基于无线射频识别技术的智慧校园一卡通系统的研究与设计作者：郭龙来源：《物联网技术》2016年第03期摘要：无线射频识别技术（RFID）在国内发展日趋成熟，高校基础建设不断完善，文中结合大学校园的管理模式与运行特点，综合物联网技术的优势，研究并设计了一种基于无线射频识别技术的校园一卡通系统架构和方案，该方案具体包括数据处理中心、园区安全子系统、教学区子系统、图书馆子系统、充值消费子系统、生活区子系统和校舍子系统。该系统可记录学生的生活路线与学习过程，获取学生的各项数据，为建立智慧校园提供有效的解决方案。同时可解决园区管理难、效率低与安全性低等问题。关键词：无线射频识别；物联网；一卡通；智慧校园中图分类号：TP18文献标识码：A文章编号：2095-1302（2016）03-00-030引言随着各高校信息化建设的加速和升级，以及信息技术的发展与更新，学生和教师对无线网络通信、信息快速响应和智能管理的需求越来越大，为满足大学校园日益增长的生活和管理需求，可采用无线射频识别技术（RadioFrequencyIdentification，RFID）的校园一卡通系统来实现。目前很多高校使用普通磁卡作为学生生活的工具，在使用过程中经常会出现错误读卡、无法读卡、数据丢失等诸多安全问题，同时多个系统使用多种磁卡，导致运维成本增加，管理困难，这种技术和方式已无法满足现代生活和管理的需要。而在日益成熟的物联网技术下，无线射频识别的一卡通有着快速、安全和容量大的特点，不仅适合大型群体的集中消费、考勤和身份认证，还可方便校园管理和减少技术维护，是智慧校园建设方案的不二之选。1无线射频识别技术的使用现状一卡通系统选用国内外技术成熟的无线射频识别系统作为底层信息传输载体，采用非接触自动识别通信技术，其原理是基于变压器耦合模型，实现能量与信号传递。高频段的RFID是基于雷达探测目标的空间耦合模型，即雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机，本系统以高频段工作的RFID系统为例进行深入研究，而信息采集终端以非接触、高可靠、稳定传输的电子标签为主，对于可读X围内的电子标签，可在100ms内完成信号发送、时钟传递、数据发送和接收，以及安全加密、防碰撞检测等一系列高速处理过程。鉴于此类特性，RFID射频识别广泛应用于人员密集的消费场所、大型仓储物流管理、高速公路不停车收费、文档图书管理、特种装备制造等领域。实现了物品或人员的自动编号、跟踪、识别、信息交互，从而组成了一个物与物、人与物的网络，即当下主流的物联网。国际权威机构认为，RFID是继无线通信之后的又一次信息技术革命，由此产生的科学意义和应用价值将是巨大的。无线射频识别技术目前已经得到比较广泛的应用，但在新技术不断成熟的背景下，RFID系统的应用X围仅用于单一系统，如学校食堂消费、公交刷卡，或出入大门，每个系统都有各自的电子读卡器，即使有互联互通，也是少数。不仅如此，在管理自己的业务时，只对数据进行了最初级的使用，由此产生的社会价值极其有限。这些问题极大地制约着RFID技术的发展和价值。而对于分布广泛的RFID数据节点，其产生的数据是海量的。RFID的技术原理图如图1所示，RFID的工作原理图如图2所示。2校园一卡通系统组成与功能分析2.1系统组成校园一卡通系统的总体方案设计如图3所示。该方案利用“云服务”和“云计算”支持“教育云平台”，构建开放式教学平台，支持教师的在线/离线式教学和学生的自主学习，促进学生发散思维能力的培养和智慧校园的发展，充分利用云计算带来的服务为教学提供共享资源，提高教育质量。以数据驱动的业务支撑服务，辅以校园人工管理，推进宿舍公寓、生活服务、充值消费、图书借阅、教学与课堂、系统公共安全管理等领域的业务协同系统建设，推动高效、客观、精简、公开的教育运作模式，向校园提供全方位、高质量的管理服务。2.2各区功能分析2.2.1数据处理中心数据处理中心是园区核心计算和业务运营的支撑，负责收集、处理和分析各个子系统传送过来的数据，主要功能包括存储、计算、分析和响应（二级响应）四个部分，可实现数据的集中管理与运营，提供持续可靠的服务。2.2.2充值消费子系统通过...