RFID在多媒体教室管理中的应用

薛丽香　汪东芳

[摘要]RFID多媒体教室管理系统结合现有一卡通系统的功能，并充分利用一卡通系統资源的基础上，针对性解决现有多媒体教室管理中存在的各种弊端。通过刷卡就可开启多媒体，即提高多媒体教室的管理效率，又扩展一卡通系统的应用范围，整体提升学校的信息化水平。

[关键词]RFID；多媒体教室；Zigbee

0引言

随着教学方式的改进，各个学校多媒体教室的数量不断增多，进一步改善了教学环境，提高了教学质量，但是也给多媒体教室的管理工作带来了较大的挑战，尽管每个学校的管理模式各有不同，但大都包含以下几种方式：

资源配备：在每个教学楼配备管理室和管理人员，进行多媒体教室管理，主要负责日常的钥匙发放、回收和其他管理工作；

使用模式：采用传统的机械锁具和钥匙；教师上课前到管理室登记、领取钥匙。然后到教室上课；教师下课后到管理室登记、归还钥匙，然后离开：

日常管理：上课教师手动登记各教室的使用记录；管理人员在下课后逐个排查各教室的关闭情况，确保教室安全。

基于以上管理模式的多媒体教室管理存在以下缺陷：

人力资源和时间浪费：采用全人工的管理模式，浪费大量的人力资源；教师上下课均需要到管理室领取或归还钥匙，花费较长的时间；

教室安全无法保障：机械钥匙易于复制，无法有效防止个别人员私配钥匙，非法使用多媒体教室；机械钥匙无法挂失。一旦遗失，为保证安全，需更换相关锁具，成本高昂；

缺少有效监督手段：手工记录使用明细，无法准确、直观的查看和统计各教室的使用情况：设备自身无法记录使用明细，在缺少手工记录的情况下无法真实统计多媒体教室的实际使用情况：无法准确获取教师实际的出勤记录，进行教学监督和管理。

1RFID技术介绍

射频识别技术RFID（Radio Frequency Identification Technology）是成熟于20世纪末、21世纪初的一种非接触式的最新自动识别技术，目前正在全世界的各种行业中得以推广应用。RFID可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。

无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。射频识别系统最重要的优点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。

RFID系统一般由读写器（READER）、电子标签（TAG）和中央信息系统三个部分构成。其工作原理也非常简单：读写器通过主动（有源电子标签）或被动（无源电子标签）方式获得电子标签的信号，解码后送至中央信息系统进行有关数据处理。

本文将无源RFID技术引入多媒体教室管理的应用，通过进行非接触式的身份识别和状态描述，适应不同的管理需求，构建一个适应性更强、信息实时性更高、管理更可靠、性价比更高的多媒体教室管理系统。

2RFID在多媒体教室管理的应用

2.1系统构成

多媒体教室管理系统主要由硬件控制、设备通信、软件管理等构成。

底层硬件控制部分主要是通过硬件设备结合系统下发的权限信息对刷卡人员的使用权限进行判断，并生成对应的记录上传给管理软件，硬件控制功能。

设备通信部分负责硬件设备与管理软件之间的数据交换，主要包括：权限信息洗发、记录信息上传、设备状态上传等，实现管理软件对硬件设备的监控和控制。

软件管理部分主要实现多媒体教室管理所需的参数设置、设备管理、教室管理、权限管理、系统监控、数据查询等，并提供对应的操作功能来供管理人员使用。

2.2底层硬件设计

系统硬件主要由RFID读写器和RFID电子标签组成。电子标签复用一卡通系统用户卡作为多媒体教室管理系统的身份认证介质，扩展一卡通系统的应用领域，支持符合14443A协议的13.56MHz卡。

读卡器由控制板和射频板两部分组成。控制板在系统只起到控制射频板的工作状态、上传射频板读到的数据等功能，射频板完成14443A协议要求的13.56MHz的调制信号及卡片通信。控制板由电源管理、微控制器和接口电路等组成，硬件电源、主控器电路及接口电路选型和功能介绍如下：

1）电源部分主要由一个开关型稳压芯片和一片LDO芯片组成，从接线端子获得的+12V直流电源，经过直流开关型稳压芯片781）05稳压降压至+5V，然后把这个稳定的+5v电源分两路，一路送到射频板连接器，提供射频板使用，另一路送给型号为SPX1117M3-3.3的LDO芯片生成3.3V电源。3.3V电源提供给微控制器芯片和一些外围设备；一些外围设备也会用到5V电源供电。

2）微控制器采用了STM32F207芯片，这款芯片是一款COTEX-M4的ARM芯片，内部可倍频到120M，完成整个产品的调度和通信，以及外围接口的控制等相关工作。

3）人机接口电路包括蜂鸣器，指示灯。这些都是由微控制器来控制的，来完成指定的工作。

4）恢复出厂设置按钮在上电初始化阶段有效，在上电初始化时按下恢复出厂设置按钮。系统重置，恢复出厂设置。

5）声光指示可以为用户指示读卡状态和通讯状态。

2.3设备通信设计

考虑到后续施工和改造问题，设备通信用采无线联网的工作方式，即低功耗的ZigBee通讯技术。采用无线联网现场安装施工简单，无需要过线器，避免开关门引起的过线孔引线易折问题。

Zigbee通信部分采用TI公司最新支持ZigBee协议的芯片CC2530与功放芯片CC2591解决方案。Zigbee是基于IEEE 802.15.4标准的低功耗个域网协议，根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。该部分的设计实现了设备层与软件管理部分的无线数据传输，ZigBee模块的硬件原理图如图1所示。

2.4软件管理实现

软件管理部分采用c#进行开发设计，软件系统功能结构图如图2所示。

参数设置：对影响到整个考勤系统的参数进行设置，即考勤管理系统全局参数设置：

人员管理：人员信息的添加、删除、修改，部门的维护，职务维护等：

设备管理：设备的管理；

考勤管理：包括时段，班次，班制。排班管理，请假、假日管理、加班、手工考勤操作等：

报表查询：考勤记录。考勤结果明细；

数据维护：包括数据月结，数据维护，数据转储，数据清理，u盘操作，数据初始化等。

3结论

RFID技术作为一种非接触式自动识别的高科技技术，以其独特的性能和优势备受到各个行业的重视。本文将RFID技术运用到多媒体教室管理中，取代传统的多媒体教室管理模式，使多媒体教室管理人员更轻松，出错率变的更低，让多媒体教室的管理实现真正意义上的自动化，顺应时代发展要求，与时俱进。

[责任编辑：杨玉洁]