家长提供了信息化服务平台。
它的工作机理是：
为每个学生配备一个内含RFID芯片的校徽、学生证或腕带，当学生在乘坐校巴、到达校门、教室及其他活动场所或回家时，附近的读卡器立即读到学生所佩戴的RFID识别卡，并将该卡的卡号输出至后台家校通服务系统，系统立即按照预录的信息向该学生的父母发一条手机短信，如“您的孩子已达学校”或“您的孩子已达读书馆”；
同样地，如果学生离开这些地方的话，系统也能够立即按照预录的信息向该学生的父母发一条手机短信，如"
您的孩子已离开体育馆"
。
同时还可在家校通服务器中保存所有学生的活动信息，并将它整理成报表供学校、家长查询。
有了家校通系统，家长能及时获得孩子到校、离校及在校外的活动情况，学校则能更有效的进行学生管理，和家长密切沟通，从而整体提高教学管理水平，同时，该系统也为后续的校园信息化管理奠定基础。
家校通系统逻辑结构图
第二章系统各部产品指标介绍
2.1RFID数据采集设备
1）RFID基本概念
RFID是英文"
RadioFrequencyIdentification"
的缩写，中文称为无线射频身份识别、感应式电子芯片或是近接卡、感应卡、非接触卡...等等，是非接触式自动识别技术的一种。
RFID技术是一种无接触自动识别技术，其基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对静止的或移动中的待识别物品的自动机器识别。
2）RFID工作原理和系统构成
1、RFID工作原理
RFID技术的基本工作原理并不复杂：
标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签）；
解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
2、RFID系统构成
RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。
（1）电子标签
（2）阅读器
3）RFID技术特点及优势
1、读取方便快捷
数据的读取无需光源，甚至可以透过外包装来进行。
采用无自带电池的被动标签时，有效识别距离可达到8米；
2、识别速度快
标签一进入磁场或电磁波发射范围内，解读器就可以即时读取其中的信息，而且能够同时处理多个标签，实现批量识别；
3、数据容量大
数据容量最大的二维条形码（PDF417），最多也只能存储2725个数字；
若包含字母，存储量则会更少；
RFID标签则可以根据用户的需要扩充到数十K；
4、使用寿命长，应用范围广
其无线电通信方式，使其可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境，而且其封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条形码；
5、标签数据可动态更改
利用编程器可以向写入数据，从而赋予RFID标签交互式便携数据文件的功能，而且写入时间相比打印条形码更少；
6、更好的安全性
不仅可以嵌入或附着在不同形状、类型的产品上，而且可以为标签数据的读写设置密码保护，从而具有更高的安全性；
7、动态实时通信
标签以与每秒50～100次的频率与解读器进行通信，所以只要RFID标签所附着的物体出现在解读器的有效识别范围内，就可以对其位置进行动态的追踪和监控。
4）RFID的工作频率及应用范围
射频识别系统的工作频率主要有125KHz、13.56MHz、433MHz、860～960MHz、2.45GHz等，允许的最大发射功率电平和频率分配因国家和地区的不同而有所不同。
其中125KHz系统主要应用在动物识别和商品流通等领域.13.56MHz系统一般应用在公共交通和门禁系统等领域,其识别距离较近,一般为几厘米到几十厘米，采用特殊制作的天线最大识别距离为1.5米左右。
在UHF频段，系统的识别距离远，可从几米到几十米。
433MHz频段主要用在集装箱跟踪管理；
860～960MHz频段主要应用在物流供应链、仓储管理、资产安全管理等业务中。
2.45GHz系统被动式系统（无源标签）一般可提供几米左右的识别距离，主动式系统（有源标签）也可以达到几十米的识别距离。
5）RFID设备技术参数
●射频频段：
13.56MHz/915MHz
●传输协议：
支持ISO14443A&
B、ISO15693、ISO18000-6
●数据存储空间：
>
2K,根据客户具体需要确定
●天线样式：
读卡器内置或外置天线
●天线功率：
低功率
●有效范围：
4cm或4m
●防冲撞系统：
支持
●其它设备：
支持PocketPC
●操作系统：
Windows2000、PocketPC2002/2003、WindowsMobile2003/CE.Net4.2
6）RFID设备相关特性阐述
项目中所涉及的所有硬件设备可以确保对人员不会造成任何的危害：
●采用的频段是经确认不会对人体产生任何的危害；
●读卡器的功率：
睡眠状态0～5mA，激活状态<
50mA；
●工作温度:
-20℃~70℃；
●标签样式美观、使用方便、舒适；
●便携式读卡器或PDA，不会对人体产生任何的危害；
●标签除了物理特性外还具有防水、防酒精、不易脱卸调换等特性。
第三章家校通系统功能描述
3.1家校通系统功能
学生跟踪定位
利用RFID技术，每个学生拥有一个全球唯一的电子标签，设有自己在学校的ID号，该号码直接对应其在学校数据库的所有资料。
电子标签可以做在卡里或者在校徽上、校服上，在学校大门、教学楼、教室、图书馆、体育馆、操场、食堂、宿舍楼进口设置采集设备后，学生什么时间在什么地点都可以准确地知道。
手机短信功能
通过系统和手机短信绑定，每天学生进校、离校、学生作业、考试成绩、家长通知等（根据学校情况可自己选择）都通过信息方式发给家长，让家长知道自己孩子安全到校、离校，同时也防止学生在作业或成绩上和家长撒谎隐瞒的情况。
有效的保障了学生的安全。
宿舍管理
学生是否在学校规定的时间内安全回到宿舍，可以通过此系统准确了解到，因为每个学生进入或者走出宿舍时，系统将会记录详细时间。
从而有效地防止了学生深夜在外不归造成的安全事故。
校园银行
通过电子标签做成的卡或校徽等，可以实现在校园内划卡消费，如学费、书费、食堂买饭、在学校商店买文具等等，都可以划卡结算。
学生可以定期或不定期到财务部门充值交钱，平时不用带现金，这样可以保证学生的财产和人身安全。
招生管理
新生报到管理，包括录入新生基本信息，如姓名、性别、ID号、出生日期、家庭住址、电话、父母联系方式、入学成绩等。
新生分班管理，将新生和班级对应后，形成班级信息。
学生管理
班级管理，用于查阅班级信息，如班级人员、集体荣誉、集体成绩等。
学生成绩的查询与发布。
成长档案
成长档案管理，包括学生的奋斗目标、成长札记、成绩自我分析、
教师评语、学业评价、阅读书籍
、个性发展
、实践活动、创造发明
、得意作品、学习总结。
3.2家校通系统优点
●家长放心：
实时跟踪学生的到校、离校、回家情况及学生课外活动状态或在校外的去向，并及时将这一情况利用手机短信通知家长。
因此家长不管身处何地，都可以通过手机短信及时了解孩子是否准时到校、何时放学、是否到家、是否需要马上回家烧饭、是否需要打一个电话给学校为什么孩子还没有放学或者还没有到校等信息。
●学校称心：
学校利用此系统，能够快速跟踪了解学生的到校、离校情况，同时也为学校解决学生校外意外事故提供法律上的依据。
●自动考勤：
学校可以利用该系统作为学校师生的考勤系统，每月自动生成考勤报表，而无需另外安装考勤机。
●查询便利：
该系统为网络版，可以安装在学校任何一台电脑上，方便学校相关部门查询和打印有关信息，如校长办公室、学校保卫处、班主任办公室等等。
●价格低廉：
适合绝大部分学生的消费。
享受此项服务的学生，每月只需交纳低廉的服务费。
●可独立建设：
不依赖于目前学校或其他学生活动场所的信息化建设程度，可直接实施。
第四章布线工程介绍
4.1布线种类介绍
RFID工程布线要由学校自身建筑布局决定，影响因素也比较多，例如采集装置安装位置距离中心控制室的距离远近，安装位置和中心控制室之间路面的情况等等。
总的来说，本工程布线分为三种情况，以下依次介绍。
●路面开槽布线
这种方式适用于远距离空旷地区，比如学校大门安装了采集装置，从大门到控制中心距离较远，而且经过平坦路面。
这种情况一般采用在路面上开10-15厘米沟槽，槽内放置镀锌管，线缆通过镀锌管达到控制中心。
●顺阶梯边缘布线
这种方式适用于距离较近，而且线路沿途有墙角边缘、花坛边缘、马路边缘等隐蔽性物体的情况。
比如教学楼的门口安装了采集装置，线缆可以沿楼内墙角壁敷设，不影响美观而且工程量不大。
●楼外墙立管布线
这种方式适用于控制中心所在的楼体，线路可以通过在外墙的PVC套管直达控制中心机房。
4.2具体施工描述
●施工前准备
在系统布线安装施工前，必须作好各项准备工作，做到有计划、有步骤地进行施工，这对于确保系统工程的施工进度和工程质量是非常重要的。
主要应做好以下几项准备工作：
（1）熟悉掌握学校能够提供的建筑图纸，必须对设计说明、施工图纸和工程概算等主要部分相互对照、认真核对，对技术方案和设计意图充分了解，必要时通过现场技术交底，全面了解全部工程施工的基本内容。
（2）现场调查工程的环境和施工条件
在施工前，要现场调查了解校园建筑内部各个部位的情况，以便决定在施工中敷设缆线和安装设备的具体技术问题，对有强磁场干扰，高温区域的地方敷设电缆要采取必要的保护措施。
（3）现场定位测量。
此外，对于设备间，干线交接间的各种工艺要求和环境条件以及预先设置的管槽等都要进行检查，看是否符合安装施工的基本条件。
总之，工程现场必须具备使安装施工能顺利开展，不会影响施工进度的基本条件。
●穿线工艺要点
1）．一般规定
管内穿线宜在建筑物的抹灰、装修及地面工程结束后进行，在穿入导线之前，应将管子中的积水及杂物清除干净。
不同系统、不同电压、不同电流类别的线路不应穿同一根管内或线槽的同一孔槽内。
管内导线的总截面积（包括外护层）不应超过管子截面积的40％。
在系统工程中使用的传输线路宜选择不同颜色的绝缘导线以区分功能，区分正负极。
同一工程中相同线别的绝缘导线颜色应一致，线端应有各自独立的标号。
导线穿入钢管前，在导线入出口处，应装护线套保护导线；
在不进入盒（箱）内的垂直管口，穿导线后，应将管口作密封处理。
线管进入箱体，宜采用下进线或设置防水弯以防箱体进水。
2）清扫管路
穿线前，应先清扫管路。
方法是用压力约0.25Mpa的压缩空气，吹入已敷好的管中，以便除去残留的灰土和水分。
如无压缩空气，则可在钢线上绑以擦布成拖把布状，来回拉数次，将管内杂物和水分擦净。
管路清扫后，随即向管内吹入滑石粉，以便穿线。
将管子端部安上塑料管帽或护线套，再进行穿线。
管帽与护线套作用相同，可以防止穿线过程或运行时，各种原因引起的振动造成电线被管口擦伤。
过路箱管口的护圈应在穿引线钢丝时或做引线接头时套入，护圈规格要与管径相配，套在管口要敲紧。
3）穿线
施工顺序：
钢管内穿线一般在钢管敷设结束后进行，顺序大致如下：
穿引线钢丝；
放线；
做拉线头子（牵引电缆网套）；
穿线（一人放线，一人拉线）；
剪断导线。
管口扩圈，由于穿线情况不同，必须在相应步骤中套入。
穿线应从分路的终端向接线箱的方向进行，即先分路后总线。
在垂直管路中，为减少管内导线的下垂力，保证导线不因自重而折断，应安装设接线盒，当管路长度超过20m时，导线应在接线盒内固定一次，以减缓导线的自重拉力。
第五章项目工程管理
5.1项目管理
我公司的工程师都具有三年以上的类似工程项目经验，这些经验将保证他们在工程实施过程中充分考虑到现场的各种复杂情况，保证项目能够顺利、高质的完成。
在这个项目里，我们任命的项目经理和部分工程师从项目准备会议开始就全程跟踪项目的实施，包括一起参与讨论项目方案形成技术文件等工作。
我们采用良好的项目管理标准将保证本项目在规定的时间里、预先设定的成本内、高质量地完成。
我公司的项目管理标准参考了国际上流行的项目管理经验和标准，在长期的工程实施经验中逐渐形成，尤其在设计、汇报和交工等方面更具特点。
我们承诺，在合同签订的同时提交初步的工作项目进度表，该进度表涉及家校通系统相关的所有主要工作（包括硬件、软件、测试、培训、交付、试运行等内容）。
合同签订项目启动后，我们将与客户一起确定最终的项目进度表。
在工程实施过程中，将根据当地工程进展情况召开工程例会，通过工程例会及时掌握项目的进展情况，回顾项目的范围，必要时就人员、资源或资金进行新的配置以保证项目的顺利进行。
工程例会的详细描述见“工程例会”章节。
●设计管理
我们的设计理念是要使项目的工程量最少、项目具有可扩展性。
为了达到这个目标，我们采用的是结构化设计方法。
这种设计方法可以预留足够的时间保证功能设计说明文档可以尽可能完善。
根据我们的经验，前期的设计越详细，就越有利于实现用户的需求，并且能够降低成本，减少项目所需的时间。
设计阶段还包括用户项目组与我公司工程组的例会。
设计阶段的成功与否关系到整个项目的成败。
项目经理要保证所有设计活动是精心准备的，要有足够的文档用于记录。
项目经理将与工程师一起来保证项目正常进行。
为了保证用户项目设计的效率，项目经理会确保所有人员都熟悉其所负责的工作范畴，同时项目经理为项目组的成员确定完成任务的时间节点，项目经理注重整个项目实施过程中的关键任务，确保关键任务按时完成，从而使项目能按时完成。
项目经理要确保设计需求适合前后阶段。
●汇报
作为工程管理的一部分，在项目执行期间，要定期提交进度总结。
这个总结将通过进度会议实现。
进度总结的目的在于及时地跟踪项目实施的各方面情况，是否有影响项目完成的事件发生，分析这些事件对项目的时间、预算、质量将产生怎样的影响，应该采用怎样的方法和行为减少这些影响，比如增加预算、调整人员等。
同时根据实际情况调整当前的项目进度表等。
汇报将概括当前完成的进度、当前和将来的任务。
让用户的项目经理知道项目的进度。
任何任务的时间安排改动都迅速书面通知双方的项目经理，以确保采取适当的措施安排活动。
●项目交工
项目按国际标准进行专业的交工。
我们提供的系统将保证操作的可靠性和安全性。
必须经过详细的设计和计划并严格测试和安装后才能完成这个系
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