学生平安短信服务系统(家校通)

一、方案概述

项目背景:

孩子每天是否按时到校？

过了放学时间孩子还没回来，是否已经离校？

天气恶劣，却不知学校是否提前放学或停课？

孩子最近的成绩和在校表现怎样？离校后有没有去不该去的场所？

目前多数孩子都是独身子女，学生人身安全、课外活动情况与受教育情况直接关系到一个家庭的和睦与幸福。而学校由于师资力量的有限以及技术手段的落后，对学生的管理还停留在手工管理阶段和计算机辅助管理初级阶段，信息反馈不及时，并且与家长的信息沟通严重不足，身为孩子家长，您是否担心工作太忙，与孩子交流时间太少；仅靠有限的几次家长会和学校平时的不定期的反馈，难以传递－足够多的学生在校情况给家长。当发生学生由于逃课、出走等情况时，家长和学校由于沟通配合不够，无法及时发现，导致发生意外。

学生平安短信服务系统正是针对上述问题而开发出的一套高科技信息管理系统，彻底解决了家长、学校的信息沟通，是保证学生出入安全及管理学生校外活动的一种有效手段。 该系统的优点：

?  家长放心

实时跟踪学生的到校、离校情况，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。

?  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短信服务费

?  增值服务

运营商可以将卡片的冠名权出售给一家当地有影响的公司，从而取得丰厚的广告费用。由于这些公司生产的产品与学生的消费紧密相关，如文具用品、食品饮料，这样的广告效应会更加明显，而广告费用比之电视台又节约许多。

二、系统工作机理

自动识别学生平安短信服务系统是利用高科技的远距离射频识别技术、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。硬件平台历经20年开发测试过程，针对广大中小学校、学生家长而提供的信息化服务平台。

它的工作机理是：每个学生胸前均挂有一张远距离有源感应卡，当学生到达校门时，附近的读卡器立即读到学生所佩戴的感应卡，并将该感应卡的卡号输出给电脑里安装的学生平安短信服务系统，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 " ；同样地，如果学生离开校门的话，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 " 您的孩子离开学校 " 。

有了自动识别学生平安短信系统，家长不仅能及时获得孩子到校、离校的时间信息，包括孩子的考试成绩、作业点评、近期表现以及学校的各种通知、活动信息也可以及时送到家长手上，家长可以第一时间了解孩子的在校情况，从而有效配合学校对孩子进行辅导教育；有了自动识别学生平安短信系统，学校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，还为后续的校园信息化管理奠定基础。

自动识别学生平安短信系统使家长、学校和孩子之间的沟通无极限，让关爱变得 “ 随时随地 ” 。

三、系统架构图

1、10-15米宽通道

每个天线大小为3.0 x 4.0米，天线与天线之间相互交错，调谐电容值视安装环境要做适当调整。天线采用单股铜线，线规格为 2.5mm2 。天线埋在距地面4-6cm的地下。放好天线后，先在天线的表面铺上一层尼龙热胶，再浇上沥青即可

2、4-6米宽通道

远距离读卡器中国学校测试：（采用立式天线）

远距离读卡器英国学校测试：（采用立式天线）

远距离读卡器工厂测试:（采用地埋式天线)

读卡器2004年在英国学校测试：（采用立式天线）

读卡器读卡器2003年在英国学校测试：（采用地埋式天线）

四、系统设备简介

根据家校通系统的特点，和严格的要求，太阳电子为客户制定如下解决方案

1  RV1-DS-4MS 读卡器（宽通道使用，一般超过6米）

产品特性

专用于人员车辆跟踪控制、平安短信等宽通道系统，6米以上通道使用
◆可外接的天线数量从 2-16个可供选择（依产品型号而定）
◆可应用在1米-90米宽通道的人员或车辆进出跟踪
◆同时进出的人数可达320人，通行速度可达快步走
◆提供方向识别解决方案
◆卡片电池偏低时读卡器自动报警
◆提供一路或两路信号输出（依产品型号而定）
◆采用地埋式天线，施工简单方便，地面以上无任何障碍物，因此特别适合机关大院、学校校门使用

技术参数:

◆ 尺寸：（高）325×（宽）285×（厚度）65毫米
◆ 电源：12～28伏，DC，@400mA max
◆ 工作温度：-20～+60℃ （适用于室内和室外安装)
◆ 显示：LED's 红灯－－-外部控制 黄灯－－-外部控制 绿灯－－-外部控制
◆ 蜂鸣器：外部控制
◆ 工作湿度：0 - 80% 无凝结,信号穿过液体感应距离无任何改变
◆ 最大天线大小：采用直径1.5粗铜线时单天线周长达16米
◆ 显示：高精度LCD显示屏，
◆ 输出格式：26位Wiegand, RS232
◆ 工作频率:发射频率125KHz,接收频率 4MHz;

应用场合：

RV1-DS-XMS系列读卡器特别适合应用于宽通道、许多人同时进出的场合，如机关大院和学校大门口，用于对同时进出的许多人进行跟踪。该产品已在中国人民解放军总参信息化管理系统、北京中小学平安短信信息系统、成都中小学学生进出跟踪管理系统、湖北荆州某国家重点中学平安短信系统、胜利油田采油车辆管理系统以及上海、江苏十多所电力局的单位车辆进出跟踪管理系统得到广泛应用。

应用场合：

一般的平安短信系统都是采用两台读卡器来判断进行人员进出方向。都是在每台读卡器读到卡片并输出后，根据两台读卡器的记录先后来判断是进还是出，这样存在很多漏洞。

如果人员只是经过一个天线旁边而没有往外走，系统马上把他外出的信号就发出去了，而实际情况是人员还在里面。在平安短信系统里移动通讯运营商就吃过这样的亏，学生只是到门边站了一下，系统就给家长发了一个孩子离开学校的短信，让家长空担心，为此差点被学生家长告上法庭；如果人员不断在进出天线上徘徊，系统会产生很多没用的记录；如果人员在 1 个出天线旁边一直站着，系统会不停接到卡号，因为两个读卡器输出的信号格式完全相同，很多系统根据记录的奇偶次数来判断进出，在收到第二条记录的时候系统就会给出一个外出的信号，而实际情况是人员还在里面。如果人员一直停在两个读卡器信号交接的地方，这里的信号会很复杂，有可能是死区、有可能是某天线时强时弱、有可能是信号扭曲、有可能卡片一到这里就不停输出或不工作。

综合上述问题最根本的原因是两台读卡器是完全相互独立的设备，英国 IDENTEC 公司的在射频识别领域具有 20 多年的经验，其研制的DS远距离读卡器可以杜绝上述问题的发生；因为它直接带两个天线，读卡器准确的知道卡片在天线的哪个区域并跟踪卡片在区域里每个时刻的信号位置和移动路径，是否真正离开、什么时候可以把信号输出、是否假进假出、是否产生多余记录。独有多种方向跟踪模式，满足您对各时间数据的要求。

不管是用在停车场（解决一个通道即进又出情况时两台读卡器装在一起，第二个读卡器错误的把道闸再次打开的情况）、物品和人员跟踪（解决假进假出、多种识别、屏蔽、射频伤害、方向限制、有物理障碍等问题）。它都是您绝佳的解决方案。

如何正确选择RFID产品运用到人员识别

读卡器本身功率和频率的伤害问题：

大家都知道高频对人体有很强的辐射危害，长期在高频辐射环境下工作生活严重影响人身体健康。所以一般高频、超高频读卡器多用于物流、交通、资产等一些非活体上面。

有关研究表明，电磁波的致病效应随著磁场振动频率的增大而增大，频率超过10万赫兹以上，可对人体造成潜在威胁。在这种环境下工作生活过久，电磁波的干扰，使人体组织内分子原有的电场发生变化，给组成脑细胞的各种生物分子以一定程度的破坏。产生过多的过氧化物等有害代谢物，甚至使脑细胞的DNA密码排列错乱，制造出一些非生理性的神经递质。人体如果长期暴露在超过安全标准的辐射剂量下，人体细胞就会被大面积杀伤或杀死。－－－－《电磁波的危害以及防护》

所以用在门禁、考勤等一些对人员识别上面的应用，则需采用低频远距离读卡器。低频读卡器功率低、频率低，覆盖范围小，需通过FCC认证、EMC认证，不对人体和其他设备产生有害干扰，且低频卡为被动式工作模式，只有在天线感应范围内，卡片才会工作，而不是主动式的一直处于工作状态。卡片工作功率小，一颗电池就可以用3-5年

一般对运用在人员识别上的远距离读卡器可以采用以下办法测试：

1、把卡片拿在手心里，双手合住卡片，出入识别区域，平行拿、垂直拿、斜着拿卡片，看卡片能否被读卡器读到。（测试人体屏蔽作用，和卡片方向性问题）
2、把卡片放在屁股兜里，进出读卡区域，看能不能被读到（测试障碍物阻挡作用）或多个人紧挨着走，前后间距小于10CM
3、在识别区域外等候，看卡片会不会被误读到卡片（高频读卡器把读卡距离调低后会出现间断性脉冲信号，能读到很远的卡。常见于老远停着的车辆都能把道闸打开。人在办公室走动，老远的门会不断的开启）
4、在一个读卡器读卡区域中一直停留着，看读卡器输出信号的情况（测试读卡器工作能力，会不会产生累赘信号、出现方向错误）
5、找50-60个人携带卡片同时进出大门口，看漏卡情况。如果有漏卡说明此远距离读卡器根本不适合运用。上下班，上下学都是高峰期，如果漏卡，造成员工没正常上下班，学生没正常上放学，会严重影响员工、学生的情绪，影响工作学习

卡片人员佩戴识别的说明：

目前集成商在进行人员识别家校通平安短信等项目实施的过程中，往往得到的识别效果总是差强人意，存在各种各样的问题，其最最根本的原因，是没有找到一个真正能用在这套系统中的产品。

最常见的应用项目是人员通道识别的情况，选择的读卡器有感应距离由几十米远到 1 米 远的各种读卡器，几十米远用来做人员识别显然是不能用的，不可能让人才走到离通道口几十米远的地方就被识别出来，因为人员可能刚巧从旁边经过而不是要进入通道，所以工程安装人员在实施的过程中就要对这个感应距离进行调整，但往往得不到一个合适的距离，因为卡片在不同的角度被读取的距离变化很大，而调节的信号变动范围很大，卡片正对着天线的时候距离在 6 米 ，垂直于天线的时候可能只有 1 米 甚至是读不到，比如做一座学校校门口的人员识别，会出现人员只是在教学楼内走动却错误的被读到卡片判断为外出的情况。

还有一种比较常见的是 915Mhz 的读卡器，标称距离5－15米 ，卡片必须与天线成一定的夹角，而且卡片受人体屏蔽不能紧贴人体，所以要求人员把卡挂在胸前正对着天线走过去，但人员进出拥挤的时候卡片就受到屏蔽，部分卡片会被漏读，同时人员是进出的时候不会规规矩矩的正对着天线走过去，很可能随意一个侧身卡片就被漏读了。当然可加大天线功率，多加几个读头去读取，虽然能读到卡片，但是方向判断还是不能正确解决，同时严重伤害学生身体健康

还有一种选择是用1米的无源卡来做，这种方式一般要求通道做得很窄，卡片的真正识别距离只有 60 厘米 左右，集成商不得不在通道两边各装一台读卡器来同时读取卡片，甚至是读 4 台读卡器，而且必须把卡挂在外面，排队一个一个通过，仍然存在漏卡现象，因为卡片的方向性与读卡速度都注定了无法从根本上解决这一问题。

2、 感应卡

产品特性 :

◆ 远距离读卡：使用RV1读出器并外接1.5m x 1.5m的天线, 在无外界干扰的情况下,读卡距离可达3米
◆ 多重读出：在 RV1 读卡器上可同时识别320张感应卡
◆ 快速读卡：在 RV1 读卡器上可达80公里/小时

技术参数 :

◆ 尺寸： 95×64×5 毫米
◆ 工作寿命：带电池，寿命 3 年以上 , 电池用完可更换
◆ 工作温度： -20 ～ +60℃
◆ 工作频率： 125KHZ-4MHZ ；
◆ CE, DTI & 美国FCC认证

五、读卡器的工作模式

1.读卡器的工作模式：加强型安全模式 (Enhance Safe Mode)

2.工作机理

如图所示：从天线组 A 走到天线组 B, 表示进校；从天线组 B 走到天线组 A 表示出校；

为了更简洁的描述和分析问题现象进行以下约定。

读卡器加强型安全模式发送出入数据的实现如下：

i、正常进入学校过程     ( 进校）

Cardholder → In-Ant-a → Out-Ant-a → In-Ant-b →Out-Ant-b →

  持卡人        进A天线     出A天线     进B天线   出B天线

Out-b-id → In-message

发离开B天线数据     发进校短信

ii、正常离开学校过程     ( 出校 )

Cardholder → In-Ant-b → Out-Ant-b →In-Ant-a →Out-Ant-a →    

持卡人       进B天线    出B天线    进A天线    出A天线

Out-a-id      →    Out-message

发离开A天线数据   发出校短信

iii、从校外走进校门然后在校门处徘徊最后离开学校   ( 未实质入校 )

Cardholder → In-Ant-a → Out-Ant-a ←→ In-Ant-b → Out-Ant-a

持卡人      进A天线     A天线和B天线之间徘徊   出A天线

不允许读卡器发数据 系统不发短信

持卡人首先进到A天线区最终离开的也是A天线区    系统无动作

iv、从校内走到校门然后在校门处徘徊最终仍然回到校内   ( 未实质出校 )

Cardholder → In-Ant-b → Out-Ant-b ←→ In-Ant-a → Out-Ant-b

持卡人      进B天线     B天线和A天线之间徘徊     出B天线

不允许读卡器发数据    系统不发短信

持卡人首先进到B天线区最终离开的也是B天线区    系统无动作

v 、从校外走进校门然后在校门处徘徊最后进入学校   ( 实质入校 )

Cardholder → In-Ant-a → Out-Ant-a ←→ In-Ant-b → Out-Ant-a → Out-b-id    →In-message

持卡人      进A天线   A天线和B天线之间徘徊   离开B天线     发离开B天线数据     发进校短信

持卡人首先进到A天线区最终离开的是B天线区    系统发短信

持卡人      进B天线     B天线和A天线之间徘徊   出A天线     发离开A天线数据      发出校短信

持卡人首先进到B天线区最终离开的是A天线区    系统发短信

注：安装条件是A天线和B天线的安装位置要足够近，使得持卡人出A天线的同时就进入B天线识别区。这样可以避免持卡人站在A和天线识别范围之间，而A和B天线都不能识别到卡造成数据误报。

六、一卡通在学校的应用

Cyphertag远距离感应卡除了用于以上场合外，还可以应用于校园一卡通各种场合：包括办公室门禁系统、人员进出校门管理、车辆进出校门管理、公寓管理、餐厅超市消费系统、教师考勤管理、图书馆借阅系统、教师开会签到、学生跟踪定位等等系统。